课题组在三维降雨能量研究领域取得研究进展：

降雨作为水循环的关键环节，对生态系统、农业生产及人类居住环境有着深远影响。传统研究多聚焦于降雨强度和雨滴尺寸分布的垂直变化，而降雨能量这一重要微观特征却常被忽视。降雨能量，即雨滴落地时由重力势能转化而来的动能，它不仅影响土壤团聚体结构，更是驱动土壤侵蚀的关键因素。然而，受观测技术限制，降雨能量的三维空间变化特征一直未被充分揭示，这制约了我们对降雨过程的全面认知以及精准估算降雨能量的实现。针对该问题，团队朱净萱博士于2025年2月在《IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing》上发表题为“雷达遥感反演英国降雨能量垂直特征”的研究成果。

本研究创新性地利用全球降水测量（GPM）计划中的双频降水雷达（DPR）数据，深入探究了英国降雨能量（KEt）的垂直分布特征。GPM DPR作为先进的星载雷达，具备同时工作在Ku（13.6 GHz）和Ka（35.5 GHz）双频段的优势，其245 km和120 km的幅宽以及5 km的地面分辨率和125 m的垂直分辨率，使其能够穿透云层，获取从云顶到地面的降水粒子详细信息，为研究降雨能量的垂直变化提供了前所未有的精细数据支持。研究区域覆盖整个英国，其温带海洋性气候特征，使得降雨频繁且年降水量丰富，为研究降雨能量的时空变化提供了良好的数据基础。

研究发现，英国降雨能量在垂直方向上呈现出显著的分布规律。在1500米以下，相邻125米高度层之间的降雨能量相关性极强，相关系数超过0.99，其中层状雨的相关性（0.9973）高于对流雨（0.9957），表明对流雨的KEt变化更为复杂。在1500米以下，层状雨和对流雨的KEt变化率（RKEt）标准差分别高达12.08%和28.37%，显示出降雨能量在不同高度层之间的显著变化。进一步分析发现，降雨能量具有明显的季节变化特征，夏季各高度层KEt均达到最高值，而冬季则最低。这种季节性差异在高空更为显著，反映了不同季节雨滴的微观物理过程差异。

研究还揭示了降雨能量与降雨类型之间的紧密联系。对流雨通常在低空具有更大的雨滴尺寸和更高的强度，而层状雨则表现出更为均匀的微观物理特征。在1500米以下，尽管层状雨的RKEt均值（1.36%）高于对流雨（0.64%），但其标准差更大，表明层状雨在低空的变化更为剧烈。而在3000米以上高空，高能对流雨的出现频率高于低能对流雨，反映出对流雨内部雨滴动力学的复杂性。

本研究通过GPM DPR数据，首次系统地揭示了英国降雨能量的垂直分布特征及其与降雨类型、季节变化之间的关系，为深入理解降雨过程的微观物理机制提供了新的视角。研究结果不仅有助于改进土壤侵蚀评估模型，提高降水监测和预测的准确性，还为复杂地形区域的空间插值研究提供了重要的数据支持。未来，随着更多观测平台数据的整合以及模型模拟技术的发展，我们有望进一步完善三维降雨能量数据集，更全面地揭示降雨动力学及其垂直变化规律，为应对气候变化和水资源管理提供更有力的科学依据。