【摘要】：雨滴譜(DSD)包含了降雨的豐富信息,不僅能反映雨滴群的微物理特性,也能反映降雨類型、降雨強度等宏觀特性,并且在雷達氣象領域也有重要的應用價值。本文利用南京信息工程大學探測基地Parsivel激光雨滴譜儀2015-2016年的觀測資料,對篩選后的32次降雨過程的雨滴譜數(shù)據(jù)進行了處理,詳細統(tǒng)計和分析了多種雨滴譜參數(shù),擬合了層狀云降雨、積雨云降雨以及積層混合云降雨的雨滴譜Gamma分布參數(shù)。此外,基于雨滴譜數(shù)據(jù)擬合了下落末速度V與雨滴直徑D、雷達反射率因子Z與降雨強度R的關系,計算了雙偏振參數(shù)和衰減參數(shù),并利用衰減參數(shù)進行了C波段雷達回波的衰減訂正試驗。首先,對雨滴譜資料進行篩選和處理。結果表明,相較于未處理的雨滴譜數(shù)據(jù),質量控制后的數(shù)據(jù)計算的降雨物理量更加接近雨滴譜儀的輸出值。降雨強度越大,兩者的差別越明顯。其次,統(tǒng)計分析不同降雨類型中微物理量、雨滴譜分布的一般特征和起伏特性,擬合V-D、Z-R關系�？傮w而言,層狀云和積層混合云降雨中1～3mm的雨滴、積雨云降雨中大于3mm的大雨滴對雷達反射率因子的貢獻最大。降雨中雨強穩(wěn)定或變大時,雨滴譜多呈多峰型分布,反之,多呈單峰型分布。層狀云、積層混合云和積雨云降雨中μ-λ擬合曲線逐漸抬升,說明這一關系在特定降雨中更為適用。擬合得出適合南京地區(qū)三類降雨的V-D、Z-R關系。最后,基于雨滴譜數(shù)據(jù)計算雙偏振參數(shù)以及衰減參數(shù),并進行C波段雷達回波的衰減訂正試驗。結果表明,降雨強度越大,雷達回波低估現(xiàn)象越明顯。衰減參數(shù)AH和ADP多斜率的原因是雨滴尺度的不同。衰減訂正體現(xiàn)了雨滴譜資料在天氣雷達中的應用價值。
【圖文】：

度Ｒ）時往往代入Ｖ－Ｄ經(jīng)驗關系計算雨滴下落末速度，造成誤差的同時還忽略了雨滴下逡逑落中經(jīng)過的碰并、破碎以及變形等物理過程。逡逑本文所用雨滴譜資料來自Ｐａｒｓｉｖｅｌ激光雨滴譜儀（如圖２．１所示），相較于上述雨滴逡逑譜測量方法具有以下優(yōu)勢：①采樣空間為傳感器產(chǎn)生的水平激光束，根據(jù)輸出電壓的衰逡逑減和信號持續(xù)時間，計算降水粒子的速度和尺度；②能夠自動統(tǒng)計分類，有利于后期數(shù)逡逑據(jù)處理及尋找規(guī)律；③提供了完整的數(shù)據(jù)和圖像記錄，顯示對應降水類型，在惡劣天氣逡逑中仍有很好的表現(xiàn)［５４】；④獨特的表面設計可以緩沖打在儀器上的雨滴，避免雨滴因碰撞逡逑破碎而濺落在采樣空間里。逡逑N：…逡逑ｙＨｌｉ邋＾逡逑圖２．１邋Ｐａｒｓｉｖｅｌ激光雨滴譜儀實物圖逡逑２．１邋Ｐａｒｓｉｖｅｌ激光雨滴譜儀介紹逡逑Ｐａｒｓｉｖｅｌ激光雨滴譜儀由德國ＯＴＴ公司生產(chǎn)，，采樣空間為傳感器產(chǎn)生的水平激光束，逡逑當粒子（無論液態(tài)還是固態(tài)）經(jīng)過激光束時，記錄粒子遮擋導致的輸出電壓衰減量和信逡逑號持續(xù)時間，據(jù)此計算粒子的尺度和速度。Ｐａｒｓｉｖｅｌ配套應用軟件ＡＳＤＯ負責接收、處逡逑理和存儲由儀器傳輸至計算機的原始數(shù)據(jù)

以圖像方式顯示速度譜、尺度譜和自動識別的天氣碼，實時顯示并記錄時間、瞬時逡逑雨強、累計降水量、雷達反射率因子和能見度［５５］。儀器的主要性能參數(shù)和配套軟件顯示逡逑界面分別如表２．１、圖２．２所示。逡逑表２．１邋Ｐａｒｓｉｖｅｌ主要技術參數(shù)逡逑主要參最邐參數(shù)值逡逑中心波Ｋ／ｎｍ邐６５０逡逑輸出功．宇－／ｍＷ邐３逡逑懫樣區(qū)域尺寸ＷｘＤ／ｍｍ邐１８０＾３０逡逑采樣Ｋ域面積／ｃｍ２邐５４逡逑降水強度測最范Ｗ／（ｍｍ／ｈ）邐０．００１－１２００逡逑粒子尺度測最范Ｗ／ｍｍ邐０．２－２５逡逑粒子降落速度測最范Ｍ／（ｍ／ｓ）邐０．２－２０逡逑能見度測最范Ｍ／ｍ邐１００－５０００逡逑尺度分級邐３２逡逑速度分級邐３２逡逑系統(tǒng)Ｔ作屯壓／Ｖ邐ＤＣ邋１０－３０逡逑ｉｌ＇算顯示軟件邐ＡＳＤＯＶ１．Ｉ逡逑？＊＞ａ＞邐ｓｗｓ－邐？＊？？？逡逑＊＊邐？＊．邐ｋ？逡逑ａ邋？邐．邐■”邋ｊ睚，ｗ邋－邐？ｉ邐篇？國｜務逡逑Ｉ邐＊ｉ＊＊？邋？＊？？邐Ｉ邐＊？＊＊＞？邋ｈ？？逡逑｜＾ｒ邐■N：巧邐ｒ逡逑：遍�。姡颍哄义希慑澹海唬樱海眨姡捱姡殄澹驽澹澹澹В慑义希�，：邋ｒ邋．．邋Ｉ邋：邐＾邋ｒ邋ｉ＾ｒｎｎ邋ｒ邐Ｉ＊逡逑？Ｖ－邐ｒ邐．，．邐－逡逑，ｍ？ｍ邐ｗ邐”邋！邐？？；邐．ｍ邋｜邋Ｓｍｈ邐＿逡逑＇ｔｎｔｒ邐娗邐＇ｆ：‘．邋．．邐ｗ＊？s{－挪似邐二逡逑ｉｒ＞邐？？邋／邋＇＇邋＇邐；邋■邋．邐．邐：邐，邐；邐．邋？邋ｎｗｕｉ邐ｗ邐？逡逑ＷＭＭ？Ｍ邐ＩＩ００邐
【學位授予單位】：南京信息工程大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：P412.25

【參考文獻】

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1 李宗飛;肖輝;姚振東;馮亮;;X波段雙偏振雷達反演雨滴譜方法研究[J];氣候與環(huán)境研究;2015年03期

2 柳臣中;周筠s

本文編號：2662838