云是影響天氣和降水的關鍵因子,對云的微物理參數(shù)（有效半徑、數(shù)量濃度等）和宏觀參數(shù)（云高、云厚）進行探測是深入研究云物理過程和云輻射效應的基礎。論文主要利用地基毫米波雷達進行云參數(shù)及云內(nèi)湍流特性的探測和反演。根據(jù)云雷達回波的功率譜數(shù)據(jù),反演出大氣垂直運動速度和云微物理參數(shù),并進一步研究和分析云內(nèi)空氣垂直運動與云微物理參數(shù)、反射率因子、多普勒速度、速度譜寬變化的關系,估算和分析云內(nèi)湍流耗散率ε的大小和分布情況,對反演湍流耗散率的相對誤差進行評估,結果分析如下:（1）粒子有效半徑隨著上升氣流的增強而增大,云滴粒子通過碰并作用增長,粒子數(shù)濃度則呈現(xiàn)減小趨勢;液態(tài)水含量的分布與反射率因子的分布較為吻合。隨著上升氣流的增強,云粒子的下沉運動相應減小,速度譜寬也有所增大。（2）云內(nèi)湍流耗散率ε量級一般浮動在10-10～100m2/s3,在靠近云的頂部或者底部,湍流耗散率的數(shù)值往往較大。若是云層較薄,云內(nèi)湍流耗散率可能分布較為均勻,一般卷云的湍流耗散率數(shù)值較小,云內(nèi)湍流活動較弱。對于弱降水云,在降水前,云內(nèi)湍流強度迅速增強,在降水過程中,云內(nèi)湍流強度也一直很強,后期云內(nèi)湍流會逐漸減弱。（3）多普勒速度... 

【文章來源】：南京信息工程大學江蘇省

【文章頁數(shù)】：67 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖３．２功率譜數(shù)據(jù)處理示意圖??３．２．２利用空氣垂直運動速度反演層狀云微物理參數(shù)??

選�。玻埃保赌辏冈拢溉眨玻玻海保常浚玻常海矗�?（北京時）Ｋａ波段毫米波雷達探測的高層云回??波資料，反演云微物理參數(shù)，并進行研究和分析。該時段云層較厚，云頂高度大約在??８？９ｋｍ，云底高度大約在５？６ｋｍ。從圖３．３中可以看出，云體的反射率因子最小在－］８ｄＢＺ，??最大在１０ｄＢＺ左右。多普勒速度范圍為－２ｍ／ｓ？０．５ｍ／ｓ，主要為下沉運動，速度譜寬范圍??在０．０５ｍ／ｓ？０．７ｍ／ｓ。反射率因子、多普勒速度和譜寬數(shù)值均較大，云內(nèi)主要是液態(tài)小云??滴。功率譜數(shù)據(jù)用于反演空氣垂直運動速度和云微物理參數(shù)。??２２：１３?２２：３１?２２：４９?２３：０７?２３：２５?２３：４３??Ｔｉｍｅ??圖３．３?２０１６年８月８日２２：丨３￣２３：４３?（北京時）觀測的云回波情況ａ．反射率因子；ｂ？多普??勒速度（下沉為負，上升為正，下同）；ｃ．速度譜寬??】７??

?３．３．１．１層云微物理參數(shù)和空氣垂直運動速度的反演??圖３．４為云層內(nèi)空氣垂直運動速度、粒子有效半徑、液態(tài)水含量、粒子數(shù)濃度的反??演結果。圖３．４?（ａ）是通過功率譜數(shù)據(jù)估算的空氣垂直運動速度，云內(nèi)既有上升也有下??沉運動，范圍在－０．６ｍ／ｓ￣２ｍ／ｓ，在較強上升氣流（＞０．８ｍ／ｓ）集中的地方，云頂高度有所??增加，云體變厚，較弱的上升氣流對云頂高度變化的影響并不大，這只是比較微弱的關??系，與Ｓｈｕｐｅ等Ｗ的研究結果一致；粒子有效半徑主要分布在２〇ｎｍ？９０ｐｍ。大粒子區(qū)對??應較強的回波，說明粒子大小是影響回波強度的主要因素。在云內(nèi)垂直上升氣流較大的??區(qū)域，往往對應粒子尺度也大，如果較強上升氣流區(qū)的上部存在下沉氣流，則云滴粒子??在反復抬升和降落過程中，可能逐漸增長，如在２２：１３？２２：４９時段。８ｋｍ高度處的垂直??上升氣流較強


本文編號：3031573