近年來(lái)發(fā)展的毫米波云雷達(dá)對(duì)非降水云及弱降水云的探測(cè)表現(xiàn)出很大的優(yōu)勢(shì),與厘米波天氣雷達(dá)相比,它有探測(cè)小粒子、測(cè)速精度較高、空間分辨力較強(qiáng)的特點(diǎn)。94GHz雷達(dá)波長(zhǎng)較短,后向散射能量較大,容易實(shí)現(xiàn)機(jī)載探測(cè)或星載探測(cè)。目前國(guó)內(nèi)已成功研發(fā)35GHz云雷達(dá),正在大力發(fā)展94GHz云雷達(dá)。本文利用英國(guó)的94GHz雷達(dá)及安徽四創(chuàng)電子公司剛剛研制成功的94GHz SKY云雷達(dá),進(jìn)行了云特性的分析及云的微物理參數(shù)反演的初步研究,并探討了94GHz SKY云雷達(dá)的探測(cè)能力。論文的主要工作和結(jié)論如下：（1）云的散射及衰減特性的研究,主要用DDA算法計(jì)算。隨機(jī)取向粒子散射及衰減特性在宏觀上表現(xiàn)為各向同性,與入射波偏振狀態(tài)無(wú)關(guān),水平取向粒子的散射特性與入射波偏振狀態(tài)及入射角有關(guān)；不同形狀的粒子具有不同的散射特性。直徑小于1mm的冰晶或水滴其后向散射基本滿足瑞利散射,隨粒子增大出現(xiàn)震蕩。六角形冰晶的后向散射對(duì)取向、形狀比較敏感,對(duì)溫度不敏感。在實(shí)際的冰云中,對(duì)于垂直指向的水平偏振波,將六角形冰晶看做同體積的球形粒子將低估其衰減和后向散射,并且后向散射低估較多；將聚合物冰晶看做等體積球形,將高估其后向散射及衰減,子... 

【文章來(lái)源】：南京信息工程大學(xué)江蘇省

【文章頁(yè)數(shù)】：159 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

圖1.2日本的94GHz毫米波云探測(cè)雷達(dá)

小值點(diǎn)對(duì)應(yīng)De約為1.8 mm,其0_比第一極大值點(diǎn)小約20倍，冰晶的第一個(gè)極小值點(diǎn)對(duì)應(yīng)De約為1.6 mm,其0>比第一極大值點(diǎn)小約10倍。圖2.1 (c)顯示后向散射截面隨粒子增大基本趨勢(shì)還是增大的，但是在1 一2.5 mm之間的水滴，其后向散射截面反而小于1 mm的；在1 一2.2 mm之間的冰晶粒子也有相似的性質(zhì)。齒[^鬥,。’： .0' Z,郎"-s,�！�-T: -—+ water // -e- ice 0. Rayteigh g10 ? ice 么 // water 0. Rayleigh . 】0 -z ：^找魏⑶ ^ ,。丨。2 .。 】。'[, ., 0 , ⑴ 0 1 2 3 4 5 6】0 10 (I 10 10 10 10 a 10 10 (mm)圖2.1球形粒子在94 GHz的后向散射效率（a)、衰減效率(b)隨尺度參數(shù)（a)的變化及后向散射截面（C)隨粒子半徑的變化Fig. 2.1 The backscattering efficiency (a) and attenuation efficiency (b) with the change of thescale parameter (a) of spherical particles at 94 GHz, and backscattering cross setions (c)with thechange of particle radius2.3冰云及水云的散射和衰減特性2.3.1冰云模型冰云主要由各種非球形冰晶組成，而冰晶粒子的形狀和大小是多種多樣的，隨高度變化，它取決于溫度、相對(duì)濕度以及在云中是否經(jīng)歷了碰撞與合并過(guò)程(張琳，2010;Gallagher et al., 2004)。Magono and lee (1966)將冰晶粒子分為了 80余種，主要形狀有盤(pán)狀、柱狀、針狀、樹(shù)枝狀、星狀、以及子彈狀，結(jié)合的子彈狀和針狀。在中煒度卷云中，根據(jù)大量的飛機(jī)觀測(cè)實(shí)驗(yàn)

9012不同取向及尺度比的冰晶的a如圖2.2所示，其中，縱坐標(biāo)為后向散射效率a，橫坐標(biāo)為尺度參數(shù)a，入射角分別取e =90°、60°、0°進(jìn)行討論，圖2.2 (f)顯示了圖2.2(e)底部三條不清楚的曲線�？梢钥闯�，當(dāng)及e較小時(shí)，a隨取向基本不變,粒子較大時(shí)，對(duì)粒子的取向比較敏感，敏感程度和冰晶尺度比（即形狀）有關(guān)，在2D取向時(shí)

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[10]一次東北冷渦中對(duì)流云帶的宏微物理結(jié)構(gòu)探測(cè)研究[J]. 齊彥斌,郭學(xué)良,金德鎮(zhèn).  大氣科學(xué). 2007(04)

博士論文
[1]毫米波雷達(dá)對(duì)云宏微觀特性的探測(cè)和研究[D]. 宗蓉.南京信息工程大學(xué) 2013

碩士論文
[1]卷云的輻射傳輸與散射特性研究[D]. 張琳.西安電子科技大學(xué) 2010



本文編號(hào)：3402553