零度層亮帶,是雷暴云即將消散的重要標志,又是識別凍雨的主要判據(jù)之一,而且“零度層亮帶”會引起雷達對降水量的過高估計；目前,對零度層亮帶的性質(zhì)特征和發(fā)生機制方面的定量研究較為罕見。因此,零度層亮帶的成因理論模擬與分析研究具有重要的理論意義和應用價值。本文從融化粒子的散射特征出發(fā),討論了粒子結(jié)構(gòu)、融化程度、粒子大小以及雷達尺度參數(shù)對融化粒子散射特征的影響,得到：隨著粒子直徑的增加,冰水混合粒子的標準化后向散射截面會變大。當粒子的尺度參數(shù)小于0.5時,冰水混合粒子的標準化后向散射截面隨著融化體積比的增加而變大,直至全部融化；但由于不同復折射指數(shù)算法所假設(shè)的冰水混合體的結(jié)構(gòu)不一樣,致使標準化后向散射截面的變化路徑存在很大差異。當粒子的尺度參數(shù)大于0.5時,隨著融化程度的增加,冰水混合粒子的標準化后向散射截面出現(xiàn)振蕩現(xiàn)象；不同復折射指數(shù)算法條件下的標準化后向散射截面曲線的振蕩峰值對應著不同的融化體積比,另外,隨著粒子直徑的增加,振蕩峰值會向融化體積變小的方向移動。將冰水混合粒子的散射計算程序鏈接到SimRAD軟件中,完善其對含有融化層的層狀云回波的模擬能力。利用該軟件平臺通過變動融化粒子類型對不... 

【文章來源】：南京信息工程大學江蘇省

【文章頁數(shù)】：61 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

波長為3.2cm時冰水混合粒子的標準化后向散射截面

通過對水成物粒子進行散射特性計算，得到雷達反射率因子垂直廓線。本節(jié)的模擬分析中，雷達電磁波頻率為9.4GHz，大氣狀態(tài)信息采用中韓度夏季標準大氣，如圖3.1所示，可以看出零度等溫線高度約在4km處。由于水成物粒子各參數(shù)設(shè)置較為復雜，下面具體給出參數(shù)設(shè)置的情況，解釋設(shè)置依據(jù)。在此基礎(chǔ)上，模擬在不同結(jié)構(gòu)融化粒子情況下的雷達反射率因子廓線，分析比較零度層亮帶特征差異。10|~\ . ‘ ■ ? 10! 「 ‘ ‘ ‘― -19^ \, 1 9「I ■\ 1 i16 \ I |6'、 ’.2> \ .25 I \主4 \ 1主4丨 \ -丨丨 \' ]0 ‘ ‘ ‘ ‘ ‘ 」 o' ^ ‘ ‘ ‘ 1230 240 250 260 270 280 290 300 20 30 40 50 60 70 80Temperature(K} Raletive Humidity(%)圖3.1中紳度夏季標準大氣的溫度和相對濕度垂直廓線3.1.1水成物粒子的參數(shù)設(shè)置顧震潮提出三層概念模型來模擬層狀云的結(jié)構(gòu)特征，即第一層為冰晶區(qū)域，無過冷水，冰晶主要通過凝華和碰并增長，形成雪花；第二層為過冷水滴層，在這一層中，冰晶21

基于上述設(shè)置，將融化粒子分別設(shè)為外包水膜粒子，Bruggeman算法、MG(wi)算法、MGGw)算法和Debye算法情況下的冰水混合粒子，模擬得到的雷達反射率因子廓線如圖3.4所示，可以看出融化粒子的結(jié)構(gòu)差異對亮帶的厚度和峰值大小有較大影響，峰值高度也會稍有變化，與單個粒子的散射特性有一定的對應關(guān)系。其中，外包水膜粒子和MG(\vi)算法情況下的冰水混合粒子的亮帶結(jié)構(gòu)較為相似，亮帶厚度為1.3km，峰值為38.78dBZ，所在高度為3.48km，此高度處主要分布的是融化體積比為0.3的融化粒子；MG(iw)算法和Debye算法情況下的冰水混合粒子，形成的零度層亮帶的結(jié)構(gòu)也比較接近，不過，亮帶沒有其他結(jié)構(gòu)的融化粒子明顯

【參考文獻】：
期刊論文
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