Ka/Ku雙波段云雷達探測云降水滴譜和空氣垂直運動速度的能力模擬分析
發(fā)布時間:2022-02-20 14:03
由于湍流、雷達探測靈敏度等對單波長云雷達探測回波強度譜密度的影響,造成了云雷達探測空氣垂直運動速度和雨滴譜的誤差,而雙波長云雷達利用Mie散射造成的不同粒子后向散射大小差異來提高空氣上升速度探測精度,從而提高反演雨滴譜的能力,并且可提高訂正雨區(qū)衰減的能力。為此中國氣象科學研究院研發(fā)了Ka/Ku雙波段云雷達,并于2019年4月開始在廣東龍門進行了云降水觀測。本文針對該雙波段云雷達觀測模式和靈敏度等參數(shù),在Gamma滴譜假設條件下,模擬分析了Ka、Ku波段功率譜及其比值與云降水參數(shù)、溫度和湍流的關(guān)系,研究了雷達靈敏度、湍流對空氣垂直速度、雨滴譜反演和衰減訂正的影響,并利用個例數(shù)據(jù)進行了風場反演試驗,討論了雙波段探測微降水動力和微物理參數(shù)的優(yōu)勢。結(jié)果表明:(1)溫度只能影響兩個波段功率譜比值(Ratio)的大小,對其峰值位置基本沒有影響,而湍流對其峰值位置的影響不超過0.5 m·s-1;(2)湍流、雷達靈敏度對單波段云雷達探測空氣垂直速度的影響比較明顯,湍流使空氣上升速度被高估,雷達最小可測回波強度隨高度的增加而增加使該參數(shù)被低估,其影響遠遠大于溫度和湍流對雙波段云雷達...
【文章來源】:高原氣象. 2020,39(03)北大核心CSCD
【文章頁數(shù)】:17 頁
【文章目錄】:
1 引言
2 回波強度譜密度的模擬和云參數(shù)反演方法
3 單波段云雷達和雙波段云雷達探測空氣垂直運動速度的對比分析
3.1 溫度對雙波段云雷達回波強度譜密度和空氣垂直運動速度的影響
3.2 雷達靈敏度和湍流對單波段雷達反演上升速度的影響
4 湍流和靈敏度對雨滴譜反演結(jié)果的影響研究
4.1 對雨滴譜和含水量的影響分析
4.2 湍流和靈敏度對衰減系數(shù)計算的影響
5 實際觀測結(jié)果與模擬結(jié)果對比分析
5.1 Ka/Ku雙波段云雷達數(shù)據(jù)介紹
5.2 空氣垂直速度反演個例
6 結(jié)論和討論
【參考文獻】:
期刊論文
[1]利用Ka波段毫米波雷達功率譜反演云降水大氣垂直速度和雨滴譜分布研究[J]. 馬寧堃,劉黎平,鄭佳鋒. 高原氣象. 2019(02)
[2]毫米波雷達反演層狀云液態(tài)水路徑研究[J]. 姚志剛,楊超,趙增亮,王磊. 高原氣象. 2018(01)
[3]基于C-FMCW雷達的高原夏季對流云垂直結(jié)構(gòu)分析研究[J]. 阮悅,阮征,魏鳴,葛潤生,李豐,金龍. 高原氣象. 2018(01)
[4]A Ka-band Solid-state Transmitter Cloud Radar and Data Merging Algorithm for Its Measurements[J]. Liping LIU,Jiafeng ZHENG,Jingya WU. Advances in Atmospheric Sciences. 2017(04)
[5]Comprehensive Radar Observations of Clouds and Precipitation over the Tibetan Plateau and Preliminary Analysis of Cloud Properties[J]. 劉黎平,鄭佳鋒,阮征,崔哲虎,胡志群,吳松華,戴光耀,吳亞昊. Journal of Meteorological Research. 2015(04)
[6]毫米波云雷達功率譜密度數(shù)據(jù)的檢驗和在弱降水滴譜反演中的應用研究[J]. 劉黎平,謝蕾,崔哲虎. 大氣科學. 2014(02)
[7]3mm多普勒云雷達測量反演云內(nèi)空氣垂直速度的研究[J]. 彭亮,陳洪濱,李柏. 大氣科學. 2012(01)
本文編號:3635199
【文章來源】:高原氣象. 2020,39(03)北大核心CSCD
【文章頁數(shù)】:17 頁
【文章目錄】:
1 引言
2 回波強度譜密度的模擬和云參數(shù)反演方法
3 單波段云雷達和雙波段云雷達探測空氣垂直運動速度的對比分析
3.1 溫度對雙波段云雷達回波強度譜密度和空氣垂直運動速度的影響
3.2 雷達靈敏度和湍流對單波段雷達反演上升速度的影響
4 湍流和靈敏度對雨滴譜反演結(jié)果的影響研究
4.1 對雨滴譜和含水量的影響分析
4.2 湍流和靈敏度對衰減系數(shù)計算的影響
5 實際觀測結(jié)果與模擬結(jié)果對比分析
5.1 Ka/Ku雙波段云雷達數(shù)據(jù)介紹
5.2 空氣垂直速度反演個例
6 結(jié)論和討論
【參考文獻】:
期刊論文
[1]利用Ka波段毫米波雷達功率譜反演云降水大氣垂直速度和雨滴譜分布研究[J]. 馬寧堃,劉黎平,鄭佳鋒. 高原氣象. 2019(02)
[2]毫米波雷達反演層狀云液態(tài)水路徑研究[J]. 姚志剛,楊超,趙增亮,王磊. 高原氣象. 2018(01)
[3]基于C-FMCW雷達的高原夏季對流云垂直結(jié)構(gòu)分析研究[J]. 阮悅,阮征,魏鳴,葛潤生,李豐,金龍. 高原氣象. 2018(01)
[4]A Ka-band Solid-state Transmitter Cloud Radar and Data Merging Algorithm for Its Measurements[J]. Liping LIU,Jiafeng ZHENG,Jingya WU. Advances in Atmospheric Sciences. 2017(04)
[5]Comprehensive Radar Observations of Clouds and Precipitation over the Tibetan Plateau and Preliminary Analysis of Cloud Properties[J]. 劉黎平,鄭佳鋒,阮征,崔哲虎,胡志群,吳松華,戴光耀,吳亞昊. Journal of Meteorological Research. 2015(04)
[6]毫米波云雷達功率譜密度數(shù)據(jù)的檢驗和在弱降水滴譜反演中的應用研究[J]. 劉黎平,謝蕾,崔哲虎. 大氣科學. 2014(02)
[7]3mm多普勒云雷達測量反演云內(nèi)空氣垂直速度的研究[J]. 彭亮,陳洪濱,李柏. 大氣科學. 2012(01)
本文編號:3635199
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