本文通過大量調(diào)研,總結(jié)了卷云的微觀和宏觀特性,根據(jù)國外的飛機(jī)、實(shí)驗(yàn)、衛(wèi)星探針的探測數(shù)據(jù)對卷云進(jìn)行建模。第一種模型為含過冷水滴、冰晶中摻雜空氣的等效球卷云模型,利用Maxwell.Garnet混合物等效介電常數(shù)計(jì)算理論計(jì)算摻雜空氣的冰晶的復(fù)折射率,然后用球的MIE解析解對模型中冰晶的復(fù)折射率和各向散射特性進(jìn)行計(jì)算,最后得出經(jīng)過衰減后的地基毫米波云雷達(dá)等效反射率因子Ze,并與Hogan等人的探測結(jié)果進(jìn)行對比,發(fā)現(xiàn)冰晶中的空氣成分對毫米波云雷達(dá)的探測影響很小,過冷水滴的含量對毫米波云雷達(dá)的云水量反演影響較大。第二種模型為復(fù)雜冰晶摻雜模型,不考慮冰晶中的空氣影響,選擇中緯度卷云中常出現(xiàn)的8種粒子按照數(shù)學(xué)表達(dá)式進(jìn)行精確建模,然后利用等效原理建立冰晶粒子表面混合積分方程結(jié)合矩量法求解,最后求得各種復(fù)雜冰晶粒子不同軸向分布下的平均雷達(dá)散射截面。隨后按照實(shí)測數(shù)據(jù)的云滴譜分布計(jì)算了卷云的94G毫米波雷達(dá)等效反射率因子與相應(yīng)的冰水含量IWC,并與雷達(dá)實(shí)測數(shù)據(jù)進(jìn)行了對比,最后擬合出Ze-IWC反演公式,與Hogan等人的反演關(guān)系式進(jìn)行對比,對比結(jié)果證明本文建模和計(jì)算結(jié)果可靠,適用于94G毫米波測云雷達(dá)的云水...

【文章頁數(shù)】：76 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.3 本文的工作內(nèi)容
第二章 卷云模型
    2.1 卷云特性
    2.2 冰晶粒子的復(fù)折射率
        2.2.1 復(fù)折射率的計(jì)算
        2.2.2 空氣含量對冰晶復(fù)折射率的影響
    2.3 本文中兩種卷云模型
        2.3.1 含空氣等效球模型
        2.3.2 復(fù)雜冰晶摻雜模型
第三章 毫米波雷達(dá)信號在大氣中的衰減
    3.1 MPM模型
    3.2 毫米波地基雷達(dá)波雙程衰減計(jì)算
第四章 Mie解析解分析等效球模型卷云的散射特性
    4.1 冰球MIE解析解
    4.2 冰晶中氣泡對毫米波雷達(dá)Z_e-IWC反演的影響
    4.3 過冷水滴對毫米波雷達(dá)Z_e-IWC反演的影響
    4.4 計(jì)算結(jié)果對比分析
第五章 矩量法求解均勻介質(zhì)體冰晶散射
    5.1 矩量法簡述
    5.2 均勻介質(zhì)體表面混合積分方程
    5.3 矩量法求解均勻介質(zhì)體面積分方程
    5.4 自阻抗矩陣元素的處理
    5.5 散射場的計(jì)算
    5.6 算法驗(yàn)證
第六章 卷云的94G毫米波雷達(dá)云水反演
    6.1 單粒子固定軸向的后向散射截面
    6.2 單粒子隨機(jī)軸向分布的后向散射截面
    6.3 飛機(jī)探針及衛(wèi)星94G雷達(dá)探測數(shù)據(jù)
    6.4 冰水含量反演關(guān)系式
第七章 卷云粒子間的多次散射效應(yīng)
第八章 總結(jié)與展望
參考文獻(xiàn)
作者簡介



本文編號：3947527