拟合Gamma分布雨滴谱的研究

发布时间：2020-06-11 15:35

【摘要】：由于雨滴谱的分布一定程度上反映了降水云成雨的过程,对于雨滴谱分布的研究是云物理学中重要的内容之一。利用2014年8月4至23日山西忻州OTT-Parsivel二代激光雨滴谱仪观测的雨滴谱资料,进行雨滴谱估算方法和估算参数与物理量关系的研究。文章把降水云分为层状云、积状云、积层混合云三种研究,给出三种云降水的微物理特征值。在现有阶矩法的研究的基础上,创新地提出一种矩量组合M036(M036分别代表雨滴数浓度、液态水含量和雷达反射率因子)与其它矩量进行比较,对不同阶矩法估算雨滴谱分布和矩量的均方根误差进行分析；同时研究雨滴谱三参数随雨强R以及阶矩法估算参数μ-λ间的关系,讨论了M0、M3、M6三矩量的分布对参数μ的分布影响。主要结果如下：(1)雨滴的平均直径：层状云1mm,积状云lmm,积层混合云介于1mm之间；雨滴最大直径：积状云积层混合云层状云；雨滴的平均体积直径和有效直径：积状云积层混合云层状云；雨滴数密度：积状云层状云积层混合云。平均雨强、Z值、LWC也是积状云积层混合云层状云。(2)阶矩法中M036估算最好；估算三种雨滴谱样本的均方根误差平均值,M036误差最小；分析三种雨滴谱样本的均方根误差谱分布,M036谱宽最窄,误差集中；估算三种雨滴谱样本各矩量的均方根误差平均值,M036误差最小；分析三种雨滴谱样本各矩量的均方根误差谱分布,M036谱宽最窄,误差集中；(3)使用最小二乘法和M036估算三种云雨滴谱r分布三参数log(N0)、μ和λ符合二项式分布,讨论实测雨滴谱三矩量M0、M3、M6的频谱分布,得到实测矩量(M6*M0)/M31和参数u+1间存在反相关。参数u是平均体积直径偏差离散度的函数；λ是平均体积直径和平均体积直径偏差离散度的函数。N0是平均体积直径偏差离散度、平均体积直径和雨滴总浓度的函数。(4)新矩量组合M036三参量代表雨滴数浓度、液态水含量和雷达反射率因子等三个物理量,三个矩量计算方便且都有物理意义,实际应用中如能通过探测手段获得三个矩量,就能反演得到云中雨滴谱。
【学位授予单位】：南京信息工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：P426.6

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本文编号：2708110