椭球粒子群取向正态分布下偏振雷达参数研究

发布时间：2020-06-29 11:52

【摘要】：降水粒子的尺度大小及空间取向信息是气象探测的重要物理量。双偏振雷达的雷达参数线性退偏振比LDR及差分反射率因子Zdr是反映降水粒子的重要参数。它们可以有效的反映出降水粒子的空间取向以及粒子尺度大小。由于双偏振多普勒雷达的发射接收结构方式与传统的多谱勒雷达不同,使其获得有关气象参数大大增加,由此我们可以获得更为丰富的气象信息。双线偏振雷达有两种基本工作方式：一是目前采用的交替发射与接收水平和垂直偏振波的工作方式,可以获取Zh和Zdr信息；另一种是发射水平或垂直偏振波而同时接收其正交偏振波,可以获取LDR信息。在研究云粒子微物理特征方面,仅仅依靠Zdr是不够的,因为无法用Zdr一个量来同时判断粒子的形状和空间取向。因此,我们通过增加的雷达参数LDR来判断粒子的形状和空间取向。据此提高双线偏振雷达的测量灵敏度,实现LDR的测量。LDR反映降水粒子对入射波正交分量散射能量的大小,主要与非球形粒子的空间取向有关。因此,LDR及Zdr研究可以用于雷达测量数据反演实际粒子的空间取向。本文重新定义了雷达探测粒子的参数线性退偏振比LDR,推导出了在小旋转椭球降水粒子旋转轴取向呈正态分布同时雨滴谱为Gamma谱情况下,雷达参数LDR、Zdr的新的表达式,利用数值模拟的方法主要研究了旋转轴取向在空间呈一致铅直取向,空间均匀取向的LDR,以及在平面、空间内正态分布取向时的LDR,Zdr的变化情况,并分析了取向分布参数及粒子尺度参数对线性退偏振因子、差分反射率因子的影响,总结了它们的变化趋势并给出了相应的物理情形的解释。期望本研究所得到的Zdi、LDR等模拟结果,能为雷达测量数据反演实际粒子的空间取向,以及双偏振雷达对云降水粒子的测量精度的提高提供反演依据和理论基础。
【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】：P412.25


本文编号：2733830