Ka/Ku双波段云雷达探测云降水滴谱和空气垂直运动速度的能力模拟分析

发布时间：2022-02-20 14:03

　　由于湍流、雷达探测灵敏度等对单波长云雷达探测回波强度谱密度的影响,造成了云雷达探测空气垂直运动速度和雨滴谱的误差,而双波长云雷达利用Mie散射造成的不同粒子后向散射大小差异来提高空气上升速度探测精度,从而提高反演雨滴谱的能力,并且可提高订正雨区衰减的能力。为此中国气象科学研究院研发了Ka/Ku双波段云雷达,并于2019年4月开始在广东龙门进行了云降水观测。本文针对该双波段云雷达观测模式和灵敏度等参数,在Gamma滴谱假设条件下,模拟分析了Ka、Ku波段功率谱及其比值与云降水参数、温度和湍流的关系,研究了雷达灵敏度、湍流对空气垂直速度、雨滴谱反演和衰减订正的影响,并利用个例数据进行了风场反演试验,讨论了双波段探测微降水动力和微物理参数的优势。结果表明:（1）温度只能影响两个波段功率谱比值（Ratio）的大小,对其峰值位置基本没有影响,而湍流对其峰值位置的影响不超过0.5 m·s^-1;（2）湍流、雷达灵敏度对单波段云雷达探测空气垂直速度的影响比较明显,湍流使空气上升速度被高估,雷达最小可测回波强度随高度的增加而增加使该参数被低估,其影响远远大于温度和湍流对双波段云雷达... 

【文章来源】：高原气象. 2020,39(03)北大核心CSCD

【文章页数】：17 页

【文章目录】：
1 引言
2 回波强度谱密度的模拟和云参数反演方法
3 单波段云雷达和双波段云雷达探测空气垂直运动速度的对比分析
    3.1 温度对双波段云雷达回波强度谱密度和空气垂直运动速度的影响
    3.2 雷达灵敏度和湍流对单波段雷达反演上升速度的影响
4 湍流和灵敏度对雨滴谱反演结果的影响研究
    4.1 对雨滴谱和含水量的影响分析
    4.2 湍流和灵敏度对衰减系数计算的影响
5 实际观测结果与模拟结果对比分析
    5.1 Ka/Ku双波段云雷达数据介绍
    5.2 空气垂直速度反演个例
6 结论和讨论


【参考文献】：
期刊论文
[1]利用Ka波段毫米波雷达功率谱反演云降水大气垂直速度和雨滴谱分布研究[J]. 马宁堃,刘黎平,郑佳锋.  高原气象. 2019(02)
[2]毫米波雷达反演层状云液态水路径研究[J]. 姚志刚,杨超,赵增亮,王磊.  高原气象. 2018(01)
[3]基于C-FMCW雷达的高原夏季对流云垂直结构分析研究[J]. 阮悦,阮征,魏鸣,葛润生,李丰,金龙.  高原气象. 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]. 刘黎平,郑佳锋,阮征,崔哲虎,胡志群,吴松华,戴光耀,吴亚昊.  Journal of Meteorological Research. 2015(04)
[6]毫米波云雷达功率谱密度数据的检验和在弱降水滴谱反演中的应用研究[J]. 刘黎平,谢蕾,崔哲虎.  大气科学. 2014(02)
[7]3mm多普勒云雷达测量反演云内空气垂直速度的研究[J]. 彭亮,陈洪滨,李柏.  大气科学. 2012(01)



本文编号：3635199