两种相态降水粒子对微波、毫米波衰减特性的影响分析

• 作者: 张其林 李祥超 王金虎 葛俊祥 魏鸣
• 来源期刊: 遥感技术与应用
• 学科: 地球科学
• 关键词: 厘米波气象雷达 毫米波气象雷达 冰相 液相 M—P分布 衰减特性
• 年，卷（期）: 2017,（6）
• 所属期刊栏目: 模型与反演
• 页码范围: 1048-1055
• 页数: 8页
• 分类号: P407.2|P407.7
• 语种: 中文
• DOI: 10.11873/j.issn.1004-0323.2017.6.1048

摘要

厘米波雷达和毫米波雷达已广泛应用于云以及降水的观测,实际观测时会遇到不同相态(液相或者冰相)的降水粒子,研究气象雷达电磁波探测两种相态降水粒子时衰减特性的差异有助于更好地利用雷达回波信息反演降水粒子的微物理参数.假设气象雷达发射的频率分别为3、6、10 GHz(厘米波雷达)以及35、94、140、220 GHz(毫米波雷达),研究两种相态球形降水粒子的复介电常数随温度以及频率的变化,利用Lorenz-Mie理论研究单个降水粒子的衰减效率后发现,冰相降水粒子的振荡幅度大于液相降水粒子的幅度,虽然液相降水粒子的介电常数值大于冰相降水粒子的介电常数值.假设降水粒子谱满足M-p谱分布,计算降水粒子群的衰减系数随降雨率以及温度的变化,结果表明:当雷达发射频率≤35 GHz时,液相降水粒子群的衰减系数大于冰相降水粒子群的衰减系数,但当雷达发射频率≥94 GHz时,冰相降水粒子群的衰减系数大于液相降水粒子群的结果,原因在于此时冰相降水粒子衰减效率的振荡幅度及频次均大于液相降水粒子的情况.无论是冰相还是液相降水粒子群,其衰减系数随温度变化的影响较小,最后分别建立两种相态降水粒子的衰减系数与降雨率及温度的经验关系式.