PDF《毫米波雷达资料融化层亮带特征的分析及识别》

c h a r a c t e r i s t i c s , s u c ha s t h ed e p t ho fm e l t i n g l a y e r , t h ev a r i a t i o no f t h e r a d a r r e f l e c t i v i t ya t t h em e l t i n gl a y e r . A n d t h e no n em e t h o d i sp r o p o s e dw h i c hm a k e su s eo f t h ev e r t i c a l p r o f i l eo f r a d a r r e f l e c t i v i t ya n d l i n e a rd e p o l a r i z a t i o nr a t i o t o i d e n t i f y t h e a l t i t u d e a n dd e p t ho f t h em e l t i n g l a y e r . A f t e r w a r d s , w e s e l e c t a n d u s et h er a w i n s o n d ed a t aa t t h e s a m e t i m e f o r t h e s a m ec a s e t om a k ec o m p a r a t i v ee x p e r i m e n t s , w h i c hs h o w 第3 8卷第6期2012 年6月气象ME T E O R O L O G I C A L MONTHL Y V o l .

3 8 N o .

6 J u n e

2 0

1 2 毫米波多普勒偏振雷达探测云能力和反演云参数方法的初步研究 ( 批准号:

4 0

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2 1 ) 和中国气象科学研究院基本科研业务专项费资 助2011年6月2 8日收稿;

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1 1年1 1月1日收修定稿 第一作者:王德旺, 主要从事雷达信号处理的研究. E m a i l : a i z a i z a i

1 9

8 9@1

6 3. c o m t h a t t h er e s u l t so f t h e t w ok i n d so f d a t aa r ev e r yc l o s e r , t h e r e s u l tb y i n v e r s i o nm e t h o d i sn e a r l yb e l o wt h e

0 ° l i n eo f t h e r a w i n s o n d ed a t a , a n d t h e l i n e a rd e p o l a r i z a t i o nr a t i o i n d i c a t e sm o r e s e n s i t i v e t h a n t h e r a d a r r e f l e c t i v i t yt ot h em e l t i n g l a y e r . :cloudr a d a r ,m e l t i n g l a y e r , r e f l e c t i v i t y , d e p o l a r i z a t i o nr a t i o 引言高层大气中的冰晶或者雪花粒子, 当飘落到低 层大气时, 因为大 气温度的升 高, 粒子 表面开 始融 化, 在碰并聚合以及各种不同物理过程作用下, 逐渐 演变成水滴, 同时粒子的物理特性( 例如介电常数、 形状和密度等) 发生改变.当用雷达观测整个相态 演变过程时, 发现有一层雷达反射率因子明显增加 的区域, 雷达气象学上称之为 零度层亮带( 后文简 称亮带) [

1 ] .它反映了在降水云中存在着明显的冰 水转换区, 即亮带以上的粒子以冰晶、 雪花为主, 通 过亮带后, 转化为水滴粒子.亮带高度是指在融化 层中雷达反射率因子最大值所在的高度.融化高度 是指融化层的顶部, 一般来说, 都认定其为0℃等温 线所在的高度[

2 ] . 在国外的雷达探测中, 对融化层进行自动识别 的研究有 很多.如Fabry等[

3 ] 使用高时空分辨率(时间分辨率2s , 空间分辨率1 5m) 的X波段雷达 的垂直扫描数据并联合超高频风 廓线 雷达 探测 数据, 根据零度层亮带在顶部和底部反射率垂直廓线 ( v e r t i c a l p r o f i l eo f r e f l e c t i v i t y , V P R) 显著弯曲特性 研究了含有零度层降雨的亮带结构以及它的形成原 因, 并把降雨过程中探测到的 V P R 分成5类, 其中 3类降雨过程 包括冰晶粒子转化成液态降水的过程, 但只有1类情况的降雨显示出零度层亮带特性, 并且 F a b r y认 为零 度层亮带的形成跟 粒子增 长速 度、 自由沉降速度、 粒子粒径分布、 粒子形状以及粒 子空间取向有直接关系.S a n c h e z D i e z m a等[

4 ] 依据 模拟数据, 从S波段雷达体扫采样方式, 可供扫描仰 角个数, 亮带本身高度还有雷达测量区域积分的效 果等方面研究亮带与水平距离之间的关系, 并认为 这些影响因子对精确识别融化层 亮带 有一 定的 影响.G o u r l y等[