留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

降水粒子空间取向对双线偏振雷达观测影响模拟研究

胡志群 刘黎平 肖艳姣

胡志群, 刘黎平, 肖艳姣. 降水粒子空间取向对双线偏振雷达观测影响模拟研究. 应用气象学报, 2008, 19(3): 362-366..
引用本文: 胡志群, 刘黎平, 肖艳姣. 降水粒子空间取向对双线偏振雷达观测影响模拟研究. 应用气象学报, 2008, 19(3): 362-366.
Hu Zhiqun, Liu Liping, Xiao Yanjiao. A simulation study on raindrop orientation variation to dual linear polarimetric radar observation with different transmitting and receiving model. J Appl Meteor Sci, 2008, 19(3): 362-366.
Citation: Hu Zhiqun, Liu Liping, Xiao Yanjiao. A simulation study on raindrop orientation variation to dual linear polarimetric radar observation with different transmitting and receiving model. J Appl Meteor Sci, 2008, 19(3): 362-366.

降水粒子空间取向对双线偏振雷达观测影响模拟研究

资助项目: 

中国气象局武汉暴雨研究所暴雨研究项目 IHR2006K04

A Simulation Study on Raindrop Orientation Variation to Dual Linear Polarimetric Radar Observation with Different Transmitting and Receiving Model

  • 摘要: 该文从降水粒子散射和衰减理论出发, 采用数值模拟方法, 分析了雷达波束通过均匀雨区时, 双发双收偏振模式与单发单收偏振模式下, 水平、垂直偏振波之间的耦合关系, 比较了两种收发模式下, 由于雨滴倾斜引起的水平反射率因子ZH及其误差ΔZH, 差分反射率因子ZDR及其误差ΔZDR, 差传播相移ΥDP、差传播相移率KDP及其在不同偏振模式下的差异ΔKDP随距离的变化情况。结果表明:因实际大气中雨滴倾斜角较小, 雨滴倾斜引起的模式间ZH, ZDP的差别不大; 而受雨滴倾斜影响, 单发单收模式的KDP要大于双发双收模式。该文还提出了ZH, ZDR真值的两种定义方式, 分别为考虑与未考虑雨滴倾斜对散射效果的影响。未考虑雨滴倾斜的真值代表了雨滴实际的微物理结构, 剔除了传播效应的影响, 更能精确反映雨滴的实际大小, 在定量估测降水等雷达资料的应用中具有更好的代表性, 因此以未考虑雨滴倾斜作为ZH, ZDR真值较为合理。
  • 图  1  椭球形雨滴的取向

    Fig. 1  The orientation of raindrop with oblate spheroidal shape

    图  2  波长3.2 cm (a)、5.7 cm (b) 不同雨滴倾斜角, 在ATAR, STSR模式下波束通过均匀雨区的ΦDP

    Fig. 2  The ΦDP value while beam pass through uniform rain area with ATAR and STSR models in different slant angles by 3.2 cm (a), 5.7 cm (b) wave length

    表  1  不同波长, 不同雨滴倾斜角, 不同距离处, 两种收发模式的偏振参量及误差值

    Table  1  Polarimetric value with ATAR and STSR model in different wave length and different slant angles at different distances

  • [1] Selige T A, Bringi V N. Potential use of radar differential reflectivity measurements at orthogonal polarizations for measuring precipitation. J Appl Meteor, 1976, 15:69-76. doi:  10.1175/1520-0450(1976)015<0069:PUORDR>2.0.CO;2
    [2] Dusan S Zrnic, Alexander V Ryzh kov. Polarimetry for weather surveillance radars. Bull Amer Meteor Soc, 1999, 80(3):389-406. doi:  10.1175/1520-0477(1999)080<0389:PFWSR>2.0.CO;2
    [3] Doviak R J, Bringi V, Ryzhkov A, et al. Consideration for polarimetric upgrades to WSR-88D radar. J Atmos and Oceanic Technol, 2000, 17:257-278. doi:  10.1175/1520-0426(2000)017<0257:CFPUTO>2.0.CO;2
    [4] 梁海河.我国双线偏振多普勒天气雷达方案与设计研究.北京:中国气象科学研究院, 2003.
    [5] 刘黎平, 葛润生.中国气象科学研究院雷达气象研究50年.应用气象学报, 2006, 17(6):682-689. http://qikan.camscma.cn/jams/ch/reader/view_abstract.aspx?file_no=200606117&flag=1
    [6] 张培昌, 杜秉玉, 戴铁丕.雷达气象学.北京:气象出版社, 2001:263-279.
    [7] 刘黎平, 徐宝祥, 蔡启铭.雨区衰减和雷达取样误差对713型双线偏振雷达测量精度的影响.高原气象, 1989, 8(2):181-188. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-GYQX198902013.htm
    [8] 曹俊武.双线偏振多普勒雷达的资料质量控制及降水粒子相态识别方法的研究.北京:中国气象科学研究院, 2006.
    [9] Marielie G, Isztar Z. Effect of nonuniform beam filling on the propagation of the radar signal at X-band frequencies.Part Ⅰ: Changes in the k (Z) relationship. J Atmos Oceanic Technol, 2001, 18:1113-1125. http://www.documentation.ird.fr/hor/fdi:010047092
    [10] 丁青兰, 刘黎平, 葛润生, 等.双线偏振多普勒雷达测量精度的理论分析.应用气象学报, 2003, 14(1):30-38. http://qikan.camscma.cn/jams/ch/reader/view_abstract.aspx?file_no=20030104&flag=1
    [11] 曹俊武, 刘黎平, 陈晓辉, 等.3836C波段双线偏振多普勒雷达及其在一次降水过程中的应用研究.应用气象学报, 2006, 17(2):192-200. http://qikan.camscma.cn/jams/ch/reader/view_abstract.aspx?file_no=20060233&flag=1
    [12] Mueller E A. Calculation Procedure for Differential Propagation Phase Shift, 22nd Conference on Radar Meteorology.1984: 397-399.
    [13] Maki M. Semi-operational rainfall observations with X-band multi-parameter radar. Atmos Sci Lett, 2005, 6:12-18. doi:  10.1002/asl.v6:1
    [14] Marielie G. Effect of nonuniform beam filling on the propagation of radar signals at X-band frequencies.Part Ⅱ:Examination ofdifferential phase shift. J Atmos Oceanic Technol, 2004, 21: 358-367. doi:  10.1175/1520-0426(2004)021<0358:EONBFO>2.0.CO;2
    [15] Oguchi T. Scattering properties of pruppacher-and-pitter form raindrops and cross polarization due to rain:Calculation at 11, 13, 19.3 and 34.8 GHz. Radio Sci, 1977, 12(1):41-54. doi:  10.1029/RS012i001p00041
  • 加载中
图(2) / 表(1)
计量
  • 摘要浏览量:  4144
  • HTML全文浏览量:  716
  • PDF下载量:  2040
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2007-07-02
  • 修回日期:  2008-01-22
  • 刊出日期:  2008-06-30

目录

    /

    返回文章
    返回