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对流性降水云微波辐射特性

王小兰 程明虎 周凤仙

王小兰, 程明虎, 周凤仙. 对流性降水云微波辐射特性. 应用气象学报, 2009, 20(3): 321-328..
引用本文: 王小兰, 程明虎, 周凤仙. 对流性降水云微波辐射特性. 应用气象学报, 2009, 20(3): 321-328.
Wang Xiaolan, Cheng Minghu, Zhou Fengxian. Radiative characteristics of convective precipitating cloud. J Appl Meteor Sci, 2009, 20(3): 321-328.
Citation: Wang Xiaolan, Cheng Minghu, Zhou Fengxian. Radiative characteristics of convective precipitating cloud. J Appl Meteor Sci, 2009, 20(3): 321-328.

对流性降水云微波辐射特性

资助项目: 

国家高技术研究发展计划 2007AA061901

林业科技支撑计划 2006BAD03A16

Radiative Characteristics of Convective Precipitating Cloud

  • 摘要: 结合MM5模式和三维微波辐射传输模式, 对2003年7月9日宜昌地区一次典型的中尺度降水中心的对流性降水云微波辐射特性进行研究。结果表明:MM5模式模拟的降水量和落区与实况一致,模拟的水凝物廓线也与TMI反演值接近,85.5 GHz通道辐射亮温与TMI实测情况相近。85.5 GHz通道亮温与地面雨强相关性很弱, 受云中云冰和雪花的散射降温作用显著, 由于其他粒子的综合作用以及斜角观测造成的位置偏移, 霰粒子对该通道亮温散射作用不明显。19.35 GHz通道亮温随雨强增加先升温后降温; 与霰粒子含量表现出明显的负相关关系。37.0 GHz通道亮温随雨强的增加而降温, 雨强大于20 mm/h后达到饱和, 主要受雨水降温作用影响。倾斜观测比天顶垂直观测产生更低的亮温低值中心, 且频率越高, 低值中心的偏移越严重。
  • 图  1  2003年7月9日20:05模拟区域上TM1的实测 (a) 和模式模拟的85.5 GHz (b) 垂直极化通道亮温

    (单位: K; 图a中箭头为TM1的运行轨道方向, 图b中箭头为模拟的轨道方向)

    Fig. 1  Brigluness temperature at 85:5 GHz V-polarized channel observed by TM1 and simulated by Monte-Carlo radiative transfer model at 20:05 on 9 July 2003

    ( unit: K; the arrow in Fig.a is the observed orbital direction of TM1, the arrow in Fig.b is the simmlated orbital direction of Monte-rarlo)

    图  2  2003年7月9日 16:00 Domain3模拟的整个区域 (观测角度设为52.8°)

    (a) 云水、雨水和霰的总和垂直积分含量 (阴影部分) 及云冰和雪花含量的总和垂直积分含量 (等值线部分, 单位: kg·m-2), (b) 地面降水率 (阴影部分, 单位: mm/h) 及19.35 GHz通道的垂直极化辐射亮温 (等值线部分, 单位: K), (c) 85.5 GHz通道的垂直极化辐射亮温(单位: K), (d) 37.0 GHz通道的辐射亮温 (单位: K)

    Fig. 2  Simulated area with 52.8° nadir scan view at 16:00 9 July 2003 on Domain3

    (a) the columnar content of combined cloud water, cloud rain and graupel (shaded) and the columnar content of combined cloud ice and snow (contour, unit: kg·m-2), (b) rain rate (shaded, unit: mm/h) and simulated brightness temperature at 19.35 GHz V-polarized channel (contour, unit: K), (c) the simulated brightness temperaiure at 85.5 GHz V-polarized channel (unit: K), (d) the simulated brightness temperature at 19.35 GHz V-polarized channel (unit: K)

    图  3  2003年7月9日16:00 y=32垂直剖面上云水、雨水、霰、冰晶和雪花含量 (单位:g·m-3) 的分布以及地面雨量 (单位: mm/h) 、0°和52.8°观测角时 85.5, 37.0, 19.35 GHz 3 个通道的垂直极化亮温 Tb85, Tb37, Tbl9 (单位: K)

    Fig. 3  The y-z cross section of the contents of cloud water, cloud rain, graupel, cloud ice snow (unit: g·m-3) and the rain rate (unit: mm/h) with the brightness temperatures at 85.5, 37.0 GHz and 19.35 GHz Tb85, Tb37, Tbl9 V-polarized channels at 0°and 52.8° nadir scan view respectively (unit: K)

    表  1  MM5模式参数化设置

    Table  1  The parameteration schemes on Domains within MM5 model

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出版历程
  • 收稿日期:  2008-07-02
  • 修回日期:  2009-02-16
  • 刊出日期:  2009-06-30

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