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

结合风廓线雷达的毫米波衰减特性初步研究

钟正宇 马舒庆 杨玲 黄书荣 唐英杰

钟正宇, 马舒庆, 杨玲, 等. 结合风廓线雷达的毫米波衰减特性初步研究. 应用气象学报, 2018, 29(4): 496-504. DOI: 10.11898/1001-7313.20180410..
引用本文: 钟正宇, 马舒庆, 杨玲, 等. 结合风廓线雷达的毫米波衰减特性初步研究. 应用气象学报, 2018, 29(4): 496-504. DOI: 10.11898/1001-7313.20180410.
Zhong Zhengyu, Ma Shuqing, Yang Ling, et al. Preliminary study on millimeter wave attenuation characteristics combined with wind profiler. J Appl Meteor Sci, 2018, 29(4): 496-504. DOI:  10.11898/1001-7313.20180410.
Citation: Zhong Zhengyu, Ma Shuqing, Yang Ling, et al. Preliminary study on millimeter wave attenuation characteristics combined with wind profiler. J Appl Meteor Sci, 2018, 29(4): 496-504. DOI:  10.11898/1001-7313.20180410.

结合风廓线雷达的毫米波衰减特性初步研究

DOI: 10.11898/1001-7313.20180410
资助项目: 

国家重大仪器研制项目 31727901

详细信息
    通信作者:

    马舒庆, 邮箱: msqaoc@cma.gov.cn

Preliminary Study on Millimeter Wave Attenuation Characteristics Combined with Wind Profiler

  • 摘要: 使用中国气象局大气探测综合试验基地35 GHz毫米波云雷达和L波段风廓线雷达2016年5月1日-7月31日在降水条件下的观测数据,根据不同观测模式下两部雷达得到的数据,计算在一定高度区间内不同下落速度的降水粒子反射率因子变化量,初步分析不同下落速度的降水粒子对毫米波衰减的影响。结果表明:在持续时间较长的层状云降水且降水粒子在雷达观测范围内均匀分布条件下,毫米波衰减与降水粒子下落速度呈近似线性关系,且毫米波经过的路径长度越长,衰减越大;毫米波在经过1110~2430 m,1110~3510 m的高度区间时,下落速度处于3.5~7.5 m·s-1之间的降水粒子对毫米波的衰减作用导致毫米波云雷达所测的等效反射率因子分别减小约1~7 dB和2~11 dB。
  • 图  1  ΔZwVr的关系

    (a)1110~2430 m高度范围内风廓线雷达低模式, (b)1110~3510 m高度范围内风廓线雷达中模式

    Fig. 1  Relation between ΔZw and Vr

    (a)the low mode of wind profiler at height range of 1110-2430 m, (b)the medium mode of wind profiler at height range of 1110-3510 m

    图  2  ΔZcVr的关系

    (a)1110~2430 m高度范围内毫米波云雷达2 μs探测模式, (b)1110~3510 m高度范围内毫米波云雷达5 μs探测模式

    Fig. 2  Relation between ΔZc and Vr

    (a)2 μs detection mode of the millimeter-wave cloud radar at height range of 1110-2430 m, (b)5 μs detection mode of the millimeter-wave cloud radar at height range of 1110-3510 m

    图  3  ΔZ'cVr的拟合曲线

    Fig. 3  Relation between ΔZ'c and Vr

    图  4  2016年6月20日17:30—20:00(a)以及2016年7月19日14:00—16:30(b)毫米波云雷达反射率因子

    Fig. 4  Reflectivity factor observed by millimeter-wave radar from 1730 BT to 2000 BT on 20 Jun 2016(a) and 1400 BT to 1630 BT on 18 Jul 2016(b)

    图  5  2016年6月20日18:51毫米波云雷达2 μs探测模式的功率谱(a)以及风廓线雷达低模式功率谱(b)

    Fig. 5  Power spectrum observed by 2 μs detection mode of the millimeter-wave radar(a) and the low mode of wind profiler(b) at 1851 BT 20 Jun 2016

    图  6  2016年7月19日14:21毫米波云雷达5 μs探测模式的功率谱(a)以及风廓线雷达中模式功率谱(b)

    Fig. 6  Power spectrum observed by 5 μs detection mode of the millimeter-wave radar(a) and the medium mode of wind profiler(b) at 1421 BT 19 Jul 2016

  • [1] 樊雅文, 黄兴友, 李锋.毫米波雷达测云个例研究.大气科学学报, 2013, 36(5):554-559. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-DXJZ200904003.htm
    [2] 彭亮, 陈洪滨, 李柏.3 mm多普勒云雷达测量反演云内空气垂直速度的研究.大气科学, 2012, 36(1):1-10. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-DQXK201201001.htm
    [3] 刘黎平, 仲凌志, 江源, 等.毫米波测云雷达系统及其外场试验结果初步分析.气象科技, 2009, 37(5):567-571. http://www.cqvip.com/QK/93750X/200905/32037661.html
    [4] 屈右铭, 蔡荣辉, 朱立娟, 等.云分析系统在台风莫拉菲数值模拟中的应用.应用气象学报, 2012, 23(5):551-561. doi:  10.11898/1001-7313.20120505
    [5] 胡树贞, 马舒庆, 陶法, 等.基于红外实时阈值的全天空云量观测.应用气象学报, 2013, 24(2):179-188. doi:  10.11898/1001-7313.20130206
    [6] 汪宏七, 赵高祥.云微物理特性对云光学和云辐射性质的影响.应用气象学报, 1996, 7(1):36-44. http://qikan.camscma.cn/jams/ch/reader/view_abstract.aspx?file_no=19960105&flag=1
    [7] 刘黎平, 谢蕾, 崔哲虎.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.大气科学, 2014, 38(2):223-236. doi:  10.3878/j.issn.1006-9895.2013.12207
    [8] Wexler R.Radar reflectivity and attenuation of rain.J Appl Meteor, 1963, 2(2):276-280. doi:  10.1175/1520-0450(1963)002<0276:RRAAOR>2.0.CO;2
    [9] 孙豪, 刘黎平, 郑佳锋.不同波段垂直指向雷达功率谱密度对比.应用气象学报, 2017, 28(4):447-457. doi:  10.11898/1001-7313.20170406
    [10] Lhermitte R.Attenuation and scattering of millimeter wavelength radiation by clouds and precipitation.J Atmos Ocean Technol, 1990, 7(3):464-479. doi:  10.1175/1520-0426(1990)007<0464:AASOMW>2.0.CO;2
    [11] Matrosov S Y.Attenuation-based estimates of rainfall rates aloft with vertically pointing Ka-band radars.J Atmos Ocean Technol, 2005, 22(1):43-54. http://cn.bing.com/academic/profile?id=b62109229968b0f00eeb3e73ced20c63&encoded=0&v=paper_preview&mkt=zh-cn
    [12] Li Lihua, Sekelsky S M, Reising S C, et al.Retrieval of atmospheric attenuation using combined ground-based and airborne 95-GHz cloud radar measurements.J Atmos Ocean Technol, 2001, 18(8):1345-1353. doi:  10.1175/1520-0426(2001)018<1345:ROAAUC>2.0.CO;2
    [13] 纪雷, 王振会, 黄兴友, 等. W波段不同云型衰减订正研究//中国气象学会年会, 2011.
    [14] 吴举秀, 魏鸣, 黄磊, 等.对非球形冰晶94GHz云雷达后向散射和衰减的研究.气象科学, 2016, 36(1):63-70. doi:  10.3969/2015jms.0002
    [15] Petitdidier M, Sy A, Garrouste A, et al.Statistical characteristics of the noise power spectral density in UHF and VHF wind profilers.Radio Science, 1997, 32(3):1229-1247. doi:  10.1029/97RS00250
    [16] 张培昌, 杜秉玉, 戴铁丕.雷达气象学.北京:气象出版社, 2001.
    [17] 仲凌志, 刘黎平, 葛润生.毫米波测云雷达的特点及其研究现状与展望.地球科学进展, 2009, 24(4):383-391. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-DXJZ200904003.htm
    [18] 何平, 朱小燕, 阮征, 等.风廓线雷达探测降水过程的初步研究.应用气象学报, 2009, 20(4):465-470. doi:  10.11898/1001-7313.200904011
    [19] 何平, 李柏, 吴蕾, 等.确定风廓线雷达功率谱噪声功率方法.应用气象学报, 2013, 24(3):297-303. doi:  10.11898/1001-7313.20130305
    [20] 阮征, 吴志根.风廓线仪探测降水云体结构方法的研究.应用气象学报, 2002, 13(3):330-338. http://qikan.camscma.cn/jams/ch/reader/view_abstract.aspx?file_no=20020343&flag=1
    [21] 葛润生, 朱晓燕, 姜海燕.提高多普勒天气雷达晴空探测能力的一种方法.应用气象学报, 2000, 11(3):257-263. http://qikan.camscma.cn/jams/ch/reader/view_abstract.aspx?file_no=20000340&flag=1
    [22] 王晓蕾, 阮征, 葛润生, 等.风廓线雷达探测降水云体中雨滴谱的试验研究.高原气象, 2010, 29(2):498-505. http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=gyqx201002026
    [23] 何越, 何平, 林晓萌.基于双高斯拟合的风廓线雷达反演雨滴谱.应用气象学报, 2014, 25(5):570-580. doi:  10.11898/1001-7313.20140506
  • 加载中
图(6)
计量
  • 摘要浏览量:  3246
  • HTML全文浏览量:  1462
  • PDF下载量:  257
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2017-11-30
  • 修回日期:  2018-04-08
  • 刊出日期:  2018-07-31

目录

    /

    返回文章
    返回