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X波段雷达和微波辐射计联合系统反演云中雨水含量分布的数值试验

周丽娜  
【摘要】:本文运用中国科学院大气物理研究所的三维云模式,对北京地区2005年6月26日的一次层状云过程进行模拟试验,通过模式计算,模拟出了云中雨水含量的分布及其随时间的演变,得到了雨水的雷达回波强度分布。根据模式模拟数据,运用微波辐射传输方程构造出微波辐射亮温,并以此为真值,分别用X波段的雷达—辐射计联合系统和单雷达观测并反演云中雨水的分布,并对雷达反射率因子衰减订正前后联合反演结果和单雷达反演结果进行比较。同时还在雷达功率中引入了白噪声,研究噪声对联合反演法的影响。 结果表明,在云中含水量比较大时,联合反演与模式真值的平均相对误差大约为10%,联合反演的精度比单雷达反演有大幅度的提高。从雨水含量的时空分布来看,联合反演法的精度远高于单雷达反演法。联合反演法的精度也受到背景亮温、滴谱差异的影响。比较还发现衰减订正在一定程度上能对两种反演结果的准确度进行修正,特别是在云中雨水含量比较高时,作用比较明显。研究引入的外界白噪声对联合反演法的影响,可以看到联合反演法具有很好的自我参数调节能力,能有效地减小外界噪声的影响,从而使反演的结果具有较高的反演准确度和较好的可靠性。


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