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低空大气折射率的多普勒天气雷达探测和分析

孙伟  
【摘要】:大气折射率的大小影响雷达电磁波的传播路径及回波相位的变化,由于其是温度、气压和水汽压的函数。因此,利用目标物的雷达回波相位变化可以计算大气折射率的变化,进而反演得到近地面水汽变化信息,从而为天气学分析提供重要的数据参考。 木文利用江苏省气象台S波段多普勒天气雷达及一台I、Q数据同步记录仪,在获取回波强度、径向速度和径向速度谱宽三类基数据的基础之上,增加记录原始回波的I、Q信号。利用多普勒天气雷达反演低空大气折射率的原理并结合I、Q信号导出的目标物回波相位,获得传播路径上的大气折射率。 利用位于雷达站30km范围内的几个固定目标物,得到其相应路径上的大气折射率。通过对比分析连续15天大气折射率的雷达测量值和计算值,表明了它们的一致性非常好;此外,还分析了雾、雪、雷暴等不同天气过程前后大气折射率的变化,结果表明,在非晴空天气下,多普勒天气雷达反演的大气折射率也能很好地反映实际情况,相对误差都不超过1%。可见,利用多普勒天气雷达反演大气折射率不仅准确可靠,还能得到高分辨率的大气折射率时空分布,为天气分析提供参考。


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