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南京地区雨滴谱特性及其在天气雷达中的应用

印佳楠  
【摘要】:雨滴谱(DSD)包含了降雨的丰富信息,不仅能反映雨滴群的微物理特性,也能反映降雨类型、降雨强度等宏观特性,并且在雷达气象领域也有重要的应用价值。本文利用南京信息工程大学探测基地Parsivel激光雨滴谱仪2015-2016年的观测资料,对筛选后的32次降雨过程的雨滴谱数据进行了处理,详细统计和分析了多种雨滴谱参数,拟合了层状云降雨、积雨云降雨以及积层混合云降雨的雨滴谱Gamma分布参数。此外,基于雨滴谱数据拟合了下落末速度V与雨滴直径D、雷达反射率因子Z与降雨强度R的关系,计算了双偏振参数和衰减参数,并利用衰减参数进行了C波段雷达回波的衰减订正试验。首先,对雨滴谱资料进行筛选和处理。结果表明,相较于未处理的雨滴谱数据,质量控制后的数据计算的降雨物理量更加接近雨滴谱仪的输出值。降雨强度越大,两者的差别越明显。其次,统计分析不同降雨类型中微物理量、雨滴谱分布的一般特征和起伏特性,拟合V-D、Z-R关系。总体而言,层状云和积层混合云降雨中1~3mm的雨滴、积雨云降雨中大于3mm的大雨滴对雷达反射率因子的贡献最大。降雨中雨强稳定或变大时,雨滴谱多呈多峰型分布,反之,多呈单峰型分布。层状云、积层混合云和积雨云降雨中μ-λ拟合曲线逐渐抬升,说明这一关系在特定降雨中更为适用。拟合得出适合南京地区三类降雨的V-D、Z-R关系。最后,基于雨滴谱数据计算双偏振参数以及衰减参数,并进行C波段雷达回波的衰减订正试验。结果表明,降雨强度越大,雷达回波低估现象越明显。衰减参数AH和ADP多斜率的原因是雨滴尺度的不同。衰减订正体现了雨滴谱资料在天气雷达中的应用价值。


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