毫米波雷达资料的初步订正及云参数的反演研究

发布时间：2025-05-12 01:17

　　云是地—气系统中重要的组成部分,云微物理参数是研究云物理过程和云辐射效应的基础。因此,利用云雷达等设备进行云参数的地基遥感和反演非常必要。35GHz毫米波测云雷达由于其波长较短,在探测过程中会产生不可忽略的衰减,论文对使用的毫米波雷达资料进行了初步订正。利用35GHz Ka波段毫米波云雷达的IQ数据,处理得到功率谱数据,然后进行了层云微物理参数的反演,并且与云雷达和微波辐射计的联合反演方法进行了对比。同时,进行了卷云微物理参数的反演。论文的主要内容和得出的结论如下:(1)对云雷达进行了复折射指数订正、大气衰减订正和云衰减订正。结果显示:对于35GHz云雷达,水的复折射指数基本在0.8～0.9之间,冰基本在0.173～0.178之间,比水小很多。大气衰减系数最大可达到0.1dB/km,在10km处大气双程总衰减可以达到0.3～0.6dB。利用云中粒子谱分布和相对应的衰减截面计算求得衰减系数。通过个例计算得到水云的衰减系数一般在1dB/km左右,双程累积衰减量可以达到2dB。冰云的衰减系数和双程累积衰减量都在10-5量级,较水云要小很多。(2)功率谱反演方法可以分离云层气流的垂直速度和云粒子...

【文章页数】：69 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图２．１毫米波测云雷达的系统结构图??本研究屮使用的毫米波测云雷达是由屮国气象局气象探测中心、成都信息工程大学??？

但是冰晶和雪对它的衰减就很小，即使是很强的降雪也不会影响到毫米波雷达的探测??［４７４８］。毫米波测云雷达的系统结构如图２．１示。??６??

图２．５?Ａｉｒｄａ－ＨＴＧ型微波辐射计系统组成??表２．３?ＨＴＧ３系统的主要技术指标??

?５０?１００?１５０?２００?２５０?３００?３５０??ｆ／（ＧＨｚ）??图２．４不同频率的大气吸收光谱??通过测量氧气在６０ＧＨｚ附近的辐射强度或亮度温度得出温度分布。谱线峰值中心??位置由于不透明性很强，所有信号均来源于天线上方附近；在此峰值中心两侧的频率位??置吸收减弱，....

图３．１?（ａ）水的复折射指数实部随频率和温度的变化图（ｂ）水的复折射指数虚部随频率和温度的变??化图（ｃ）水的复折射指数项随频率和温度的变化图（ｄ）３５ＧＨｚ云雷达的复折射指数项随温度的变化???

＼?＝?０．０００３３８３６?ｅｘｐ［２５１３．９８?！｛ｔ?＋?２７３）］?（３．１〇）??本文采用上述方法对水的复折射指数的实部虚部以及｜Ｋ｜２进行了计算，结果如图３．１??所示。可以看出，当温度一定时，水的复折射指数随着频率的增大而减小。对于３５ＧＨｚ??毫米波测云雷达，复....

图３．３标准大气中，大气衰减系数随频率以及相对湿度的变化图??在?０ｋｍ?高度，气压?Ｐ＝１０１．３２５ｋＰａ、ＲＨ＝５０％，分别取?Ｔ＝３０８．１５Ｋ（夏日），Ｔ＝２８８．１５Ｋ??

（＞３００ＧＨｚ）处为水汽的吸收带，因此衰减系数会比较大。根据Ｌｉｅｂｅ模式，可以知道??衰减系数与大气条件有很大的关系，比如温度、气压和相对湿度，同时，跟雷达的探测??频率也有密切联系。图３．３给出在标准大气Ｏｋｍ高度（Ｐ＝１０１．３２５ｋＰａ、Ｔ＝２８８．１５Ｋ）处??不同相....

本文编号：4045084