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针对一次对流云降水反演大气垂直运动速度及雨滴谱
1
作者
徐睿
吴晓燕
+2 位作者
鲁江伟
汪旭东
王涛
《热带气象学报》
CSCD
北大核心
2024年第1期127-135,共9页
反演大气垂直速度和雨滴谱分布是研究云降水机制和云微物理信息的重要内容,对人工预报天气、干预天气都有重要意义。针对2021年8月29日安徽省内毫米波雷达探测到的一次对流云降水过程,处理毫米波雷达的功率谱数据并进行大气垂直速度和...
反演大气垂直速度和雨滴谱分布是研究云降水机制和云微物理信息的重要内容,对人工预报天气、干预天气都有重要意义。针对2021年8月29日安徽省内毫米波雷达探测到的一次对流云降水过程,处理毫米波雷达的功率谱数据并进行大气垂直速度和雨滴谱反演。在小粒子示踪法的基础上引入改进小粒子示踪法:选取有效云信号段中最小功率对应的谱点作为反演大气垂直速度的示踪物。首先,根据改进前后的小粒子示踪法分别从功率谱数据中反演大气垂直速度,并跟基数据反演大气速度的结果展开对比分析。进一步得到粒子在静止空气中的下落速度,根据现有粒子下落速度-粒子直径之间的经验公式计算反演粒子直径。研究表明:(1)采用改进后的小粒子示踪法反演大气垂直速度得到的结果比小粒子示踪法得到的结果更精确,在云层内部两者误差较大;(2)进一步得到粒子下落速度,结合探测时段的天气状况,得到的粒子速度与大气速度可很好地契合,跟对流云天气情况信息大致吻合;(3)粒子浓度是反演雨滴谱分布时需要注意的主要参数,云在快速发展过程中,内部粒子持续朝外部扩张,云内部的粒子浓度较小,云边界的粒子浓度反而较大。
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关键词
毫米波雷达
功率谱数据
小粒子示踪法
大气垂直运动速度
雨滴谱分布
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职称材料
云雷达回波强度谱密度定标及云内大气垂直运动速度反演试验
被引量：
2
2
作者
郑佳锋
刘黎平
+1 位作者
刘艳霞
崔哲虎
《高原气象》
CSCD
北大核心
2016年第6期1650-1661,共12页
云内大气垂直运动在云动力和微物理过程中扮演了重要角色,云雷达功率谱数据是其反演的有效数据,但前提必需对谱线的回波强度进行准确定标,其中噪声电平的计算是关键步骤。本文首先提出了一种云雷达功率谱的模拟方法,利用模拟数据定量评...
云内大气垂直运动在云动力和微物理过程中扮演了重要角色,云雷达功率谱数据是其反演的有效数据,但前提必需对谱线的回波强度进行准确定标,其中噪声电平的计算是关键步骤。本文首先提出了一种云雷达功率谱的模拟方法,利用模拟数据定量评估了三种噪声电平计算方法的准确性,对实测谱线回波强度进行了定标。基于以上方法,采用小粒子示踪法反演了2014年6月广东阳江对流云和层状云内的大气垂直运动速度,并提出了假定数浓度和直径下的谱线回波强度临界阈值,利用该阈值对反演结果进行定量检验。结果表明:(1)利用云雷达的高斯白噪声特征和云信号满足高斯分布特征,结合实测数据统计得到的涨落程度,可以模拟出给定谱参数的功率谱,模拟数据与实测十分相近,可作为功率谱定量研究的有效数据源。(2)三种噪声电平计算方法中,分段法的准确性和稳定性最好,最大速度法受噪声起伏的影响,客观法计算结果偏高,当谱宽和多普勒速度较大时客观法和最大速度法误差会达到很大。(3)谱线回波强度临界阈值的检验结果表明,该对流云内所有示踪谱线的回波强度均远小于临界阈值,云内100%距离库为被反演,反演结果可靠;该层状云内,除了少数距离库,大部分示踪谱线的回波强度在临界阈值以下,云内96.23%距离库可被反演,反演结果可靠。
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关键词
云雷达功率谱
噪声电平计算方法
大气垂直运动速度
反演
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职称材料
题名
针对一次对流云降水反演大气垂直运动速度及雨滴谱
1
作者
徐睿
吴晓燕
鲁江伟
汪旭东
王涛
机构
中山大学电子与通信工程学院
四创电子股份有限公司
太原卫星发射中心机动雷达测量部
出处
《热带气象学报》
CSCD
北大核心
2024年第1期127-135,共9页
基金
广东省珠江创新团队项目(2019ZT08X751)
广东省科技计划项目“广东省先进智能感知技术重点实验室”(2019B121203006)
广东省重点领域研发计划项目(2019B111101001)共同资助。
文摘
反演大气垂直速度和雨滴谱分布是研究云降水机制和云微物理信息的重要内容,对人工预报天气、干预天气都有重要意义。针对2021年8月29日安徽省内毫米波雷达探测到的一次对流云降水过程,处理毫米波雷达的功率谱数据并进行大气垂直速度和雨滴谱反演。在小粒子示踪法的基础上引入改进小粒子示踪法:选取有效云信号段中最小功率对应的谱点作为反演大气垂直速度的示踪物。首先,根据改进前后的小粒子示踪法分别从功率谱数据中反演大气垂直速度,并跟基数据反演大气速度的结果展开对比分析。进一步得到粒子在静止空气中的下落速度,根据现有粒子下落速度-粒子直径之间的经验公式计算反演粒子直径。研究表明:(1)采用改进后的小粒子示踪法反演大气垂直速度得到的结果比小粒子示踪法得到的结果更精确,在云层内部两者误差较大;(2)进一步得到粒子下落速度,结合探测时段的天气状况,得到的粒子速度与大气速度可很好地契合,跟对流云天气情况信息大致吻合;(3)粒子浓度是反演雨滴谱分布时需要注意的主要参数,云在快速发展过程中,内部粒子持续朝外部扩张,云内部的粒子浓度较小,云边界的粒子浓度反而较大。
关键词
毫米波雷达
功率谱数据
小粒子示踪法
大气垂直运动速度
雨滴谱分布
Keywords
millimeter-wave radar
power spectrum data
small particle tracer method
atmospheric vertical movement velocity
raindrop distribution
分类号
P412 [天文地球—大气科学及气象学]
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职称材料
题名
云雷达回波强度谱密度定标及云内大气垂直运动速度反演试验
被引量：
2
2
作者
郑佳锋
刘黎平
刘艳霞
崔哲虎
机构
中国气象科学研究院灾害天气国家重点实验室
南京信息工程大学中国气象局气溶胶云降水重点开放实验室
成都信息工程大学大气科学学院
出处
《高原气象》
CSCD
北大核心
2016年第6期1650-1661,共12页
基金
国家自然科学基金项目(41175038
91337103)
+2 种基金
国家重点基础研究发展计划(973)项目(2012CB417202)
公益性行业(气象)科研专项(GYHY201406001)
江苏省研究生培养创新工程项目(KYLX_0839)
文摘
云内大气垂直运动在云动力和微物理过程中扮演了重要角色,云雷达功率谱数据是其反演的有效数据,但前提必需对谱线的回波强度进行准确定标,其中噪声电平的计算是关键步骤。本文首先提出了一种云雷达功率谱的模拟方法,利用模拟数据定量评估了三种噪声电平计算方法的准确性,对实测谱线回波强度进行了定标。基于以上方法,采用小粒子示踪法反演了2014年6月广东阳江对流云和层状云内的大气垂直运动速度,并提出了假定数浓度和直径下的谱线回波强度临界阈值,利用该阈值对反演结果进行定量检验。结果表明:(1)利用云雷达的高斯白噪声特征和云信号满足高斯分布特征,结合实测数据统计得到的涨落程度,可以模拟出给定谱参数的功率谱,模拟数据与实测十分相近,可作为功率谱定量研究的有效数据源。(2)三种噪声电平计算方法中,分段法的准确性和稳定性最好,最大速度法受噪声起伏的影响,客观法计算结果偏高,当谱宽和多普勒速度较大时客观法和最大速度法误差会达到很大。(3)谱线回波强度临界阈值的检验结果表明,该对流云内所有示踪谱线的回波强度均远小于临界阈值,云内100%距离库为被反演,反演结果可靠;该层状云内,除了少数距离库,大部分示踪谱线的回波强度在临界阈值以下,云内96.23%距离库可被反演,反演结果可靠。
关键词
云雷达功率谱
噪声电平计算方法
大气垂直运动速度
反演
Keywords
Cloud radar spectra calibration
Noise-level estimation methods
Air vertical velocity retrieval experiment
分类号
P41 [天文地球—大气科学及气象学]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
针对一次对流云降水反演大气垂直运动速度及雨滴谱
徐睿
吴晓燕
鲁江伟
汪旭东
王涛
《热带气象学报》
CSCD
北大核心
2024
0
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
云雷达回波强度谱密度定标及云内大气垂直运动速度反演试验
郑佳锋
刘黎平
刘艳霞
崔哲虎
《高原气象》
CSCD
北大核心
2016
2
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职称材料
已选择
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