降雨对雷达是利用电磁波来波的衰减怎么确定?

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兰州大学《雷达气象学》15秋在线作业3满分答案
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X波段双线偏振雷达资料的衰减订正和地物消除以及降水物类型判别研究
【摘要】:自上世纪60年代以来,双线偏振天气雷达的研究和应用得到了快速发展。与常规雷达相比,双线偏振天气雷达在降水系统的准确探测、资料质量的提高等方面具有明显的优势,即将成为主流的业务天气雷达。本文利用X波段双线偏振雷达的一些实验资料,进行了有关X波段双线偏振雷达回波衰减订正和地物杂波订正以及降水粒子类型判别的研究,具体内容如下:
(1)设定阈值,利用回波参量反射率因子ZH和差分传播相移常数KDP对反射率因子ZH进行衰减订正。将衰减订正后的结果与同一时间、同一空间的S波段多普勒天气雷达回波图对比。发现衰减订正的结果与S波段雷达资料接近,说明衰减订正的效果较好。
(2)地物回波作为非降水回波,会影响雷达反演降水强度的精确度,所以在对雷达资料进行处理前必须将其识别出来。论文中利用回波参量反射率因子ZH和差分反射率因子ZDR识别X波段双线偏振雷达扫描底层回波时出现的地物回波。
(3)利用反射率因子垂直廓线订正地物回波,减少地物回波对降水回波的干扰。这样不仅提高了雷达资料的质量,还有利于定量或半定量降水分析及水成物类型的识别。
(4)将经过衰减订正和地物回波订正后的反射率因子ZH与差分传播相移常数KDP的散点图与模拟得到的订正后的反射率因子ZH和差分相位常数KDP之间的关系做对比。发现订正后的散点图与模拟得到的曲线图更为相近。
(5)通过模糊逻辑算法识别降水粒子类型,用4个偏振粒子计算得到9种降水粒子类型。识别方法对层状云和对流云中的粒子类型识别效果很好,符合云中微物理结构的相关理论。
【关键词】:
【学位授予单位】:南京信息工程大学【学位级别】:硕士【学位授予年份】:2013【分类号】:P412.25;P413【目录】:
摘要5-6ABSTRACT6-7第一章 引言7-12 1.1 国内外研究的历史和现状7-9
1.1.1 国外的研究历史和现状7-8
1.1.2 国内的研究历史和现状8-9 1.2 研究的目的和意义9-12第二章 双线偏振雷达的结构及原理介绍12-25 2.1 双线偏振雷达识别回波的理论基础12-16
2.1.1 双线偏振雷达探测的原理12-13
2.1.2 双线偏振雷达的工作方式13-14
2.1.3 数据存储14-15
2.1.4 雷达参数介绍15-16 2.2 双线偏振雷达所获得的参数信息16-22
2.2.1 差分反射率因子16-18
2.2.2 差分传播相移18
2.2.3 差分传播相移常数18-19
2.2.4 线性退偏振比19-20
2.2.5 相关系数20-21
2.2.6 多普勒参数21-22 2.3 双线偏振雷达识别暴雨和融化层22-25第三章 双线偏振雷达反射率因子衰减订正25-33 3.1 数据缺失填补25-27 3.2 反射率因子的衰减订正27-28 3.3 衰减订正效果28-30 3.4 衰减订正后与S波段雷达反射率因子图像对比30-33第四章 识别地物回波33-37 4.1 地物回波识别原理33 4.2 地物回波识别方法33-34 4.3 识别示例34-37第五章 订正地物回波37-45 5.1 订正方法37 5.2 订正示例37-39 5.3 订正效果验证39-45第六章 降水粒子类型判别45-53 6.1 降水粒子类型判别的模糊逻辑算法45-48 6.2 层状云中粒子类型判别结果48-50 6.3 对流云中粒子类型判别结果50-53第七章 数据处理系统53-59 7.1 开发环境53-54 7.2 数据处理流程54-55 7.3 数据处理模块55-59第八章 总结与展望59-61 8.1 全文总结59 8.2 本文存在的问题和展望59-61参考文献61-65致谢65-66作者简介66
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