论文部分内容阅读
星载测雨雷达拥有独特的探测视角对地球降水进行监测。第一代和第二代星载测雨雷达发射升空在轨探测超过二十年,积累了丰富的资料,能够进行降水探测的相关研究。本文使用TRMM(Tropical Rainfall Measuring Mission)卫星搭载的测雨雷达PR(Precipitation Radar)数据分析了长三角地区的季尺度气候特征;选取GPM(Global Precipitation Measurement)和TRMM两卫星共存期间探测的降水事件,分别使用GPM搭载的双频测雨雷达DPR(Dual-frequency Precipitation Radar)和TRMM上的PR二级产品进行了个例分析,其中DPR中有多种扫描模式产品,本文用到的有DPRNS(Normal Scans,正常扫描)、Ku NS,Ka MS(Ka-band Matched Scans,Ka波段匹配扫描)和Ka HS(Ka-band High Sensitivity Scans,Ka波段高灵敏度扫描);对比了两部星载测雨雷达以及不同算法下的产品差异和降水结构特征。此外,仿真了不同频段组合下的双频雷达以及改进的双频反演雨滴谱算法下反演降水粒子的微物理特性。结论如下:(1)长三角地区有效降水像元占总像元的比例不到10%,其中层云降水像元占极大比重接近80%;长三角地区降水呈明显的季节变化,夏季降水明显增多,但层云降水和对流降水的平均雨顶高度偏低,这是PR V7和V8两数据版本中降水类型分类算法的变化导致的。PRV8中对流降水像元总数偏少,其平均雨顶高度受此影响更大。(2)DPRNS和Ku NS探测降水能力几乎一致,Ku NS比PRV8探测到了更多的高风暴顶高度降水,Ka MS检测降水能力较弱,Ka HS能发现更多低层降水。双频反演算法比单频反演算法探测到的雨滴谱参数范围更大,并且由单频反演算法得到的降水率偏低。(3)部分厘米波频段组合在常见降水粒子情况下DFR(Dual-Frequency Ratio)一直是负值,DFR和中值体积直径D0关系对伽马分布的形状因子十分敏感,随着D0的增加,先是形状因子小的DFR增大的快,当D0增大到一定程度时,形状因子大的反而DFR增加地更快。温度在D0较小时对DFR的影响较大。双频反演算法无法在常见厘米波段雷达上直接使用,添加修正因子可以提高双频反演算法的易用性。