降水粒子空间取向对双线偏振雷达观测影响模拟研究

摘要

该文从降水粒子散射和衰减理论出发,采用数值模拟方法,分析了雷达波束通过均匀雨区时,双发双收偏振模式与单发单收偏振模式下,水平、垂直偏振波之间的耦合关系,比较了两种收发模式下,由于雨滴倾斜引起的水平反射率因子ZH及其误差ΔZH,差分反射率因子ZDR及其误差ΔZDR,差传播相移ΦDP、差传播相移率KDP及其在不同偏振模式下的差异ΔKDP随距离的变化情况.结果表明:因实际大气中雨滴倾斜角较小,雨滴倾斜引起的模式间ZH,ZDP的差别不大;而受雨滴倾斜影响,单发单收模式的KDP要大于双发双收模式.该文还提出了ZH,ZDR真值的两种定义方式,分别为考虑与未考虑雨滴倾斜对散射效果的影响.未考虑雨滴倾斜的真值代表了雨滴实际的微物理结构,剔除了传播效应的影响,更能精确反映雨滴的实际大小,在定量估测降水等雷达资料的应用中具有更好的代表性,因此以未考虑雨滴倾斜作为ZH,ZDR真值较为合理.