雷達(dá)氣象學(xué)雙線(xiàn)偏振雷達(dá)探測(cè)南京信息工程大學(xué)大氣物理學(xué)院黃興友2016-12-8雷達(dá)氣象學(xué)雙線(xiàn)偏振雷達(dá)探測(cè)現(xiàn)有雷達(dá)探測(cè)能力的不足:（1）難以提供降水的相態(tài)信息（冰相或液相）（2）難以提供降水粒子特性，（雨滴、過(guò)冷卻水；冰雹的干、濕情況；雪花的干濕情況）（3）雷達(dá)定量測(cè)量降水的精度有限（降雨、降雪、降雹）（4）衰減訂正的參考信息（5）區(qū)分降水目標(biāo)和非降水目標(biāo)（地物等）寄希望于新型雙偏振雷達(dá)

！雷達(dá)氣象學(xué)雙線(xiàn)偏振雷達(dá)探測(cè)雷達(dá)氣象學(xué)雙線(xiàn)偏振雷達(dá)探測(cè)理論要求:能發(fā)射水平偏振和垂直偏振的電磁波,需要兩種偏振狀態(tài)的發(fā)射機(jī)能接收水平偏振和垂直偏振的回波信號(hào),需要兩個(gè)接收機(jī)兩個(gè)發(fā)射系統(tǒng)性能一致兩個(gè)接收系統(tǒng)性能一致兩種偏振狀態(tài)下的天線(xiàn)增益和波瓣一致雷達(dá)氣象學(xué)雙線(xiàn)偏振雷達(dá)探測(cè)雷達(dá)氣象學(xué)雙線(xiàn)偏振雷達(dá)探測(cè)單發(fā)雙收體制---NCAR的S波段雙偏振雷達(dá)SeligaandBringi,1976(JAM)---firstdiscussionofsingletransmitter,dual-receiverconfiguration---nowknownasSTSR雷達(dá)氣象學(xué)雙線(xiàn)偏振雷達(dá)探測(cè)（1）差分反射率因子ZdrZdr=10log10(Zhh/Zvv)（2）線(xiàn)性退極化比

Ldr=10log(ZVH/ZHH)（3）相關(guān)系數(shù)

ρhv（4)雙程相位差φdp水平、垂直偏振回波信號(hào)的相位之差

(5)

相位差常數(shù)Kdp

(單位距離上的相位差)雷達(dá)氣象學(xué)雙線(xiàn)偏振雷達(dá)探測(cè)雷達(dá)氣象學(xué)雙線(xiàn)偏振雷達(dá)探測(cè)差分反射率因子Zdr--降雨情況

Zdr=10log10(Zhh/Zvv)雷達(dá)氣象學(xué)雙線(xiàn)偏振雷達(dá)探測(cè)差分反射率因子Zdr--降雪情況

Zdr=10log10(Zhh/Zvv)雷達(dá)氣象學(xué)雙線(xiàn)偏振雷達(dá)探測(cè)差分反射率因子Zdr--降雹情況

Zdr=10log10(Zhh/Zvv)雷達(dá)氣象學(xué)雙線(xiàn)偏振雷達(dá)探測(cè)Norman,Aug/13/2011,KOUNZZdr

雷達(dá)氣象學(xué)雙線(xiàn)偏振雷達(dá)探測(cè)一次包含冰雹降水過(guò)程的Zdr約為0dB雷達(dá)氣象學(xué)雙線(xiàn)偏振雷達(dá)探測(cè)雷達(dá)氣象學(xué)雙線(xiàn)偏振雷達(dá)探測(cè)雷達(dá)氣象學(xué)雙線(xiàn)偏振雷達(dá)探測(cè)昆蟲(chóng)回波有較大的Zdr雷達(dá)氣象學(xué)雙線(xiàn)偏振雷達(dá)探測(cè)地物回波有較大且雜亂的Zdr雷達(dá)氣象學(xué)雙線(xiàn)偏振雷達(dá)探測(cè)雷達(dá)氣象學(xué)雙線(xiàn)偏振雷達(dá)探測(cè)Zdr大雨滴大,但關(guān)系難以確定

雷達(dá)氣象學(xué)雙線(xiàn)偏振雷達(dá)探測(cè)雷達(dá)氣象學(xué)雙線(xiàn)偏振雷達(dá)探測(cè)雷達(dá)氣象學(xué)雙線(xiàn)偏振雷達(dá)探測(cè)?對(duì)球形粒子來(lái)說(shuō)，垂直偏振波和水平偏振波引起的相位相同.?非球形粒子對(duì)垂直偏振波和水平偏振波造成的相位不同.?如果雷達(dá)取樣體積中有更多的扁橢球粒子（如強(qiáng)降雨、降雪或卷云中的冰晶），則水平偏振雷達(dá)電磁波的傳播速度慢于垂直偏振電磁波的傳播速度ΦHH>ΦVV==>ΦDP>0.?與波長(zhǎng)有關(guān)相位差Φdp及其特點(diǎn)雷達(dá)氣象學(xué)雙線(xiàn)偏振雷達(dá)探測(cè)雷達(dá)氣象學(xué)雙線(xiàn)偏振雷達(dá)探測(cè)

不受標(biāo)定影響

不受衰減影響Independentofattenuation

對(duì)粒子譜不敏感（Z更敏感）

不受部分阻擋的影響

與雷達(dá)波長(zhǎng)有關(guān)雷達(dá)氣象學(xué)雙線(xiàn)偏振雷達(dá)探測(cè)雷達(dá)氣象學(xué)雙線(xiàn)偏振雷達(dá)探測(cè)雷達(dá)氣象學(xué)雙線(xiàn)偏振雷達(dá)探測(cè)Norman,Aug/13/2011,KOUN,Sband

Z

ΦDP

ΦDP雷達(dá)氣象學(xué)雙線(xiàn)偏振雷達(dá)探測(cè)雷達(dá)氣象學(xué)雙線(xiàn)偏振雷達(dá)探測(cè)反映水平偏振和垂直偏振通道的回波信號(hào)的相似性特點(diǎn)：(1)對(duì)于雨水，相關(guān)系數(shù)ρhv大于0.95，但隨Zdr的增大而減小(2)地物的ρhv大于可能小于0.7(3)雪和冰雹的ρhv可能達(dá)到0.8左右(4)零度層融化區(qū),相關(guān)系數(shù)ρhv介于0.8~0.95用途：判別降水回波和地物回波,比較有效雷達(dá)氣象學(xué)雙線(xiàn)偏振雷達(dá)探測(cè)雨水冰雹軟雹雪花冰晶融化層地物雜波生物(鳥(niǎo)\昆蟲(chóng))鋁箔條垃圾雷達(dá)氣象學(xué)雙線(xiàn)偏振雷達(dá)探測(cè)雷達(dá)氣象學(xué)雙線(xiàn)偏振雷達(dá)探測(cè)相關(guān)系數(shù)比較清晰地反映了零度層亮帶的存在龍卷垃圾回波TornadoDebris雷達(dá)氣象學(xué)雙線(xiàn)偏振雷達(dá)探測(cè)雷達(dá)氣象學(xué)雙線(xiàn)偏振雷達(dá)探測(cè)所用的六個(gè)參量為雷達(dá)氣象學(xué)雙線(xiàn)偏振雷達(dá)探測(cè)一次過(guò)程的識(shí)別結(jié)果雷達(dá)氣象學(xué)雙線(xiàn)偏振雷達(dá)探測(cè)雷達(dá)氣象學(xué)雙線(xiàn)偏振雷達(dá)探測(cè)雙線(xiàn)偏振雷達(dá)和常規(guī)雷達(dá)估測(cè)降水情況的比較雷達(dá)氣象學(xué)雙線(xiàn)偏振雷達(dá)探測(cè)偏振雷達(dá)的優(yōu)勢(shì):估測(cè)降水精度的改善RainfallEstimation(vastimprovement)識(shí)別零度層亮帶BrightBandDetection(vastimprovement)地物雜波識(shí)別和消除/雷達(dá)數(shù)據(jù)質(zhì)量?ClutterFiltering/DataQualityImprovement(vastimprovement)降雨/降雪的判別