扁椭球雨滴后向散射的Gans理论和T矩阵差异对雷达探测释义的影响

作     者：郭丽君 王振会 张培昌 郭学良 董慧杰 GUO Li-jun;WANG Zhen-hui;ZHANG Pei-chang;GUO Xue-liang;DONG Hui-jie

作者机构：南京信息工程大学气象灾害预报预警与评估协同创新中心中国气象局重点实验室江苏南京210044 南京信息工程大学大气物理学院江苏南京210044 中国气象科学研究院北京100081 南京信息工程大学大气科学学院江苏南京210044 

出 版 物：《热带气象学报》 (Journal of Tropical Meteorology)

年 卷 期：2014年第30卷第4期

页      面：755-762页

核心收录：

学科分类：07[理学] 070601[理学-气象学] 0706[理学-大气科学] 

基　　金：国家自然科学基金(41275043 40875016) 国家高技术研究发展计划资助项目(863计划2007AA061901)共同资助 

主　　题：雷达探测 Gans理论 T矩阵 旋转扁椭球雨滴 后向散射截面 

摘      要：非球形粒子的散射特性研究是双偏振雷达探测数据处理和释义的基础,非球形状同样会影响常规雷达探测数据的处理和释义。在利用雷达进行降水观测的过程中,需要考虑旋转扁椭球雨滴的散射特性。Gans理论和T矩阵法是常用于计算椭球粒子散射特性的算法,但其算法差异会对雷达探测反演带来不同的结果。利用Gans理论和T矩阵法的数值计算,分析旋转扁椭球雨滴的后向散射截面,同时对比常用雷达波段(S、C、X和Ku)内两种算法的后向散射截面的相对差别,以相对差别的阈值得到Gans理论可适用于计算旋转扁椭球雨滴后向散射截面的最大等效半径和尺度参数。在常用雷达波长处对该差异造成的雷达反射率因子Zh和差反射率因子ZDR的影响进行分析。结果表明,在MP雨滴谱下,X波段处Zh的算法差异可达1.66 dBZ,在C波段处ZDR的算法差异可达0.75 dBZ,其他各波长处也有差异。