DPR双波段探测的北半球夏季降水差异分析
作者单位：中国科学技术大学
会议名称：《第33届中国气象学会年会》
会议日期：2016年
学科分类：07[理学] 070601[理学-气象学] 0706[理学-大气科学]
摘 要：全球测雨卫星(GPM)携带首部双频测雨雷达(DPR)于2014年2月发射升空.DPR包含了Ku波段的KuP R和Ka波段的KaP R,工作频率分别为35.5和13.6GHz.由于工作频率不同,KuP R和KaP R的探测回波存在差异,而扫描方式及反演算法的不同也会导致DPR各降水产品间的差异。为了更好地理解和使用DPR的探测结果,对DPR双波段探测差异及各降水产品异同的量化研究十分重要。而另一方面,DPR是首部覆盖了南北纬40°以上的星载测雨雷达,但目前关于DPR的研究中对于全球特别是高纬度地区的三维降水结构特征的研究仍然不足。基于DPR的三种扫描方式,GPM DPR共包括三种不同的单频降水产品,分别为Ku、KaM S和KaH S。同时,基于Ku和Ka波段的匹配扫描,GPM还提供了双频降水反演产品DPR(DPRS)。为了保证研究样本的一致性,文章仅使用了KaM S扫描刈幅内的扫描点。另外,由于高纬度地区的降水随季节变化性较大,论文仅选取了2014-2015年的北半球夏季(6、7、8月)作为研究时间段,共探测到DPR降水样本量约2900万个。我们对北半球夏季南北纬65°间4种产品的降水特征进行了统计研究,并就DPR双波段探测结果和各降水产品的差异进行了比较分析。结果表明:KaH S有着最高的雨顶高度,最小的地表降水率,它的液态水含量及地表降水率与DPR间的偏差最小。KaH S能够很好地探测雨顶的弱信号,但不适用于观测6 mm/h以上的强降水。其在高纬度洋面上尤为适用。Ku的地表降水强度最强,它的雨顶高度、固态水含量与DPR间的偏差最小。Ku可以很好的观测强降水的内部细致结构,但由于其频率限制不适合观测0.5 mm/h以下的降水。KaM S的回波阈值过高,其对降水的探测能力很差,不适合单独使用。各单频反演产品的雨顶高度、地表降水强度、液态水含量及冰水含量与DPR间的相关性均超过了0.8。DPR结合了Ka波段和Ku波段的优点,但无法完全代替Ku或KaH S。