检索结果-南通市图书馆

作者：林正健南京信息工程大学

学位级别：硕士

星载毫米波雷达是探测云和降水的有效手段之一,目前许多国家都在研究下一代星载毫米波雷达,而正演仿真在观测系统的设计阶段以及云降水观测资料的解释中发挥着重要作用。本文构建了由9个子模块组成的星载毫米波雷达正演模拟器,对WRF(Wea... 详细信息

星载毫米波雷达是探测云和降水的有效手段之一,目前许多国家都在研究下一代星载毫米波雷达,而正演仿真在观测系统的设计阶段以及云降水观测资料的解释中发挥着重要作用。本文构建了由9个子模块组成的星载毫米波雷达正演模拟器,对WRF(Weather Research and Forecasting Model)模拟的典型云降水个例进行仿真并与Cloud Sat CPR(Cloud Profiling Radar)实测回波进行对比分析。为了量化粒子形状、微物理参数等对正演仿真结果可能引起的不确定性以及载荷平台参数对探测性能的影响,仿真过程中进行了敏感性分析。主要结果如下:(1)云冰、云水和雨滴粒子的雷达反射率因子对中值体积直径D高度敏感,可导致反射率因子变化在几到10 dBZ以上,D变化的敏感性约为参数μ的5～10倍,μ的变化导致反射率因子的变化小于10%。雪和霰粒子质量-直径幂函数关系中与凇附程度有关的前向因子a可导致反射率因子约30～45%的不确定性。云冰、干雪和霰粒子的形状和取向对反射率因子也有所影响,可引起4～14%的差异。(2)D的变化可能引起雨滴衰减系数的平均相对误差约25%左右;前向因子a和指数b的变化可分别带来雪和霰的衰减不确定性约为25%和20%。衰减订正后的CPR回波强度与波段订正后的GPM DPR(Global Precipitation Measurement Dual-frequency Precipitation Radar)Ka波段探测回波强度接近,衰减订正的不确定性主要来自于液水含量反演结果与实际情况之间的差异。(3)基于WRF模拟的多种云降水场景,利用观测数据验证了WRF模拟陆地层状云和陆地深对流个例结果的有效性,结果显示模拟结果和观测数据有较好的一致性。基于敏感性分析,仿真过程中考虑了粒子形状、层状云中建立融化模型以及深对流中设置密度变化等因素的改进后仿真结果与常规设置仿真结果和CPR实测结果进行对比分析,结果表明两个个例的改进后仿真结果与CPR的回波结构和强度较为一致,平均反射率因子廓线较为吻合,相对误差在20%以内。(4)天线直径为2.5 m和轨道高度为400～450 km的载荷,其探测性能相较于CPR提升超过7倍;信噪比达到25 dB能很好地减小噪声对提取反射率因子的影响。

关键词：星载毫米波雷达仿真敏感性分析衰减订正

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星载毫米波雷达衰减估计仿真及敏感性分析

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气象学报 2023年第4期81卷 645-659页

作者：林正健寇蕾蕾郜海阳陈垚季凌潇丁丕满南京信息工程大学大气物理学院南京210044 南京信息工程大学气象灾害预警与评估协同创新中心中国气象局气溶胶与云降水重点实验室南京210044 福建省平潭综合实验区气象局平潭350400 上海卫星工程研究所上海201109

星载毫米波雷达衰减严重,而不同云降水类型中所包含的云雨粒子微物理特性差异较大,其所造成的衰减影响差异也很明显。基于WRF模式模拟的不同云降水场景,利用星载毫米波雷达模拟器仿真得到衰减后的回波,并对云中粒子的衰减特性进行敏感... 详细信息

星载毫米波雷达衰减严重,而不同云降水类型中所包含的云雨粒子微物理特性差异较大,其所造成的衰减影响差异也很明显。基于WRF模式模拟的不同云降水场景,利用星载毫米波雷达模拟器仿真得到衰减后的回波,并对云中粒子的衰减特性进行敏感性分析,说明引起衰减不确定性的重要影响因素。结果表明,仿真得到的衰减后回波与云廓线雷达(CPR)实测回波一致性较好,回波结构和强度近似,平均反射率因子廓线差异均在20%以内,衰减估计结果可靠有效。通过对衰减系数(K)进行敏感性分析发现,云雨粒子均对粒子谱分布中的含水量(W)最为敏感,中值体积直径(D_(0))的影响也较大,其变化可能引起雨滴衰减系数的平均相对误差达25%左右;雪和霰受密度参数(a、b)的影响大于斜率参数(Λ),a引起的不确定性在25%以内。在相同滴谱参数的情况下,冰态和液态造成衰减系数的差异达90%左右。考虑到衰减对相态的高度敏感性,将基于相态分类的K-W关系应用于CPR实测个例衰减订正中,订正后的回波与波段校正后的星载双频测雨雷达(DPR)Ka波段探测回波强度接近,衰减订正的不确定性主要来自于液水含量反演结果与实际情况的差异。

关键词：星载毫米波雷达仿真衰减订正敏感性分析

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星载主动遥感测云现状与展望

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遥感学报 2023年第9期27卷 2041-2059页

作者：寇蕾蕾郜海阳林正健廖淑君丁丕满朱维商建胡秀清南京信息工程大学气象灾害预警与评估协同创新中心中国气象局气溶胶与云降水重点实验室南京210044 南京信息工程大学大气物理学院南京210044 上海卫星工程研究所上海201109 国家卫星气象中心北京100081

云是表征天气和气候变化的重要指标,在大气的能量分配、辐射传输等中起着重要作用。卫星遥感探测以其覆盖范围广、信息量大、重复频率高等诸多优势,成为研究云的主要手段。目前星载测云主动遥感技术主要包括毫米波雷达和激光雷达技术。... 详细信息

云是表征天气和气候变化的重要指标,在大气的能量分配、辐射传输等中起着重要作用。卫星遥感探测以其覆盖范围广、信息量大、重复频率高等诸多优势,成为研究云的主要手段。目前星载测云主动遥感技术主要包括毫米波雷达和激光雷达技术。本文介绍了星载毫米波雷达和激光雷达测云技术发展及数据应用研究现状,重点分析了CloudSat搭载的云廓线雷达CPR和CALIPSO搭载的云—气溶胶激光雷达CALIOP协同观测的成果和进一步发展需求。从全球云三维结构参数的需求分析,探讨了太赫兹雷达、高光谱激光雷达、多传感器数据融合等测云新技术发展和应用潜能,以及多星系统及单星多载荷等协同观测新模式的技术关键和轨道高度对探测性能的影响,提出多传感器共平台协同观测及数据融合研究三维云结构信息的设想。

关键词：星载测云主动遥感星载毫米波雷达星载激光雷达协同观测数据融合

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星载云、气溶胶遥感雷达技术现状与发展趋势

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遥测遥控 2017年第6期38卷 10-16页

作者：宋长波赵一鸣北京遥测技术研究所北京100076

大气云与气溶胶在全球气候和环境变化过程中扮演重要的角色。星载云、气溶胶遥感技术主要包括成像光谱仪等被动探测技术、激光雷达技术以及毫米波雷达技术。相比被动遥感技术,激光雷达、毫米波雷达可探测云、气溶胶垂直剖面,获取云、气... 详细信息

大气云与气溶胶在全球气候和环境变化过程中扮演重要的角色。星载云、气溶胶遥感技术主要包括成像光谱仪等被动探测技术、激光雷达技术以及毫米波雷达技术。相比被动遥感技术,激光雷达、毫米波雷达可探测云、气溶胶垂直剖面,获取云、气溶胶三维空间分布信息。首先介绍星载云、气溶胶遥感技术特点与优势,接下来介绍星载云、气溶胶遥感激光雷达与毫米波雷达技术现状,最后给出星载云、气溶胶遥感雷达技术的发展趋势。

关键词：云与气溶胶星载激光雷达星载毫米波雷达发展趋势

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