雷达气象学雷达方程

发布网友发布时间：2024-10-24 16:43

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在雷达气象学中，理解雷达探测云和降水的回波功率与多种因素的关系至关重要。这个关系由雷达方程描述，它是气象雷达应用的基础。雷达接收到的回波功率（圶r）与发射功率（Pt）、波长（λ）、天线增益（G）、空间长度（h）、波束角宽度（θ和φ）以及目标距离（R）和目标物理性质（如反射率η）等参数密切相关。

基本气象雷达方程考虑了雷达发射、接收和大气、云、降水的衰减效应，以及探测脉冲的填充系数（k2）。其中，雷达反射率η是云和降水粒子散射能力的体现，衰减系数（αg、αc、αp）影响信号衰减，而k2修正了距离远时地球球面性和波束扩展的影响。

在理想情况下，当粒子直径远小于雷达波长，瑞利公式可以用于计算后向散射截面，从而简化雷达方程，其中常数和雷达反射因子（Z）成为关键参数。在粒子直径接近或大于波长时，需采用更为复杂的方程来描述等效反射因子，这在实际雷达气象工作中用于评估回波强度，进而推断云含水量和降水强度，乃至识别强风暴。

早期雷达方程的简化假设并不完全符合实际，普罗伯特-琼斯引入高斯函数和考虑波束外辐射，大大提高了测量精度。他改进的雷达方程使得理论与实际回波强度的偏差从4.5分贝降低到1.4分贝，这标志着雷达气象学的精确度有了显著提升。

扩展资料

雷达气象学是用气象雷达进行大气探测和研究雷达波与大气相互作用的学科。它是大气物理学、大气探测和天气学共同研究的一个分支。