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微雨雷達科普來啦

發布時間：2025-02-11

微型雨雷達的工作原理是以雨滴大小和散射截面、雨滴大小和下降速率的關系為基礎，使用單相靜態天線構造可靠地修復雨滴大小分布，從而判斷降雨狀況。

微型雨雷達測量多普勒光譜的廓線，獲得雨滴大小垂直分布廓線、降雨速率、液態含水量、雷達反射率因子、多普勒速率、路徑綜合衰減等。

微雨雷達 （ Micro  Rain  Radar，LY-M1型 北京劍靈科技有限公司 ）作為一種垂直指向的連續波雷達，則不受諸多因素的限制，其產品的時間分辨率為 10 s～3600 s（可調，典型值為 1 min），垂直方向上的分辨率一般為 30～200 m（可調）。

較高的時空分辨率使其在不同降水類型研究的應用中也越來越廣泛。目前對降水粒子相態的研究主要側重于溫度垂直廓線對降水相態的影響，國內外對冬季降水形成過程所涉及的大氣垂直方向多要素變化和相互作用等方面進行了多角度的分析。雖然大氣垂直溫度廓線是決定降水相態的主要因素，但降水相態也受粒子下落速度、垂直運動等其他因素的影響。

一般認為降水相態的形成機制包含大氣熱力和微物理過程兩個方面，由于研究手段的匱乏，目前從微物理的角度開展降水相態的研究并不多。在已有微雨雷達研究的基礎上，利用并發展已有的基于微雨雷達判斷零度層高度和厚度算法，基于粒子相態識別算法，探索微雨雷達對降水垂直方向上粒子相態分布的探測潛力。

微雨雷達的應用研究在國內尚處于起步階段，國內絕大部分研究主要集中在微雨雷達探測精度分析以及降水微物理參量的時空演變特征。目前國內還沒有利用微雨雷達開展非液態降水和降水粒子相態反演的相關工作。由于微雨雷達原始產品的反演算法中假設了液態降水粒子的下落速度和粒子尺度之間的關系，因此其產品只對液態降水有效，利用微雨雷達分析降雪等非液態降水時，需要從原始雷達功率譜信息的角度加以考慮。

科學家最早利用微雨雷達和云雷達來反演降雪率，利用多普勒譜后處理的方法進一步改進，增強了在低信噪比條件下對降水回波的探測。利用微雨雷達的原始功率譜和地面降水現象儀觀測，基于神經網絡算法來預報地面降水類型，包括毛毛雨、雨、雪、米雪，雪粒）、冰丸、冰雹和霰，但這種粒子相態的分類只是局限于地面降水粒子的識別。2020 年，基于微雨雷達零度層高度識別算法以及決策樹算法，提出了一種新的功率譜處理方法來進行降水粒子相態分類，該方法的優點是可以像掃描式極化雷達那樣判斷整，層云的降水粒子類型，且垂直方向上的時空分辨率明顯高于掃描式雷達。