[發明專利]粒子譜分布的確定方法、裝置、存儲介質及程序產品

有效

• 申請號: 202110285295.1
• 申請日: 2021-03-17
• 公開（公告）號: CN113064130B
• 公開（公告）日: 2023-02-28
• 發明（設計）人: 阮征;龐蘇州;霍朝陽;王亮;李豐;葛潤生
• 申請（專利權）人: 中國氣象科學研究院
• 主分類號: G01S7/41
• 分類號: G01S7/41
• 代理公司: 北京同立鈞成知識產權代理有限公司 11205
• 代理人: 張娜;黃健

1.一種粒子譜分布的確定方法，其特征在于，包括：

步驟A：根據雷達在第一高度的第一功率譜分布，以及在所述第一高度之上相鄰的第二高度的第二功率譜分布，確定所述第一功率譜分布和所述第二功率譜分布的多普勒速度差異和粒子下落速度差異；所述第一功率譜分布與大氣垂直運動無關；

步驟B：根據所述多普勒速度差異和所述粒子下落速度差異確定所述第二高度上的大氣垂直運動；

步驟C：根據所述第二功率譜分布和所述第二高度的大氣垂直運動，確定所述第二高度的粒子譜分布，并將所述第二高度作為新的第一高度，將所述第二高度的粒子譜分布作為新的第一高度的第一功率譜分布，重復執行步驟A-步驟C，直至確定出預設高度的粒子譜分布；

所述確定所述第一功率譜分布和所述第二功率譜分布中的多普勒速度差異和粒子下落速度差異，包括：

根據所述第一功率譜分布、所述第二功率譜分布，使用代價函數確定所述多普勒速度差異；

根據所述第一功率譜分布和所述第二功率譜分布確定所述第一高度和所述第二高度之間的眾數粒徑差異；

根據所述眾數粒徑差異確定所述粒子下落速度差異。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述代價函數是所述第一功率譜分布、所述第二功率譜分布和多普勒速度差異的函數；

所述根據所述第一功率譜分布、所述第二功率譜分布，使用代價函數確定所述多普勒速度差異，包括：

根據所述第一功率譜分布、所述第二功率譜分布，將使所述代價函數最小時的多普勒速度差異，確定為所述多普勒速度差異。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據所述第一功率譜分布和所述第二功率譜分布確定所述第一高度和所述第二高度之間的眾數粒徑差異，包括：

根據所述第一功率譜分布確定第一回波強度，以及所述第一高度上眾數粒徑對回波強度的影響量和影響占比，并根據所述第二功率譜分布確定第二回波強度；

將所述第一高度上眾數粒徑對回波強度的影響占比確定為所述第二高度上眾數粒徑對回波強度的影響占比，并根據所述第二回波強度和所述第二高度上眾數粒徑對回波強度的影響占比，確定所述第二高度上眾數粒徑對回波強度的影響量；

根據所述第一回波強度、所述第二回波強度、所述第一高度上眾數粒徑對回波強度的影響量和所述第二高度上眾數粒徑對回波強度的影響量，確定第一高度和所述第二高度之間的眾數粒徑差異。

4.根據權利要求1-3任一項所述的方法，其特征在于，所述根據所述第二功率譜分布和所述第二高度的大氣垂直運動，確定所述第二高度的粒子譜分布，包括：

根據所述第二高度的大氣垂直運動和所述第二高度上的大氣湍流譜展寬，確定所述第二高度的大氣湍流譜分布；

采用所述第二高度的大氣湍流譜分布對所述第二功率譜進行反卷積，得到所述第二高度的粒子譜分布。

5.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法還包括：

獲取所述第二高度的水平風速；

根據所述第二高度的水平風速確定所述第二高度的大氣湍流譜展寬。

6.一種粒子譜分布的確定裝置，其特征在于，包括：

第一處理單元，用于執行步驟A：根據雷達在第一高度的第一功率譜分布，以及在所述第一高度之上相鄰的第二高度的第二功率譜分布，確定所述第一功率譜分布和所述第二功率譜分布的多普勒速度差異和粒子下落速度差異；所述第一功率譜分布與大氣垂直運動無關；

第二處理單元，用于執行步驟B：根據所述多普勒速度差異和所述粒子下落速度差異確定所述第二高度上的大氣垂直運動；

第三處理單元，用于執行步驟C：根據所述第二功率譜分布和所述第二高度的大氣垂直運動，確定所述第二高度的粒子譜分布，并將所述第二高度作為新的第一高度，將所述第二高度的粒子譜分布作為新的第一高度的第一功率譜分布，重復執行步驟A-步驟C；

所述第一處理單元，具體用于根據所述第一功率譜分布、所述第二功率譜分布，使用代價函數確定所述多普勒速度差異；根據所述第一功率譜分布和所述第二功率譜分布確定所述第一高度和所述第二高度之間的眾數粒徑差異；根據所述眾數粒徑差異確定所述粒子下落速度差異。