[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

本申請提供一種粒子譜分布的確定方法、裝置、存儲介質及程序產品。該方法包括：根據雷達在第一高度的第一功率譜分布，以及在第一高度之上相鄰的第二高度的第二功率譜分布，確定第一功率譜分布和第二功率譜分布的多普勒速度差異和粒子下落速度差異；第一功率譜分布與大氣垂直運動無關；根據多普勒速度差異和粒子下落速度差異確定第二高度上的大氣垂直運動；根據第二功率譜分布和第二高度的大氣垂直運動，確定第二高度的粒子譜分布。從而，提高了反演云中降水粒子譜分布的準確性。

技術領域

本申請涉及大氣主動遙感探測技術，尤其涉及一種粒子譜分布的確定方法、裝置、存儲介質及程序產品。

背景技術

利用雷達的探測數據準確獲取降水云中的粒子譜分布，對于了解云中降水微物理過程以及對大氣狀態的正確模擬至關重要。

雷達探測得到的功率譜分布中，包括了大氣湍流和粒子運動兩種信息，為了準確獲取粒子譜分布，通常需要采用兩種不同頻段的雷達進行聯合反演，例如，采用降水頻段雷達和短波長雷達聯合反演。

這種降水頻段雷達和短波長雷達聯合反演的方法需要有足夠大的雨滴以產生顯著的米氏散射特征，但強降水又會引起較大的電磁衰減，導致短波長雷達探測能力較差，因此準確性較低。

發明內容

本申請提供一種粒子譜分布的確定方法、裝置、存儲介質及程序產品，提高了粒子譜分布的準確性。

第一方面，本申請提供一種降水云中的粒子譜分布確定方法，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。

在一種實施方式中，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。

在一種實施方式中，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。

在一種實施方式中，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；