利用双偏振多普勒天气雷达回波反演雷暴电荷分布的方法技术

本发明专利技术公开了一种利用双偏振多普勒天气雷达回波反演雷暴电荷分布的方法；其通过建立双偏振多普勒天气雷达回波参量与水成物粒子荷电敏感因子之间的映射关系；然后根据映射关系将反射率因子、多普勒速度、谱宽、水成物粒子类型、高度等雷达回波参量信息逐点转换为水成物粒子荷电参数化方案所需的水成物粒子类型等相关参量，并将转换后结果带入水成物粒子荷电的参数化方案，逐点计算出各回波数据点的电荷量，实现雷暴电荷分布的反演。本发明专利技术将雷暴的起电理论、电荷结构模型和双偏振多普勒天气雷达探测技术相结合，从而实现由双偏振多普勒天气雷达对雷暴电荷分布的探测，能够增强双偏振多普勒天气雷达对雷暴的监测能力。

Method for retrieving thunderstorm charge distribution using double polarization Doppler weather radar echo

The invention discloses a method using dual polarization Doppler weather radar echo inversion thunderstorm charge distribution method; the mapping relations between the dual polarization Doppler weather radar echo parameters and hydrometeors in charge of sensitive factors; then according to the mapping relationship will hydromete type parameters, reflectivity, velocity and spectrum width, Doppler hydromete type and height of radar echo parameters required for the conversion point of water particles charged parameterization, and converted into the hydrometeors parameterization charged point case, calculated the amount of charge of each echo data points, the inversion charge distribution of thunderstorm. The invention of thunderstorm electric charge theory, structure model and dual polarization Doppler weather radar detection technology, so as to realize the dual polarization Doppler weather radar to detect thunderstorm charge distribution, can enhance the monitoring ability of dual polarization Doppler weather radar in a thunderstorm.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种利用双偏振多普勒天气雷达回波反演雷暴电荷分布的方法。
技术介绍
对闪电活动进行有效的监测和预报有利于降低闪电造成的灾害损失，为此，人们对闪电监测和预报手段的研究从未停止。雷电活动的特征与雷暴的电荷分布密切相关，研究雷暴云内的电荷分布是揭示雷暴发展规律的重要途径，也可为雷电监测预警、人工引雷提供理论基础，因此研究雷暴云的电荷分布具有十分重要的理论意义和应用价值。雷暴电荷结构的探测主要是利用探空气球、火箭、飞机等运载工具搭载电场探空仪进行雷暴云穿云探测，其中又以探空气球为主，由探测的电场廓线推断云内的电荷分布。也有一些利用天气雷达、LMA(LightningMappingArray)等多种探测设备对雷暴进行探测，根据闪电辐射源在雷暴中的位置推断雷暴电荷结构的研究。利用探空气球进行电场探空对于研究雷暴电荷结构有着不可替代的作用，但现有的探测方式至少还存在以下尚需进一步改进或解决的问题：(1)探测的时效性问题，探空气球携带电场探空仪进行探空是最常用的手段，但探空气球由于升速的限制，探空仪从进入雷暴云底部至到达雷暴云顶部所需的时间约为20分钟，由于雷暴单体的发展速度较快，探本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用双偏振多普勒天气雷达回波反演雷暴电荷分布的方法，其特征在于其利用双偏振多普勒天气雷达雷暴探测回波数据为参量反演雷暴电荷分布。

【技术特征摘要】
1.一种利用双偏振多普勒天气雷达回波反演雷暴电荷分布的方法，其特征在于其利用双偏振多普勒天气雷达雷暴探测回波数据为参量反演雷暴电荷分布。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述反演雷暴电荷分布包括以下步骤：S1：通过双偏振多普勒天气雷达雷暴探测回波数据反演雷暴粒子类型；S2：通过分析雷暴不同类型水成物粒子荷电敏感性，获取水成物粒子荷电敏感因子，并由该因子建立水成物粒子荷电的参数化方案；S3：建立双偏振多普勒天气雷达雷暴探测回波数据与水成物粒子荷电敏感因子之间的映射关系；S4：根据映射关系将双偏振多普勒天气雷达雷暴探测回波数据中反射率因子、多普勒速度、谱宽、水成物粒子类型、高度参量信息逐点转换为水成物粒子荷电参数化方案所需的水成物粒子类型、碰撞速度、环境温度、水汽含量及浓度相关参量，并将转换后结果带入水成物粒子荷电的参数化方案，逐点计算出各回波数据点的电荷量，实现雷暴电荷分布的反演至结束。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述雷暴电荷分布的反演以双偏振多普勒天气雷达雷暴探测得到的雷达回波数据为基本数据，利用反射率因子ZH、多普勒速度V、谱宽W、双偏振回波信息、数据点的空间位置信息以及数据点所在位置的水成物粒子种类、温度信息为基本参数进行雷暴电荷分布反演，所述双偏振回波信息包含差分反射率因子ZDR、双程差分传播相位常数KDP、双程差分传播相位ΦDP、相关系数ρhv、线性退偏振比LDR。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：雷暴电荷分布反演过...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨波，韩月琪，孟鑫，贺宏兵，黄正宇，
申请(专利权)人：杨波，韩月琪，孟鑫，贺宏兵，黄正宇，
类型：发明
国别省市：江苏;32