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利用雨滴尺寸分布数据确定雷达测雨参数 赵振维　吴振森　沈广德 　　摘　要：　本文根据我国青岛、广州和新乡地区实测雨滴尺寸分布数据，计算了球形雨滴雷达反射因子Z，椭球形雨滴雷达反射因子ZH和差分反射率ZDR，回归给出了这些地区的常规气象雷达测雨算式Z～R关系和多参数雷达测雨算式ZH、ZDR～R关系，并对其测雨精度和地区差异进行了比较.　　关键词:　常规气象雷达；多参数雷达；雨滴尺寸分布；雷达测雨　　中图分类号:　TN959.4　　　文献标识码：　A　　　文章编号：　0372-2112 (2000) 03-0109-03 Determination of Radar Parameters for Measuring Rainfall Based on Raindrop Size Distribution Data ZHAO Zhen-wei，SHEN Guang-de（Qingdao Branch of China Research Institute of Radiowave Propagation,Qingdao 266071,China）ZHAO Zhen-wei，WU Zhen-sen（Physics Department of Xidian University,Xi′an 710071,China） 　　Abstract:　Based on raindrop size distribution (DSD) data measured in Qingdao,Guangzhou and Xinxiang,the radar reflectivity factor Z for spherical raindrops,the radar reflectivity factor ZH and diferential reflectivity ZDR for oblate ellipsoid raindrops are calculated.The reflectivity-rainfall relation (Z-R relation) for conventional meteorological radar and reflectivity,differential reflectivity-rainfall relation for multiparameter radar (ZH,ZDR-R relation) are given by regression,and the performance difference of two kinds of radar for measuring rainfall and difference for measuring rainfall in different regions are also discussed in the paper.　　Key words:　conventional meteorological radar;multiparameter radar;raindrop size distribution;radar rainfall estimation 1　引言 　　通过雷达测量估算地面降雨率是四十多年来雷达气象学研究的重要课题，也是研究降雨对10GHz以上频段电波传播特性影响的重要手段［1～6］.常规气象雷达利用雷达反射因子和降雨率的关系来估算降雨率，而这一关系随地理位置、季节、气候区域和降雨类型有很大的变化［1］.Seliga等引进了利用差分雷达反射率(ZDR)和差分传播相移(KDP)估算降雨率的多参数雷达测雨方法［2，3］.大量研究表明，多参数雷达测量降雨与地面雨量计和滴谱仪测量结果之间有很好的一致性［4～6］.本文利用我国温带海洋性气候区(青岛)，亚热带海洋性气候区(广州)和温带内陆性气候区(新乡)的雨滴尺寸分布测量数据，计算了球形雨滴的雷达反射因子Z和椭球形雨滴水平极化雷达反射因子ZH及差分雷达反射率ZDR，并给出了雷达反射因子Z和降雨率R以及椭球形雨滴水平极化雷达反射因子ZH和差分雷达反射率ZDR与降雨率R之间的关系，比较了常规气象雷达和多参数雷达测雨精度和雷达测雨算式的地域差异.这些关系可用于我国不同气候区的雷达测雨估算. 2　理论基础 　　由于气象雷达一般工作在C波段和S波段，其工作波长比雨滴直径大的多，此时雨滴的散射截面计算可用Rayleigh近似，对于球形雨滴，在Rayleigh近似下，雷达反射因子Z可表示为［1］： Z=∫Dmax0N(D)D6dD　　(1) 上式中D为雨滴直径(mm)，N(D)为雨滴尺寸分布(mm-1m-3).Dmax为降雨的最大雨滴直径，对于椭形雨滴，在Rayleigh近似下［7］，水平和垂直