热带气象学报

作者：丁霞, 黄兴友, 王海涛

单位：1.上海无线电设备研究所，上海2000902.上海目标识别与环境感知工程技术研究中心，上海2000903.南京信息工程大学，江苏南京210044

关键词：太赫兹, 冰云, 最优估计, 云微物理参数, 反演

基金：国家自然科学基金41475034；上海市自然科学基金16ZR1434900；上海市自然科学基金17ZR1428700；上海市科学技术委员会工程技术研究中心建设立项15DZ2250800；

在假设冰云粒子呈球形以及粒子谱服从对数正态分布的条件下，利用离散偶极子近似法(DDA)，计算出太赫兹频段(220 GHz)冰云粒子的雷达反射率因子，及其与瑞利假设下雷达反射率因子的比值。忽略衰减和多次散射的影响，根据太赫兹波段冰云的雷达反射率因子，基于最优估计理论反演冰云的微物理参数，并验证该算法的可靠性。反演结果表明，当冰云粒子大小在设定的尺度范围内时，有效粒子半径(re)的反演误差小于4%，粒子谱宽(σ)的误差小于2.5%、粒子数密度(NT)的误差小于1%，冰水含量(IWC)的误差小于5%。还分析了当NT和σ为定值时，反演结果随粒子尺寸的变化情况，当冰云粒子尺寸在模拟计算设定的范围内时，re的反演误差小于0.04%，σ的反演误差小于0.02%，NT的反演误差小于0.50%，IWC的反演误差小于0.08%，如果冰云粒子大小超出模拟计算设置的范围，反演误差随着re增加而增大。该结果证明了基于最优估计理论反演得到的冰云微物理参数与模拟设定值有良好的一致性，说明该方法可应用于太赫兹频段云雷达的冰云观测及云微物理参数的反演和研究。

来源：2019年第1期

《热带气象学报》期刊编辑部

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