刘黎平

(中国气象科学研究院灾害天气国家重点实验室，北京100081)

引 言

云降水微物理和动力特征的探测对于理解降水的形成和发展、降水系统和周边环境的相互作用、云系对大气辐射影响、检验和验证数值模式云降水参数化方案和云降水模拟能力有非常重要的作用。地面的雨滴谱可以通过雨滴谱仪进行直接观测，空中的云降水参数可以通过飞机进行直接观测，但飞机很难获取云降水参数的连续时空分布，特别是对流系统内的上升速度、滴谱等观测更加困难。气象雷达通过主动遥感方式，可以获取到云降水的回波强度、径向速度和速度谱宽等参数的三维分布的连续变化，在一定假设情况下，得到雨滴谱参数和风场等三维分布。通常雨滴谱反演分为两类，第一类是假定雨滴谱的分布特征来反演雨滴谱参数，如指数分布反演两个参数，Gamma分布反演三个参数，这包括双线偏振雷达反演雨滴谱参数、利用双波段云雷达回波强度差反演雨滴谱参数等方法；第二类是直接反演雨滴谱分布，这种方法必须基于垂直观测的多普勒功率谱数据。云和降水虽然是紧密联系的，但因粒子大小差别很大，而后向散射能力与粒子尺度的六次方成正比(瑞利散射条件下)，所以云的回波强度要远远小于降水。探测云的云雷达(采用毫米波)与探测降水的天气雷达(采用厘米波)在雷达最小可测回波强度、波长、扫描方式等方面有很大的差别。……