[发明专利]一种激光雨滴谱仪降水信息反演修正方法

说明书

技术领域

本发明属气象测量技术领域，具体涉及一种适用于天气现象的激光雨滴谱仪降水信息反演修正方法。

背景技术

在天气现象自动观测领域，采用激光技术对降水信息进行检测。其中激光雨滴谱测量原理如图1所示，根据Lambert定律：

I(v,l)=I(v,0)exp(-∫0lk(v,l)ρdl)]]>

其中k为质量吸收系数，k是波长v和路径l的函数，I(v，0)是进入介质的辐射强度，将代入上式，并对单频率光而言I(v，0)＝I₀有如下表达式：

I＝I₀e^-τ

根据不同降水粒子不同的光强衰减特性，可以测量出各种不同的粒径信息。

如图2示意，通过激光接收探测器接收到雨滴垂直穿过测量区域后检测信号的幅值ΔI₀大小计算出粒子粒径，检测信号衰减持续时间Δt₀计算出粒子末速度，检测的信号变化数目计算出来粒子数目。

如图3所示，其为激光雨滴谱仪原理图，对于背景噪声的削弱是通过图3中调制信号电路进行实现的。检测信号通过带通放大，相选整流，低通滤波，数据缓存。通过数据缓存输出信息反馈给激光调制电路并将其传到数字处理模块，数字处理模块将上传的数据进行分析与处理，并将处理后的信息传至上位机进行显示。

基于图3中激光雨滴谱仪在对粒子粒径、粒子末速度以及粒子数目检测中，存在检测粒子同时沿激光束方向垂直下落粒子重叠的情况，降水粒子通过激光束边界层的检测区域边界效应的问题，电路检测以及电子线路对测试结果造成误差的电子线路噪声问题，光路的一致性以及机械加工精度的问题。使得检测出来的降水粒子信息存在一定误差，从而无法准确获得降水强度和降水量的准确信息。可通过对降水强度以及降水量信息的修正能得到更接近真实的降水信息。

目前激光雨滴谱仪修正方法是对计算区域进行修正，计算区域校正函数如下：

A_Meas＝4600mm²*1000/AU_Parameter

其中AU_Parameter取值范围是850-1200。

修正方法仅对测量区域进行修正而为对其他引入误差进行修正，优点是计算简单，缺点是其他引起误差因素并未考虑，计算精度较低。本发明对整体降水信息进行修正，将各种复合影响误差因素考虑进去，从而降低误差的大小，提高测量降水信息精度。

发明内容

本发明的技术解决问题：克服现有技术的不足，提供一种激光雨滴谱仪降水信息反演修正方法，采用该方法能够明显提高降水信息的计算精度，在准确获取气象降水信息中有很好的应用价值。

本发明的技术解决方案：一种激光雨滴谱仪降水信息反演修正方法，实现步骤如下：

(1)通过激光雨滴谱仪测量的粒子末速度、粒径以及数目信息，得到降水粒子末速度以及粒径数目对应函数关系，根据测量区域与采样时间计算出粒子的测量雨滴谱，计算公式如下：