[发明专利]利用毫米波监测降水的方法和系统

说明书

本公开提供了一种利用毫米波监测降水的方法，包括：通过第五代通信网络的毫米波回传链路和/或信号链路发射毫米波信号；通过第五代通信网络的毫米波回传链路和/或信号链路接收毫米波信号；计算毫米波信号在所述毫米波回传链路和/或信号链路中传输时产生的衰减；以及根据所述衰减反演得到降水状况。

技术领域

本公开涉及气象观测领域，特别涉及一种利用毫米波监测降水的方法和系统。

背景技术

降水是指空气中的水汽冷凝并降落到地表的现象，对我们的生命起着重要的作用。从大气中降落的雨，雪，冰雹等，统称为降水，是气象观测中重要的要素。准确的降水测量对于气象、水文、地质、以及洪涝等自然灾害的监测与预警有着重要的意义。密集、实时、准确的降水以及水汽监测，对提高天气预报，气候分析，和气象服务的能力以及自然灾害及时预警都有十分重要的意义。

降水的主要形式是降雨。目前，降雨测量的主要方法是雨量计，天气雷达和气象卫星等。在过去的40年间，全球大约有20万个标准雨量计，安装在世界各地。但是在城市，山区等区域存在极为复杂的时空变化，雨量计站点分布不均匀，受费用和人工等限制，即使在城市等站点相对密集的地区，仍难以检测到降水的精细时空变化，而且对小雨和大雨的测量效果较差。天气雷达虽然可以估计大范围的降雨场分布，但是在高仰角条件下只能测量到部分降水体或云体，在低仰角下易受地物回波影响，因而在城市和山区的测量效果有限，测雨卫星只能自上而下测量云顶或穿透云顶，与降落到地表附近的实际降雨之间存在较大差别，难以根据回波反演准确的降水分布。由于天气雷达和测雨卫星受到测量远离和扫描方式的限制，所发射的电磁波信号往往难以与降落到地面附近的降水粒子进行完全作用，成为限制区域降水测量效果进一步提高的主要原因。

发明内容

(一)要解决的技术问题

针对背景技术中的问题，本公开提出了一种利用毫米波监测降水的方法，以解决上述高费用、地物影响回波信号以及覆盖范围小等问题。

(二)技术方案

本公开一方面提供了一种利用毫米波监测降水的方法，包括：通过第五代通信网络的毫米波回传链路和/或信号链路发射毫米波信号，通过第五代通信网络的毫米波回传链路和/或信号链路接收毫米波信号，计算毫米波信号在所述毫米波回传链路和/或信号链路中传输时产生的衰减，以及根据所述衰减反演得到降水状况。

可选地，上述第五代通信网络使用30GHz到300GHz频段的毫米波。

可选地，上述第五代通信网络建造的信号链路距离为100到200米。

可选地，上述毫米波回传链路和/或信号链路包括至少一个发射端和至少一个接收端。

可选地，上述计算毫米波信号在所述毫米波回传链路和/或信号链路中传输时产生的衰减包括计算接收端接收到的毫米波信号相对于发射端发射的毫米波信号所产生的衰减。

可选地，上述降水状况包括降雨强度和水汽密度。

可选地，上述根据衰减反演得到降雨强度通过下述公式获得：

A＝aR^b(dB/km)

其中，R是降雨强度，a和b是回归系数。

可选地，上述根据衰减反演得到水汽密度通过下述公式获得：

γ＝0.1820fN″(dB/km)

其中，N″＝N″(p，T，ρ，f)，ρ为水汽密度，p为大气压强，T为温度，f为毫米波频率。