[发明专利]强风条件下地面激光雨滴谱仪的数据质量控制方法

权利要求书

1.一种强风条件下地面激光雨滴谱仪的数据质量控制方法，其特征在于，根据当前采样时的水平风速风向对雨滴粒子的直径和下落末速度均进行修正，经修正的雨滴粒子直径和下落末速度计算得到优化的雨滴谱数据；包括如下步骤：

步骤一：获取一个采样时间段内的平均水平风速和风向；

步骤二：测得该采样时间段内的雨滴谱数据，计算一个直径的雨滴粒子的倾斜角；

步骤三：根据雨滴谱仪的激光束指向和风向的夹角，计算该采样时间段内雨滴粒子的偏转角；

步骤四：由仪器初始测量的雨滴粒子直径推导雨滴粒子在仪器水平激光束截面上的最大水平截距；

步骤五：根据雨滴粒子的倾斜角、偏转角、最大水平截距和雨滴轴比模型，修正雨滴粒子的直径；

步骤六：根据修正后雨滴粒子的直径、倾斜角、初始测得的下落末速度，计算所述雨滴粒子修正后的下落末速度；

步骤七：重复步骤二到步骤六，计算得到采样时间段内各雨滴粒子修正后的直径和下落末速度的分布，并剔除雨滴谱数据中因边缘效应和粒子溅射产生的异常值。

2.根据权利要求1所述的强风条件下地面激光雨滴谱仪的数据质量控制方法，其特征在于，所述雨滴粒子的倾斜角θ以如下公式表示：

其中：V_exp(D)＝9.65-10.3^-0.6D，D_par表示仪器初始测得的雨滴粒子直径，V_h表示当前采样时的平均水平风速。

3.根据权利要求2所述的强风条件下地面激光雨滴谱仪的数据质量控制方法，其特征在于，雨滴粒子在水平激光束截面上的最大水平截距(WHD)以如下公式表示：

WHD＝D_par.α_par(D_par)^-1/3；

其中，D_par表示初始测得的雨滴粒子的直径，α_par表示仪器默认的雨滴粒子的轴比关系。

4.根据权利要求3所述的强风条件下地面激光雨滴谱仪的数据质量控制方法，其特征在于，通过如下公式反演以修正雨滴粒子的直径：

其中，D_cor表示修正后的直径，WHD表示雨滴粒子在水平激光束截面上的最大水平截距，A表示粒子长轴，α_TB表示TB雨滴模型的轴比关系，θ表示雨滴粒子的倾斜角，表示雨滴粒子进入采样区的偏转入射角。

5.根据权利要求4所述的强风条件下地面激光雨滴谱仪的数据质量控制方法，其特征在于，反演出雨滴的修正后的下落末速度：

其中：其表示倾斜雨滴粒子的垂直高度，A表示粒子长轴，B表示雨滴粒子的短轴，V_cor表示修正后的下落末速度，V_par表示初始未经订正的下落末速度，h为激光束厚度。