[发明专利]粒子谱分布的确定方法、装置、存储介质及程序产品

说明书

本申请提供一种粒子谱分布的确定方法、装置、存储介质及程序产品。该方法包括：根据雷达在第一高度的第一功率谱分布，以及在第一高度之上相邻的第二高度的第二功率谱分布，确定第一功率谱分布和第二功率谱分布的多普勒速度差异和粒子下落速度差异；第一功率谱分布与大气垂直运动无关；根据多普勒速度差异和粒子下落速度差异确定第二高度上的大气垂直运动；根据第二功率谱分布和第二高度的大气垂直运动，确定第二高度的粒子谱分布。从而，提高了反演云中降水粒子谱分布的准确性。

技术领域

本申请涉及大气主动遥感探测技术，尤其涉及一种粒子谱分布的确定方法、装置、存储介质及程序产品。

背景技术

利用雷达的探测数据准确获取降水云中的粒子谱分布，对于了解云中降水微物理过程以及对大气状态的正确模拟至关重要。

雷达探测得到的功率谱分布中，包括了大气湍流和粒子运动两种信息，为了准确获取粒子谱分布，通常需要采用两种不同频段的雷达进行联合反演，例如，采用降水频段雷达和短波长雷达联合反演。

这种降水频段雷达和短波长雷达联合反演的方法需要有足够大的雨滴以产生显著的米氏散射特征，但强降水又会引起较大的电磁衰减，导致短波长雷达探测能力较差，因此准确性较低。

发明内容

本申请提供一种粒子谱分布的确定方法、装置、存储介质及程序产品，提高了粒子谱分布的准确性。

第一方面，本申请提供一种降水云中的粒子谱分布确定方法，包括：

步骤A：根据雷达在第一高度的第一功率谱分布，以及在所述第一高度之上相邻的第二高度的第二功率谱分布，确定所述第一功率谱分布和所述第二功率谱分布的多普勒速度差异和粒子下落速度差异；所述第一功率谱分布与大气垂直运动无关；

步骤B：根据所述多普勒速度差异和所述粒子下落速度差异确定所述第二高度上的大气垂直运动；

步骤C：根据所述第二功率谱分布和所述第二高度的大气垂直运动，确定所述第二高度的粒子谱分布，并将所述第二高度作为新的第一高度，将所述第二高度的粒子谱分布作为新的第一高度的第一功率谱分布，重复执行步骤A-步骤C，直至确定出预设高度的粒子谱分布。

在一种实施方式中，所述确定所述第一功率谱分布和所述第二功率谱分布中的多普勒速度差异和粒子下落速度差异，包括：

根据所述第一功率谱分布、所述第二功率谱分布，使用代价函数确定所述普勒速度差异；

根据所述第一功率谱分布和所述第二功率谱分布确定所述第一高度和所述第二高度之间的众数粒径差异；

根据所述众数粒径差异确定所述粒子下落速度差异。

在一种实施方式中，所述代价函数是所述第一功率谱分布、所述第二功率谱分布和多普勒速度差异的函数；

所述根据所述第一功率谱分布、所述第二功率谱分布，使用代价函数确定所述多普勒速度差异，包括：

根据所述第一功率谱分布、所述第二功率谱分布，将使所述代价函数最小时的多普勒速度差异，确定为所述多普勒速度差异。

在一种实施方式中，所述根据所述第一功率谱分布和所述第二功率谱分布确定所述第一高度和所述第二高度之间的众数粒径差异，包括：

根据所述第一功率谱分布确定第一回波强度，以及所述第一高度上众数粒径对回波强度的影响量和影响占比，并根据所述第二功率谱分布确定第二回波强度；

将所述第一高度上众数粒径对回波强度的影响占比确定为所述第二高度上众数粒径对回波强度的影响占比，并根据所述第二回波强度和所述第二高度上众数粒径对回波强度的影响占比，确定所述第二高度上众数粒径对回波强度的影响量；