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申请/专利权人：北京城市气象研究院

摘要：本发明公开了一种天气雷达定量降雪的估测方法，先建立不同降雪粒子类型的散射截面数据库；利用地面雨滴谱仪收集粒子谱数据，计算采样时间段内的降雪率和等效雷达反射率，拟合出每种粒子类型的Ze‑S关系Ze＝aSb；使用雨滴谱仪和雷达同步观测，将雷达观测的反射率和雨滴谱仪的等效雷达反射率对比，确定该采样时间内的降雪粒子类型；根据所确定的降雪粒子类型，使用对应的Ze‑S关系来估算地面降雪率。本发明考虑了降雪过程粒子谱和雪花类型的变化，根据雪花类型建立不同粒子类型的Ze‑S关系，再根据所确定的降雪粒子类型选择对应的Ze‑S关系进行估测，所得到的地面降雪率结果更为精准和可靠，进一步提高对降雪天气的监测预报的准确性。

主权项：1.一种天气雷达定量降雪的估测方法，其特征在于：包括以下估测步骤：S1，建立不同降雪粒子类型的散射截面数据库；S2，利用地面雨滴谱仪收集粒子谱数据，计算采样时间段内的降雪率和等效雷达反射率，拟合出每种粒子类型的Ze-S关系；S3，使用雨滴谱仪和雷达同步观测，将雷达观测的反射率和雨滴谱仪的等效雷达反射率对比，确定该采样时间内的降雪粒子类型；S4，根据所确定的降雪粒子类型，使用对应的Ze-S关系来估算地面降雪率；其中，步骤S1中，基于降雪粒子类型，构建不同降雪粒子的几何特征模型，确定好降雪粒子的几何特征模型之后，使用DDSCAT7.3软件计算出各个降雪粒子的后向散射截面σ，得到一个包含多种类型的散射数据库；降雪率S、雷达等效反射率因子Ze的计算过程如下式所示： 式1 式2其中，λ为雷达波长，单位mm；|Kw|2为水的介电因子，取值0.92；σ是步骤S1中的粒子的后向散射截面，单位为m2；ND为雨滴谱仪测量的PSD，单位为mm3m-1，vD为雨滴谱仪测量的粒子下落速度，单位ms-1，Dmin和Dmax分别为粒子最小直径和最大直径，单位mm；mD为粒子的质量，单位g；步骤S3中，降雪粒子类型识别过程为：将步骤S2中得到的雨滴谱仪的等效反射率因子Ze与同时段内雷达观测的位于雨滴谱仪上方最近位置处的反射率因子对比，其中，雨滴谱仪的等效反射率因子Ze记作Ze,disd，雷达观测的反射率因子记作Ze,radar，求出Ze,disd与Ze,radar之间的均方根误差RMSE： 式3其中，N为该时间段内雨滴谱仪计算出的雷达反射率Vs.雷达的反射率的总数据对个数；通过比较每种降雪粒子类型的RMSE值，RMSE值最小的粒子类型代表该降雪时段内的主导粒子类型，从而确定出降雪粒子类型。

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