5、水凝物特性与电磁波散射相关知识解析

水凝物特性与电磁波散射相关知识解析

水凝物特性分析

水凝物的雷达测量特征

雷达测量水凝物时，从云顶到融化层，雷达反射率会增加。这是因为冰晶通过凝华增长变大，进一步通过聚合增长，并且在融化过程中介电常数增大。差分反射率和同极化相关系数具有不同特征，表明它们包含不同的信息。除了融化层，在温度约为 -10°C 的层中，差分反射率（ZDR）有强烈增强，这是因为该层凝华增长占主导，可产生高密度的板状或柱状冰晶。与 ZDR 增强相对应，同极化相关系数（ρhv）会降低，这可能是由于冰晶的随机取向导致的。

雨滴谱分布模型拟合程序

马歇尔 - 帕尔默（M - P）分布

指数雨滴谱分布（DSD）的 n 阶矩为：
[
\int_{0}^{\infty} D^{n} N(D) dD = M_{n} = \frac{N_{0} \Gamma(n + 1)}{\Lambda^{n + 1}}
]
因为 (N_{0}) 是已知的固定参数，所以唯一的未知参数 (\Lambda) 可以从 DSD 数据估计的任何矩中确定：
[
\Lambda = \frac{\Gamma(n + 1)}{N_{0}^{\frac{1}{n + 1}} M_{n}^{\frac{1}{n + 1}}}
]

指数分布

对于指数分布，DSD 参数 (N_{0}) 和 (\Lambda) 可以从任意两个矩 ((M_{n}, M_{m})) 确定：
[
\Lambda = \frac{\Gamma(m + 1)}{\Gamma(n + 1)} \left(\