利用中立VHF雷達對大氣及降水回波特性之研究

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陳春溢(Shun-Yi Cheng ) 查詢紙本館藏

畢業系所

太空科學研究所

論文名稱

利用中立VHF雷達對大氣及降水回波特性之研究

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摘要(中)

鑑於降水粒子對電波衰減的的重要性，降水粒子的研究已成為一研究的重點。本次觀測的降水事件為2000年7月9日颱風過境時所伴隨之對流降水系統，本次的降水研究是利用52MHz中壢特高頻雷達，協同19.5GHz地面微波輻射儀（Radiometer），光學雨量計(Optical Rain Gauge)，及雨滴譜儀(Distrometer)，對颱風過境所造成的降水環境來進行聯合觀測，觀測地點在中壢大學VHF雷達站，天線波束方向皆為垂直方向觀測。由結果得知降水粒子粒徑越大或其分佈量越多，即反射因子Z越大時，此天氣型態會有較大的大氣衰減量(Attenuation)。而在颱風對流降水環境下，降水粒子粒徑大小及其分佈會受到亂流(Turbulence)影響，進而影響回波參數。故進一步利用VHF雷達及雨滴譜儀資料，探討參數No；發現No確實非如同層狀降水系統時為一常數，且其值似乎與降雨率及降雨量有正相關性。在粒徑大小D方面，使用Chu et al. (1999)所提出之，利用降水回波功率P，與降水終端速度Vt，做Vt =αPβ湊配(fit)進而估算V(D) = ADB之方法，經實驗結果可驗證之。其中發現Chu et al. (1999)所提出之α、β之經驗關係式，亦可利用理論推導驗證之。由觀測資料亦發現大氣垂值風速亦是影響B值的因子之一。

摘要(英)

Researches on the characteristics of hydrometeor become more and more important because of the susceptibility of the communication signal at frequency higher than UHF band to the precipitation particles . In this thesis, we analyzed the precipitation system on July 9th, 2000 during a Typhoon passing through Taiwan. We observed the rain event by using VHF Radar Station located on the campus of NCU at 52MH , The ground-based 19.5GHz Radiometer, Optical Rain Gauge, and Distrometer were also employed to investigate the behavior of this precipitation event.
The results show that the brightness temperature would be stronger when the raindrop size is bigger or the distribution of raindrop in space is wider (namely the reflection factor Z is larger) . In addition to the analysis of precipitation data measured by radiometer and disdrometer, precipitation echoes detected by VHF radar are also investigated . It is found that the parameter No in the expression of raindrop distribution N(D)=Noexp(-DD) isn’t a constant and the correlation between No, rain rate and rain accumulation is positive.
An empirical model describing the relation between terminal of velocity of raindrop and VHF backscatter Vt=αPβ proposed by Chu et al. (1999) is also investigated in this thesis. With the help of a and b, the coefficients of A and B in V(D)=ADB, where V(D) is terminal velocity of raindrop at radius of D.. The experiment results show that the regression coefficients of the model proposed by Chu et al. (1999) could be obtained analytically. We also found that the velocity of vertical wind field would affect the coefficient B.

關鍵字(中)

★ 中壢特高頻雷達
★ 大氣衰減
★ 降水

關鍵字(英)

論文目次

第一章、前言…………………………………………………1
第二章、理論介紹……………………………………………4
2-1 大氣折射指數…………………………………………..4
2-2. 大氣回波機制……………………………………….….6
2-3 降水回波機制…………………….….…………………9
2-4 降水粒子終端速度與回波功率的關係….……………11
2-5 輻射衰減量理論 …………………………………..….18
第三章、儀器簡介與資料取得……………………………..21
3-1 儀器簡介……………………………………………..21
3-1-1 中壢VHF雷達特性與運作流程…………….………21
3-1-2 19.5GHz 微波輻射儀………………………………...23
3-1-3 光學雨量計…………………………………………...24
3-1-4 雨滴譜儀(Distrometer)………………………………..24
3-2 觀測資料的取得………………………………………...26
3-2-1 參數設定………………………………………….…..26
3-2-2 資料處理流程…..……………………………………27
第四章、資料分析結果與討論……..………………………29
4-1 降水回波與板橋探空資料的比較…………….……...29
4-2 大氣衰減量A與降水回波功率P及降雨率RR
之關係………………………………………………….29
4-3 地面降水環境下的反射因子Z與雷達降水回
波P之關係…………….……………………………31
4-4 對參數No之探討………………………………….…33
4-5 影響B值的大氣因子之探討………………………...34
4-6 參數ξ值之探討……………………………...………36
4-7 不同降水系統之A、B值之比較……………………37
第五章結論與展望………………………………………39
5-1 結論…………………………………………………..39
5-2 展望…………………………………………………..41
參考文獻…………………………………………………...42

參考文獻

Atlas,D., R.C.Srivastava, and R.S.Sekhon, Doppler radar characteristic of percipitation at vertical incidence, Rev. Geophys., 11, 1-35, 1973.
Battan,L.J., Radar observations of the atmosphere, pp324, University of Chicago Press, Chicago, III, 1973.
Chilson,P.B., C.W.Ulbrich, and M.F.Larsen, Observation of a tropical thunderstorm using a vertically pointing, dual-frequency, collinear beam doppler radar, J. Atmos. Oceanic Technol., 10, 663-673, 1993.
Chu,Y.H., T.S.Hsu, L.H.chen, J.K.Chao, C.H,Liu, and J.Rottger, A study of the characteristics of VHF radar echo power in the Taiwan area, Radio Science, 25, 527-538, 1990.
Chu,Y.H., and L.P.Chian, The investigation of the atmospheric precipitations by using Chung-Li VHF Radar, Radio Sci., 26, 717-729, 1991.
Chu,Y.H., and C.H.Lin, The severe depletion of turbulent echo power in association with precipitation observed by using Chung-Li VHF Radar, Radio Science, 29, 1311-1320, 1994.
Chu,Y.H., T.Y.Chen, T.H.Lin, An examination of the wind-driven on the drift of precipitation particles using the Chung-Li VHF Radar, Radio Science, 32, 957-966, 1997.
Chu,Y.H., and J.S.Song, The observation of precipitation associated with cold front using VHF wind profiler and ground-based optical raingauge, Journal of geophysical research, 103, 11401-11409, 1998.
Chu,Y.H., S.P.Shih, C.L.Su, K.L.Lee, T.H.Lin, and W.C.Liang, A study on the relation between terminal velocity and VHF backscatter from precipitation particles using the Chung-Li VHF Radar . J.Appl.Meteor., 38, 1720-1728, 1999.
Chu,Y.H. and C.L.Su, Range resolution dependence of VHF Radar returns from clear-air turbulence and precipitation , Journal of Atmospheric and Solor-Terrestrial Physics, 61, 645-662, 1999.
Chu,Y.H., and S.P.Shih, An investigation of 19.5GHz sky noise temperature over Taiwan area, Terrastrial,Atmospheric and Oceanic Sciences TAO., 10, 821-834, 1999.
Fukao, S.K.Lakasugi, T.Sato, S.Morimoto, T.Tsuda, I.Hirota, I.Ximura, and S.Kato, Simultaneous observation of precipitation atmosphere by VHF and C/Ku band Radars, Radio Sci., 20, 622-630, 1985.
Gage,K.S., and B.B.Balsley, On the scattering and reflection mechanisms contributing to clear-air radar echoes from the troposphere, stratosphere, and mesosphere, Radio Science, 15, 243-257, 1980.
Gage,K.S., W.L.Ecklund, and B.B.Balsley, A modified Fresnel scattering model for the parameterization of Fresnel returns, Radio Science, 20, 1493-1501, 1985.
Gunn,R. and G.D.Kinzer, The terminal velocity of fall for water droplets in stagnant air, J.Meteor, 6, 243-248, 1949.
Larsen,M.F., and J.Rottger, Observation of thunderstorm reflectivities and doppler velocities measured at VHF and UHF,J. Atmos. Oceanic Technol., 4, 151-159, 1987.
Ottersten,H., Radar backscattering from the turbulent clear atmosphere, Radio Sci., 4, 1251-1255, 1969.
Spilhaus,A.F., Raindrop size, shape, and falling speed. J. Meteor., 5, 108-110, 1948.
Tatarskii,V.I., Wave propagation in a turbulent media, pp285., McGraw-Hill, New York, 1961.
Wait,J.R., Electromagnetic waves in stratified media, Pergamon Press, New York ,pp305., 1962.
Yeh,K.C., and C.H.Liu, Theory of ionosphere waves, Academic Press, New York, pp464., 1974.
Wakasugi, K., A.Mizutani, M.Masaru, S.Fukao, and S.Kato, A direct method for deriving drop-size distribution and vertical air velocities from VHF doppler radar spectra, J. Atmos. Oceanic Technol., 3, 623-629, 1986.
小倉義光，張泉湧譯，普通氣象學， pp332，國立編譯館，1995。
朱延祥，剖風儀觀測原理與應用，pp74。
戚啟勳, 1993: 大氣科學, 大中國圖書公司.
氣象天文常識， pp124，交通部中央氣象局，1997。
宋俊賢，利用中壢特高頻雷達對鋒面降水進行觀測與研究，碩士論文，國立中央大學，1994。

梁威中，以中壢VHF雷達對鋒面降水進行觀測與研究，碩士論文，國立中央大學，1995。

李贛麟，以中壢VHF雷達對颱風降水進行觀測與研究，碩士論文，國立中央大學，1995。

林澤宏，利用中壢VHF雷達對背景大氣與降水顆粒交互作用之研究，碩士論文，國立中央大學，1996。

蘇清論，以中壢VHF雷達對鋒面降水環境下大氣回波與降水粒子分布之特性研究，碩士論文，國立中央大學，1996。

吳俊穎，利用中壢特高頻雷達檢驗降水粒子凍結效應之研究，碩士論文，國立中央大學，1997。

吳鎮仲，利用中壢特高頻雷達對颱風降水粒子終端速度與粒徑大小的關係，碩士論文，國立中央大學，1999。

陳孟遠，利用中壢特高頻雷達研究對流降水系統雨滴粒徑與速度之關係，碩士論文，國立中央大學，2000。

指導教授

朱延祥(Yen-Hsyang Chu)

審核日期

2001-7-5

推文