基于合成孔徑雷達(dá)的海洋降雨研究.pdf

1、隨著合成孔徑雷達(dá)(SAR)的發(fā)展和其在海洋大氣邊界層研究應(yīng)用的深入開展，SAR以其全天時、全天候、大覆蓋范圍、高分辨率等優(yōu)勢成為監(jiān)測降雨等海洋大氣現(xiàn)象的有力工具，并且在與降雨有關(guān)的極端災(zāi)害天氣預(yù)警和跟蹤等方面也發(fā)揮著越來越有效的作用。同時，降雨也嚴(yán)重干擾了各類遙感數(shù)據(jù)的正確解譯，利用SAR進(jìn)行海洋降雨研究的需求越來越強(qiáng)烈。本文從海面后向散射理論出發(fā)，研究了海洋降雨在SAR圖像中的成像機(jī)理，探索了SAR用于海洋降雨測量的潛力，并給出了利用

2、SAR分析海洋降雨天氣系統(tǒng)的一般方法。本文研究的主要內(nèi)容和成果如下： 1.研究了海面后向散射理論和降雨與大氣、海面的相互作用原理，對SAR成像雨團(tuán)的有效歸一化雷達(dá)截面積(ENRCS)進(jìn)行了仿真，并對仿真結(jié)果進(jìn)行了較為詳盡的闡釋。仿真結(jié)果驗證了海洋雨團(tuán)在SAR圖像中的成像機(jī)理，有助于正確解譯SAR圖像中的海洋降雨特征，并對降雨率的定量反演奠定了基礎(chǔ)。 2.深入討論了SAR用于降雨測量的后向散射方法及其局限性，并基于對雨層高

3、度、雨點擾動速度等關(guān)鍵參數(shù)的合理假設(shè)，計算了側(cè)視雷達(dá)在不同風(fēng)速、入射角、波段時的信雜比(SCR)曲線。計算結(jié)果得出了非垂直觀測時C、X波段SAR能檢測的最小降雨率，表明了SAR具備測量海洋降雨的能力，但測量精度有限。 3.總結(jié)出了利用SAR圖像來分析海洋降雨天氣系統(tǒng)的一般思路，并按照此思路，結(jié)合了可用的近同步的多傳感器數(shù)據(jù)分析了一些典型的包含雨團(tuán)特征的SAR圖像實例，如一般雷暴、多單體雷暴、颮線和鋒面等。分析揭示了雷暴、強(qiáng)降雨等