为什么雷达的分贝标度不能用来确定降雪的强度?

Question

根据联邦航空局的规定航空天气服务咨询通告,

低于15 dBZ的值通常与云有关。然而，它们也可能是由大气颗粒物如灰尘、昆虫、花粉或其他现象引起的。这个尺度不能用来确定降雪强度。然而，降雪率通常随着反射率的增加而增加。

为什么不能用这个尺度来确定降雪的强度?

Answer 1

雪，不像雨，有洞和不同的折射特性。这使得雷达波束穿透和反射波束的方式不同于普通的扁圆形雨滴。

Answer 2

雷达测量的返回能量由所谓的“雷达方程”给出，该方程表示:

$ P_r = \压裂{CK_w ^ 2} {r ^ 2} \ sum_ {i = 1} ^ Nn_iD_i ^ 6美元

在这里美元加元“只是”一些天线特性和r美元是到雷达的距离。

K_w美元是介电常数，雨和雪的介电常数不同。对于雨来说，它大约是0.93。雪,K_w美元根据雪的类型，即湿雪或干雪，变化更大。所以说到雪，这是让事情变得复杂的第一件事。

第二，最后一项，即反射率因子美元Z = \ sum_ {i = 1} ^ Nn_iD_i ^ 6美元也会带来一些麻烦。

关于反射率因子和降水率之间的关系，有一个众所周知的经验公式，R美元，表示为:

Z = aR ^ b美元

在哪里一个美元而且b美元是由经验决定的常数。然而，这些并没有很好地确定。Fujiwara(1965)发现一个= 450美元而且b = 1.48美元层状雨和一个= 300美元而且b = 1.37美元下雨的阵雨。这些“常数”对于雪和存在的许多品种来说更不明确。

最后，我想说的是，虽然可以估计降雪的强度，但估计的不确定性比降雨的情况要大得多，可能使它实际上毫无用处。主要原因是介电常数和一个美元而且b美元在上式中。

为了好玩:把数字代入雷达方程，你可以看到729颗直径为1毫米的雨滴与1颗直径为3毫米的雨滴具有相同的反射率!

巴坦，l。J。大气的雷达观测第44-85页。芝加哥大学出版社，1973年。

藤原,M。单个风暴的雨滴大小分布．大气科学杂志，1965年。