Отражаемость жидких осадков

Рассеянный и отраженный сигнал зависит от размера гидрометеоров, количество которых определяется интенсивностью дождя.

Радиус мороси от 0,025 мкм до 0,25 мкм и наиболее крупных капель 3-4 мм.

Среднее распределение капель дождя по размерам описывается следующим выражением:

,

где – параметр, зависящий от интенсивности дождя, – размер гидрометеора (капли дождя).

Если , то ; , то .

Мелкие капли осадков имеют сферическую форму, однако крупные капли дождя приобретают форму сплющенных эллипсоид.

Спектр капель дождя изменяется во времени и пространстве и зависит от типа облачности, из которой выпадают эти осадки. Интенсивность осадков определяется:

,

где - плотность вещества, из которого состоит гидрометеор, – скорость падения капель.

В результате микрофизических исследований распределения частиц осадков по размерам Маршалом и Пальмером была получена зависимость между и :

,

где и – эмпирические коэффициенты в зависимости от фазового состояния гидрометеора. Для жидких осадков , где [мм⁶/м³], а [мм/час].

Данное выражение дает наиболее точную оценку интенсивности осадков .

Связь между и :

, мм/час	0,1	1,0	10	100
, ДБZ	7	23	39	55
	-1,1	0,5	2,1	3,3

Для удельной ЭПР .

Отражаемость твердых осадков

На основании микрофизических измерений между и :

,

где [мм⁶/м³], а [мм/час].

Одноволновый метод радиометеорологического зондирования

Этот метод не позволяет определить ослабление электромагнитных волн на трассе и внутри метеообъекта.

В основу одноволнового метода положено уравнение дальности радиолокационного наблюдения метеообъектов. Это уравнение связывает между собой технические характеристики РЛС и характеристики метеорологических объектов, определяющие их отражающие свойства и возможную дальность обнаружения объектов.

Рассмотрим РЛС, который осуществляет прием потока излучения (мощность радиоэха от отдельной частицы ).

(1),

где - плотность потока мощности, падающей на гидрометеор, – плотность потока мощности, рассеянной от гидрометеора вблизи РЛС.

(2)

(3),

где - реальная площадь раскрыва антенны, – диаметр антенны.

(4)

Упрощения:

1) Ввиду малости телесного угла можно пренебречь зависимостью ЭПР от направления и заменить интегрирование умножением плотности потока на площадь раскрыва антенны .

2) Замена эффективной площади антенны геометрической площадью:

(5),

где - импульсная мощность передатчика, – коэффициент направленного действия.

(5) подставляем в (4):

(6)

Для получения мощности радиоэха от ансамбля гидрометеоров необходимо просуммировать информационные сигналы от всех частиц, расположенных в импульсном объеме:

(7),

где – ширина диаграммы направленности, - длительность посылаемых импульсов, - скорость распространения электромагнитных импульсов 3*10⁸ м/с.

Поток рассеянного излучения от импульсного объема и формируется суммарный сигнал за счет эффективной площади частиц:

(8)

Удельная эффективная площадь рассеяния: (9).