37ghz和94ghz的大气微波衰减比较分析

毫米波更接近云粒子的尺度,因此毫米波及短厘米波段雷达已被应用于云层的探测,美国与加拿大的云卫星计划(cloudsat)将要上3mm云雷达(cpr),如何与已在天上的trmm/pr结合,获得从薄云到浓厚云的垂直结构信息,是一个值得关注的课题。但是,毫米波云雷达探测,必须考虑的问题之一是大气衰减订正。主要比较分析了在37ghz和94ghz大气的衰减特性,目的是对星载94ghz云雷达进行大气的衰减订正。计算分析了在不同云、大气条件下37ghz和94ghz的大气衰减,得出如下结论:①大气气体的微波吸收在测云波段产生明显的衰减,其中水汽衰减效应变化很大;即将上天的空间94ghz测云雷达必须有水汽衰减订正方案。②37ghz和94ghz雷达测云,由于大气和云衰减不同和雷达反射率的很大差异,导致雷达回波信号强弱不同。③对云层较薄、含水量较少的云,在不计雷达参数的情况下,37ghz雷达回波信号不如94ghz测云雷达,也就是说94ghz对薄云有更强的探测能力;对云层较厚、含水量大的云,由于强衰减的作用,94ghz雷达回波信号小于37ghz雷达。④从大气衰减的不利因素方面考虑,空间94ghz雷达测高层薄云的效果最好;测低层薄云时需要考虑气体衰减订正;因浓厚云的强衰减作用,探测其中下部的能力大大减弱,不仅要进行衰减订正,而且要借助其它信息来反演整个云层的含水量垂直分布。⑤为了获得从极薄到极浓厚云的垂直分布探测能力,未来测云雷达系统最好采用双波长甚至三波长(如94、37和13ghz)。