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1. 研究目的与意义及国内外研究现状

众所周知，云在气候变化、全球福射收支平衡及天气预报中起着重要的作用，是人工影响天气的重要对象。近年来发展起来的亳米波云雷达对非降水云和弱降水云的探测表现出很大的优势，能够穿透含水量较多的厚云层及含水量较少的卷云，具有探测小粒子、测速精度较高、空间分辨力较高的特点。

尽管国外许多国家已先后发展了云雷达，但目前我国正处于研制及发展阶段，其研究应用成果相对较少，利用云雷达来研究云的特性，面临许多问题。对毫米波测云雷达回波信号处理及其反演方法进行了理论探讨，可以使我们深刻认识雷达信号和云特性的关系，保证对回波的可靠性分析。通过研究各种天气过程中云系的发展变化，发现降水发生前、云发展的物理规律，以应用到天气预报中。同时，利用毫米波雷达识别出过冷水对人工影响天气及飞机预防积冰，以及利用毫米波雷达从混合相云中识别出过冷水存在区域及含量，对人工影响天气及预防飞机积冰具有重大的意义，对我国毫米波雷达的数据处理也具有借鉴意义。

国内外研究现状

自从80年代以来，国内外许多学者对雷达的探测能力及回波信号和云特性的关系进行了大量分析。通过分析毫米波雷达回波信号，可以测定云的宏观结构及云滴谱分布、云层湍流结构变化、有效粒子半径大小、冰云的冰水含量、冰云一水云识别等云的微物理特性， Kollias et al. (1999, 2003, 2000)利用94GHz云雷达研究了对流云中垂直空气运动和雨滴分布以及对流性降水的云微物理结构，并在迈阿密弗罗里达州利用垂直指向测高较低的云雷达观察并测量了Irene咫风中群雨滴的衰减值，研究了大陆性层积云湍流结构。近年来有大量的文献对CloudSat94GHz雷达测量数据进行了研究。Kollias et al.(2007a)分析了机载94 GHz雷达对降水的观测;OConnor et a1.(2004)发展了联合94 GHz多普勒雷达和后向散射激光雷达研究层积云底部毛毛雨的微物理特征的方法;仲凌志等(2010)研究了星载毫米波测云雷达在研究冰雪天气形成的云物理机制方面的应用潜力。 (Lhermitte, 1990)o Kollias et a1.(2005)基于各种融化层粒子模型模拟分析了94GHz融化层，Sassen et a1.(2007)对C1oudSat94GHz雷达的融化层亮带进行了分析。云雷达在雨强比较弱的情况下常常能探测到在融化层上方存在一个清晰的反射率极小值区，雨强大于约10 mm/hr时就彻底消失(Lhermitte, 1988a)，而厘米波雷达和35 GHz雷达从未探测到。Heymsfield et a1.(2008)分析了C1oudSat 94 GHz雷达回波暗带的成因，黄毅梅和周毓荃(2012)利用WACR(TheW-band Atmospheric Radiation Measurement Program CloudRadar)对安徽寿县一次冷锋云系的云结构进行了分析。

2. 研究的基本内容

1. 简要介绍国内外毫米波雷达的发展概况，介绍云的散射特性、毫米波雷达在云物理研究方面的应用，对论文研究方法和内容进行概述。
2. 从回波数据预处理、回波强度衰减订正、对毫米波测云雷达回波信号处理进行研究。利用DDA算法模拟计算六角形冰晶等不同情况下的后向散射特性，考虑入射波偏振状态、入射角及粒子取向和形状的情况下，分析了不同情况下的后向散射和衰减的差别，不同情况下回波信号的处理方法等问题。
3. 研究云雷达反演的方法。根据当前云内微物理参数的研究进展，在分别假设云滴谱符合伽马分布和对数正态分布形式的基础上，参考国外单雷达反演技术，利用地基毫米波雷达研究了云内液态水、冰水含量和云内粒子相态，并且结合一些试验资料，给出了初步反演结果。

3. 实施方案、进度安排及预期效果

实施方案：主要通过去图书馆查阅相关文献和在网上查询相关资料理解和掌握毫米波云雷达工作原理，条件允许的情况下去实地进行调研学习，重点对毫米波云类的回波信号的处理以及反演方法进行研究、归纳和梳理，并提出自己的想法，最后根据资料完成论文。

进度：

4. 参考文献

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