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从风廓线雷达的谱宽数据出发,扣除非湍流对谱宽加宽的贡献项,得到湍流谱宽的信息,寻找湍流谱宽与湍流耗散率的关系后即可计算出湍流耗散率。然后对合肥地区对流层晴空湍流耗散率的统计特征进行研究。主要研究成果如下:
1)分析了风廓线雷达五个波束的谱宽数据,得出结论:湍流谱宽值在0.5 m2·s-2之以内:倾斜波束的谱宽值比垂直波束的谱宽值更可靠；利用倾斜波束提取的谱宽计算得到的湍流耗散率的量级在10-6m2s-3到10-2m2s-3之间,结果同理论符合；湍流耗散率的数值随着高度的增加而减小,该特征与利用探空结果得到的湍流耗散率的模式符合的很好,证明该方法切实可靠。
2)对合肥地区对流层晴空湍流耗散率的统计特征进行了分析。得出结论:3km以下,晴空湍流耗散率具有明显的日变化特征,中午逐渐增大,在夜间和清晨偏小,并且随着高度增加,日变化规律随时间向后延迟；3km以上则不具有明显的日变化规律。耗散率的季节变化很突出,不同季节耗散率随高度递减的程度有差异,07年和08年夏季耗散率随高度的递减率为5％和5.67％；冬季耗散率随高度递减率为12.27％和14.7％；秋季分别为9.43％和12.5％；08年和09年春季递减率为11.1％和11.5％；统计误差在10％左右。耗散率的变化可以反映雷达的探测高度,夏季雷达探测高度可达12km；冬季雷达探测高度很低,仅为7km；春秋两季探测高度大约为8-10km。08年湍流耗散率随高度的年平均递减率为10.1％;在3.5km高度处,冬季出现局部极大值。
3)对强对流天气爆发前不同时间段内湍流耗散率平均值的对比中不难发现,在强对流天气爆发前,湍流耗散率都有增大的趋势,增大的幅度可达1个数量级,这表明了在强对流天气爆发前有非常剧烈的湍流活动,这对强对流天气的短时预报提供了新的研究途径。
4)利用风廓线雷达SNR数据可以计算出折射率结构常数C2n,结果与探空具有可比性,初步证明该方法可行。