Восстановление интенсивности жидких осадков с помощью многочастотного активно-пассивного зондирования

Abstract

Рассматривается метод восстановления интенсивности жидких осадков с помощью активно-пассивного зондирования на основе двухчастотного радара и радиометра. Получены выражения для активно-пассивного зондирования дождей в виде системы трех интегральных уравнений. Предложен алгоритм решения обратной задачи численными методами, основанный на использовании базы данных принятых мощностей двухчастотного радара и радиояркостной температуры радиометра, рассчитанной путем решения прямой задачи активно-пассивного зондирования для различных значений параметров распределения капель по размерам. Проведено численное моделирование активно-пассивного зондирования жидких осадков в диапазоне интенсивности до 30 мм/ч и для длин волн радара 8,2 мм и 3,2 см и 3,4 см для радиометра. Показано, что предложенный алгоритм позволяет восстанавливать интенсивность дождя с погрешностью не более 10 %.

Розглядається метод відновлення інтенсивності рідких опадів за допомогою активно-пасивного зондування на основі двочастотного радара й радіометра. Отримано вирази для активно-пасивного зондування дощів у вигляді системи трьох інтегральних рівнянь. Запропоновано алгоритм розв’язання оберненої задачі числовими методами, заснований на використанні бази даних прийнятих потужностей двочастотного радара і радіояскравісної температури радіометра, розрахованих через розв’язання прямої задачі активно-пасивного зондування для різних значень параметрів розподілу крапель за розмірами. Проведено числове моделювання активно-пасивного зондування рідких опадів в діапазоні інтенсивності до 30 мм/год і для довжин хвиль радара 8,2 мм і 3,2 см та 3,4 см для радіометра. Показано, що запропонований алгоритм дозволяє відновлювати інтенсивність дощу з похибкою не більше 10 %.

The method of retrieving the intensity of liquid precipitation by active-passive sensing based on double frequency radar and radiometer is considered. The expressions for activepassive sensing of rains are obtained in the form of system of three integral equations. The algorithm for solution of inverse problem by numerical methods is proposed, which is based on the database of received powers of double frequency radar and radiometer brightness temperature calculated by solving the direct problem of activepassive sensing for different values of drop size distribution parameters. Numerical simulation of active-passive remote sensing of liquid precipitation at the range of intensity up to 30 mm/h and radar wavelengths 8.2 mm and 3.2 cm, and 3.4 cm for radiometer has been carried out. It was shown that the proposed algorithm can retrieve the rain intensity with error not more than 10 %.