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dBZ

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一个雷达回波图像。其将雷达回波值以dBZ为单位绘制,图片以不同色彩表示不同的dBZ量值

dBZ是一个与特定参数Z值来描述雷达反射率比例单位,与分贝类似,为对数无量纲量,主要用于描述雷达回波的强度,尤其是气象雷达用于度量大气中特定区域的降水粒子(冰雹等)的多寡[1],一般为比较反射自远方物体(在每立方米中的mm6量)的雷达讯号之等效反射率与直径1毫米雨滴的反射量[2]。由于单位体积的降水粒子数量与降水粒子直径的六次方成比例,因此可以用来估计雨、雪、冰雹等的降水强度[3]。以其他的变数来分析雷达回波的讯号则可以确定降水的类型。

原理

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云层的雷达反射率Z)仰赖于反射物(降水粒子)的数量(N)及其大小(D),其包括了云滴以及冰雹等。可由下面积分式子表示[3]

如雨滴的半径约在1毫米的尺度,则Z的单位十分特别mm6/m3μm3)。将Z与1毫米的雨滴在一立方米的范围中的等量回波值(Z0)相除,会得到其比值,但由于极小的雨滴如云滴和极大的冰雹或冰晶差异悬殊,因此再将值加以取对数,即得到无量纲量dBZ:

dBZ值也可以借由马歇尔-帕尔默公式(英语:Marshall-Palmer formula)换算为时雨量[4]

当dBZ值小于零时表示虽有凝结形成降水粒子,但是几乎不降水;20以下为起雾状态,超过二十就是感受得到的小雨,如毛毛雨,30以下都是小雨,45以上为暴雨或雷雨等级[5]。若是降冰雹,则其值会在55dBZ以上。

NOAA雷达回波图的图例,单位dBZ
dBZ和瞬时雨量的换算
dBZ 时雨量 (mm/h) 时雨量 (in/hr) 强度
0 0.036 < 0.01 难以察觉
5 0.07
10 0.15 < 0.01 薄雾
15 0.32 0.01
20 0.65 0.02 毛毛雨
25 1.33 0.05 小雨
30 2.73 0.10 小到中雨
35 5.62 0.22 中雨
40 11.53 0.45 中雨
45 23.68 0.92 中到大雨
50 48.62 1.8963 大雨[6]
55 99.85 3.89 暴雨/小冰雹
60 205.05 7.9975 大暴雨/中等冰雹
65 421.07 15.6 特大暴雨/大冰雹

参考文献

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  1. ^ 雷達迴波圖. 中央气象局. [2016-08-03]. (原始内容存档于2016-07-19). 
  2. ^ Weather Glossary: D's. NWS JetStream. [2014-02-21]. (原始内容存档于2012-08-05). 
  3. ^ 3.0 3.1 M. K. Yau and R. R. Rogers. Short Course in Cloud Physics, Third Edition. Butterworth-Heinemann. 1989: 190. ISBN 0750632151. 
  4. ^ NWS NEXRAD. [November 7, 2010]. (原始内容存档于2016-03-14). 
  5. ^ 桃園機場都卜勒氣象雷達性能與應用 (PDF). 飞航安全电子协会. [2016-08-03]. (原始内容 (PDF)存档于2016-08-16). 
  6. ^ 「大雨」及「豪雨」定義. 交通部中央气象局. 2015-09-01 [2019-05-09]. (原始内容存档于2019-06-26).