云和降水中的微波衰减
|
[拼音]：yun he jiangshui zhong de weibo shuaijian [外文]：microwave attenuation in clouds and precipitation 微波在云、雨、大气中传播时，云、雨和大气对微波的吸收和散射所造成的微波能量的衰减。 微波在有云、雨的大气中传播时，其能量的衰减，是大气和云滴、雨滴对微波衰减作用的总和。由于微波波长比气体分子直径大得多，所以微波波段的大气散射可以略去不计（见大气散射）。大气对微波的衰减主要是大气的微波吸收所造成的。波长大于3厘米(频率小于10吉赫)的微波作短距离传播时，大气的衰减作用可以略去，但在长距离传播中必须考虑。云、雨对微波的衰减，主要是水滴对微波的散射和吸收共同作用的结果。 云、雨对微波的衰减系数是吸收系数和散射系数之和。在无降水的云层中，云滴半径rc比微波波长λ小得多，当2πrc/λ«1时，可用瑞利散射来处理电磁波和云滴的相互作用，此时，云层的衰减，以吸收作用为主，散射作用可略而不计。当雨滴半径r满足2πr/λ≥1时，则需用米散射处理电磁波和雨滴的相互作用，此时，散射作用不容忽视（见云和降水粒子的微波散射）。雨的散射系数比吸收系数小。散射系数与吸收系数的比值，随着雨的增强或波长变短而加大。根据计算，在波长为3.2厘米和雨强为2毫米/小时的条件下，散射系数与吸收系数的比值为0.05；若波长为0.8厘米和雨强为90毫米/小时，则为0.49。吸收系数和散射系数都随雨强的增强而加大，但散射系数增大的趋势比吸收系数较快。雨的衰减系数随波长增加而迅速减小，例如波长由1厘米增至3厘米时，衰减系数要小一个量级，波长超过10厘米的微波，雨的衰减作用就很小了（见图 
）。 微波衰减常用的单位为分贝／公里或公里-1（又称奈贝/公里）。若微波辐射能量为I0，经过1公里介质后辐射能量为 I，则介质的衰减为 |
分贝／公里或
公里-1（1分贝/公里＝0.23公里-1）。
