dBZ
dBZ是一个与特定参数Z值来描述雷达反射率之比例的单位,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(雨、雪、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
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、雨、雪、霰以及冰雹等。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/m3 (μm3)。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。
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 | 雾 |
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
- ^ 雷達迴波圖. 中央气象局. [2016-08-03]. (原始内容存档于2016-07-19).
- ^ Weather Glossary: D's. NWS JetStream. [2014-02-21]. (原始内容存档于2012-08-05).
- ^ 3.0 3.1 M. K. Yau and R. R. Rogers. Short Course in Cloud Physics, Third Edition. Butterworth-Heinemann. 1989: 190. ISBN 0750632151.
- ^ NWS NEXRAD. [November 7, 2010]. (原始内容存档于2016-03-14).
- ^ 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).
- ^ 「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).