本書從云和降水物理學和微波雷達探測原理出發，系統地介紹當代星載微波降水和云雷達的技術與特點，包括熱帶降雨測量衛星上在軌工作近20年的單頻降水雷達（TRMMPR）、2014年發射的全球降水測量衛星上雙頻降水雷達（GPMDPR）、2006年發射的云衛星上單頻云廓線雷達（CloudSatCPR）、即將發射的歐洲地球監測云衛星上的雙頻多普勒云雷達（EearthCARECPR），以及我國正在研發的風云氣象衛星上的雙頻降水雷達。書中給出星載降水和云雷達各級產品生成的步驟和主要算法，讀者可以了解不同產品的應用方向。最后，對星載降水和云雷達的技術與應用進行了展望。
目錄
叢書序前言
第1章 概論 1
1.1 引言 1
1.2 云的介紹 2
1.3 降水云的結構與特征 3
1.4 空間主動微波遙感云和降水的歷史 5
第2章 微波主動遙感原理 8
2.1 微波的大氣吸收 8
2.2 云和降水粒子的散射 9
2.3 雷達工作原理與系統組成 11
2.4 氣象雷達方程 14
第3章 星載降水雷達 TRMM PR 17
3.1 引言 17
3.2 TRMM PR的組成與技術性能 19
3.3 TRMM PR工作方式 21
3.4 TRMM PR數據產品和反演算法 23
3.5 TRMM PR地面驗證 27
3.6 結語 30
第4章 星載雙頻降水雷達 GPM DPR 32
4.1 引言 32
4.2 GPM DPR組成與技術性能 35
4.3 GPM DPR工作方式 37
4.4 GPM DPR降水反演算法 39
4.5 GPM DPR地面驗證 47
4.6 結語 48
第5章中國星載降水測量雷達 50
5.1 引言 50
5.2 衛星設計 51
5.2.1 應用需求與任務目標 51
5.2.2 中國降水特征 52
5.2.3 FY-3 RM載荷配置 55
5.2.4 軌道設計 58
5.3 雷達科學應用指標設計 60
5.3.1 工作頻段 61
5.3.2 距離分辨率 63
5.3.3 水平分辨率與衛星高度 64
5.3.4 掃描角度 67
5.3.5 觀測高度范圍 68
5.3.6 天線旁瓣電平 68
5.3.7 測量精度 75
5.3.8 波束匹配精度 76
5.3.9 測量動態范圍 76
5.3.10降水探測性能小結 77
5.4 雷達系統設計 78
5.4.1 天線設計 78
5.4.2 發射功率與獨立樣本 80
5.4.3 脈沖時序設計 81
5.4.4 系統技術特點小結 83
第6章 星載毫米波雷達測云 85
6.1 引言 85
6.2 CloudSat云廓線雷達 CPR 86
6.3 EarthCARE云廓線雷達 CPR 102
第7 章星載降水雷達數據處理 108
7.1 外定標與定標數據處理 108
7.1.1 外定標的目的與方法 108
7.1.2 外定標數據處理 112
7.2.1 級數據處理 113
7.2.1 定位處理 113
7.2.2 接收功率與等效反射率因子計算 116
7.2.3 輔助數據處理 117
7.2.4 地表雷達后向散射截面計算與統計 118
7.3 2級數據處理 121
7.3.1 降水反演基礎 122
7.3.2 降水分類方法 127
7.3.3 單頻降水反演方法 128
7.3.4 雙頻降水反演方法 133
7.4 融合產品數據處理 137
7.4.1 主被動微波聯合降水反演方法 138
7.4.2 時空統計降水產品處理 141
7.5 數據處理產品的地面驗證 141
7.5.1 驗證的內容 142
7.5.2 驗證設備的要求 143
7.5.3 驗證方法 145
第8章 星載降水和云雷達資料的應用146
8.1 云和降水物理研究中的貢獻 147
8.1.1 降水特征與降水物理研究 147
8.1.2 云特征與云物理研究 154
8.2 定量降水估計及應用 163
8.3 天氣過程與數值模式研究 168
8.4 對氣候變化研究的貢獻 171
8.5 多源資料融合與驗證 174
第9章 技術和應用展望 178
9.1 未來星載降水雷達 178
9.2 中國新一代低軌降水雷達系統特點 184
9.3 未來星載測云雷達 187
9.4 未來應用展望 188
參考文獻 190
英文縮寫與中英文對照表 205
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