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水成物粒子的散射特性与粒子的相态、大小、形状等参数密切相关,其中形状因素对散射特性的影响是粒子散射研究的热点和难点之一。由于多相态、非球形粒子群散射特征的计算复杂且耗时,因此非球形粒子散射的定量研究及其在雷达探测业务中的应用一直难以展开。本文首先利用Gans理论对小椭球形雨滴铅直取向时的散射特征进行了细致分析,探讨了发射、接收不同偏振波时散射最大值取向及轴比对散射最大值仰角的影响,并尝试将结果用于双基地雷达探测小椭球粒子的探测性能分析中,探讨主站雷达仰角对辅站雷达回波功率的影响,为提高双基地雷达的探测精度提供理论基础。为了深入研究混合相态非球形粒子的散射特性,本文还利用DDA法计算了融化过程中形变为扁椭球的外包水膜粒子的标准化后向散射截面,并将结果添加到了SimRAD软件(雷达数据处理仿真平台)中,模拟了含有融化层的云的雷达反射率因子的垂直廓线,并与实际探测资料对比,在检验模拟效果的同时,分析非球形粒子对零度层亮带回波值的影响,以期丰富云降水物理和探测理论,为深入研究零度层亮带的微物理过程提供一定的借鉴意义。得到主要结论如下：(1)对于旋转轴向上的单个椭球雨滴而言,当雷达发射垂直偏振波且接收垂直偏振波时,雨滴散射最大值方向偏离入射波传输方向,散射特性随雷达发射仰角有明显变化,且最大散射值仰角与入射波传输方向之差随粒子轴比的增加而增加。(2)双基地雷达探测小椭球雨滴时,其探测性能受主站雷达发射仰角、目标粒子群位置、粒子散射能力等因素的影响,随着主站雷达发射仰角的抬高,主站附近的低回波区和辅站附近的高回波区范围均会减小。(3)零度层亮带以上的冰球粒子在下落融化过程中形变为扁椭球的外包水膜粒子,本研究建立其标准化后向散射截面计算快速算式,并加入SimRAD进而用于模拟计算含有融化层的云的雷达反射率因子垂直廓线。结果表明,将融化程度较大的外包水膜粒子考虑为非球形时,其模拟结果与风廓线雷达实际探测资料更为一致。