dBZ是一個與特定參數Z值來描述雷達反射率比例單位,與分貝類似,為對數無因次量,主要用於描述雷達迴波的強度,尤其是氣象雷達用於度量大氣中特定區域的降水粒子(冰雹等)的多寡[1],一般為比較反射自遠方物體(在每立方米中的mm6量)的雷達訊號之等效反射率與直徑1毫米雨滴的反射量[2]。由於單位體積的降水粒子數量與降水粒子直徑的六次方成比例,因此可以用來估計雨、雪、冰雹等的降水強度[3]。以其他的變數來分析雷達回波的訊號則可以確定降水的類型。

一個雷達迴波圖像。其將雷達迴波值以dBZ為單位繪製,圖片以不同色彩表示不同的dBZ量值

原理

編輯

雲層的雷達反射率Z)仰賴於反射物(降水粒子)的數量(N)及其大小(D),其包括了雲滴以及冰雹等。可由下面積分式子表示[3]

 

如雨滴的半徑約在1毫米的尺度,則Z的單位十分特別mm6/m3μm3)。將Z與1毫米的雨滴在一立方米的範圍中的等量回波值(Z0)相除,會得到其比值,但由於極小的雨滴如雲滴和極大的冰雹或冰晶差異懸殊,因此再將值加以取對數,即得到無因次量dBZ:

 

dBZ值也可以藉由馬歇爾-帕爾默公式(英語:Marshall-Palmer formula)換算為時雨量[4]

 

當dBZ值小於零時表示雖有凝結形成降水粒子,但是幾乎不降水;20以下為起霧狀態,超過二十就是感受得到的小雨,如毛毛雨,30以下都是小雨,45以上為暴雨或雷雨等級[5]。若是降冰雹,則其值會在55dBZ以上。

 
NOAA雷達迴波圖的圖例,單位dBZ
dBZ和瞬時雨量的換算
dBZ 時雨量 (mm/h) 時雨量 (in/hr) 強度
0 0.036 < 0.01 難以察覺
5 0.07
10 0.15 < 0.01 薄霧
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

參考文獻

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  1. ^ 雷達迴波圖. 中央氣象局. [2016-08-03]. (原始內容存檔於2016-07-19). 
  2. ^ Weather Glossary: D's. NWS JetStream. [2014-02-21]. (原始內容存檔於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]. (原始內容存檔於2016-03-14). 
  5. ^ 桃園機場都卜勒氣象雷達性能與應用 (PDF). 飛航安全電子協會. [2016-08-03]. (原始內容 (PDF)存檔於2016-08-16). 
  6. ^ 「大雨」及「豪雨」定義. 交通部中央氣象局. 2015-09-01 [2019-05-09]. (原始內容存檔於2019-06-26).