5mm波段大气传播特性的研究+文献综述(10)
3.1 云的分类
通常云的分类是根据云出现的高度及云的形态进行分类的。根据云的常见云底高度，云被分为高云、中云和低云三族。此外，世界气象组织1956年公布的国际云图分类体系又将云分为十属。其中低云有积云(Cu)、积雨云(Cb)、层积云(Sc)、层云(St)和雨层云(Ns)，中云有高积云(Ac) 和高层云(As), 高云则有卷云(Ci)、卷层云(Cs)、卷积云(Cc)。积云的含水量一般较其他云的含水量大，平均为2g/m³，最大可达到25~30g/m³，云滴谱随云型和所处云中高度都有很大变化，晴天积云的云滴半径为3~33微米，而浓云和积雨云的云滴半径为3~100微米，有时超过100微米。表3.1.1给出了云滴谱特性。
表3.1.1 云滴谱特性[8]
云型 N（个/ ） W( )
陆上小块积云（澳） 2.6 6 - - 10 420 0.40
陆上小块积云（英） - - 4 6 30 210 0.45
小块信风积云（夏威夷） 2.5 10 11 15 25 75 0.50
浓积云 3 - 6 10 50 100 1.0
积雨云 2 - 6 20 100 100 2.0
地形云（夏威夷） 5 13 - - 35 45 0.30
层云（夏威夷） 2.5 13 - - 45 25 0.35
上表中的 为云滴最小半径； 为中数半径，即半数云滴半径小于（大于）此值； 为众数半径，即最大频率半径； 为云滴的加权平均半径； 为云滴的最大半径。
世界气象组织在全世界四千多个观测云分布情况，每次观测限定在一天的时间内，通过十多年的观测，获得的数据在云的分布和云的类型方面给出一些可靠的资料。尽管数据的采样，无论是时间上还是在空间上都是比较粗糙的，但是长期观测的平均能减小大的采样误差。表3.1.2给出了中纬度地区的云模型。由于云的参数是极易可变的，因此在表中给出的值是去平均后的值。
表3.1.2 不同云类型的平均特性
云的类型 平均水含量（g/m³） 平均垂直高度（km）
积云 1.0 2.0
积雨云 2.5 2.0
层云 0.15 0.5
层积云 0.3 0.5
乱层云 0.6 0.8
高层云 0.4 0.5
对于毫米波波段的通信，我们最需要研究的是云的含水量，因为云中的含水量才是引起毫米波传播衰减的主要因素。
3.2 云滴尺寸分布
由于云雾滴尺寸分布的变化较大，所以我们采用不同的模型来描述云雾滴谱。云雾滴尺寸分布曲线具有特定的形状，可以用Gamma或对数正态分布来插述。就平均分布而言，我们可以用研究云雾粒子散射和衰减时比较常用的模型，在这种模型下云雾尺寸分布参数与宏观物理量之间的关系更加简洁，这就是Khragian和Mazin提出的分布模型[8][9]：