dBZ是一個與特定參數Z值來描述雷達反射率之比例的單位,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(雨、雪、冰雹等)的多寡[1],一般為比較反射自遠方物體(在每立方公尺中的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。
原理
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、雨、雪、霰以及冰雹等。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/m3 (μm3)。將Z與1毫米的雨滴在一立方公尺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以上為豪雨或雷雨等級[5]。若是降冰雹,則其值會在55dBZ以上。
dBZ和瞬時雨量的換算
dBZ
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時雨量 (mm/h)
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時雨量 (in/hr)
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強度
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0
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0.036
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< 0.01
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難以察覺
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5
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0.07
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10
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0.15
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< 0.01
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薄霧
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15
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0.32
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0.01
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霧
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20
|
0.65
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0.02
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毛毛雨
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25
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1.33
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0.05
|
小雨
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30
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2.73
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0.10
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小到中雨
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35
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5.62
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0.22
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中雨
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40
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11.53
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0.45
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中雨
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45
|
23.68
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0.92
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中到大雨
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50
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48.62
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1.8963
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大雨[6]
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55
|
99.85
|
3.89
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暴雨/小冰雹
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60
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205.05
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7.9975
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大暴雨/中等冰雹
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65
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421.07
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15.6
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特大暴雨/大冰雹
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參考文獻