Scattering from non-spherical hydrometeors

Abstract

A new theoretical formulation for scattering from a wide class of non-spherical hydrometeors has been developed recently using Waterman’s extended integral equation technique. The transition or T-matrix formulation is an exact solution to the scattering problem and computer programs have been developed to handle both homogeneous and imbedded bodies (e.g., a dielectric imbedded within another dielectric body). This theory will be briefly reviewed followed by sample computations of backscattering calculations of (a)oblate spheroidal icestones of varying sizes and eccentricities, (b)ice-stones with surface perturbations to model roughness, and (c)rough ice-stones covered with a thin coating of water. The method is realistically applicable for sizes up to D ≈3 λand for a wide range of dielectric constants. Comparisons with measurements of backscattering from a non-concentric dielectric-clad spherical perfect conductor is included.

Analyse

Récemment, en utilisant la technique de l’équation intégrale étendue de Waterman, on a développé une nouvelle formulation théorique de la diffusion par une classe d’hydrométéore non sphérique. La formulation de la transition ou matrice en T est une solution exacte des problèmes de la diffusion, aussi a- t- il été possible d’élaborer des programmes pour calculateurs s’appliquant à la fois aux corps homogènes et aux corps inhomogènes (par exemple un diélectrique enrobé dans un autre). Cette théorie sera brièvement exposée et suivie d’un exemple de calcul de rétrodiffusion de grêlons (a)en forme de sphéroïde aplati de différentes dimensions et excentricités, (b)avec perturbations de surface par rapport à la rugosité du modèle, (c)recouverts d’une fine pellicule d’eau. La méthode est parfaitement applicable à des grêlons dont le diamètre atteint 3 λet pour une gamme étendue de valeur de la constante de diélectrique. On établit des comparaisons avec des mesures de rétrodiffusion provoquée par une sphère parfaitement conductrice revêtue d’une couche non concentrique de diélectrique.