dBZ

此条目的主題是氣象學中描述雷達迴波的计量单位。关于與「dBZ」名稱相近或相同的條目，請見「DBZ (消歧義)」。

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。

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

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]：

${\displaystyle Z=\int _{0}^{Dmax}N_{0}e^{-\Lambda D}D^{6}dD}$ 

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：

${\displaystyle dBZ\propto 10\,\log _{10}{\frac {Z}{Z_{0}}}}$ 

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]：

${\displaystyle {\frac {\mathrm {mm} }{\mathrm {hr} }}=\left({\frac {10^{(dBZ/10)}}{200}}\right)^{5 \over 8}}$ 

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。

 

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	霧
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

1. 雷達迴波圖. 中央氣象局. [2016-08-03]. （原始内容于2016-07-19）. 
2. Weather Glossary: D's. NWS JetStream. [2014-02-21]. （原始内容存档于2012-08-05）. 
3. M. K. Yau and R. R. Rogers. Short Course in Cloud Physics, Third Edition. Butterworth-Heinemann. 1989: 190. ISBN 0750632151. 
4. . [November 7, 2010]. （原始内容存档于2016-03-14）. 
5. (PDF). 飛航安全電子協會. [2016-08-03]. （原始内容 (PDF)存档于2016-08-16）. 
6. . 交通部中央氣象局. 2015-09-01 [2019-05-09]. （原始内容存档于2019-06-26）.