Z–R Relationship in Bandung Area from Disdrometer Data

Abstract

Abstract

The radar measures reflectivity (Z), proportional to N D⁶, where N represents drop concentration and D is its diameter, leading to an empirical relationship of Z=aR^b. However, the drop size distribution is not as perfectly exponential as assumed, and variations depend on the pseudo-constants (a) and (b). Consequently, radar-derived rainfall estimates may lack accuracy. An Intensive Observation Period was conducted in the Bandung area from 23 October 2021 to 27 April 2022, involving the deployment of several instruments. Drop size distribution data from a Laser Precipitation Monitor (LPM) or optical disdrometer from Thies-Clima were used to refine the Z–R relationship, resulting in Z=397R^1.37 for Bandung area. Comparison with Marshall-Palmer and Rosenfeld indicates distinct rain microphysical features in Bandung. Monthly Z–R analysis shows consistency in the (b) coefficient of 1.4 and (a) ranging from 321–443. Rain type classification reveals the dominance of stratiform rain. Significant diurnal variation in Bandung shows the majority peak in both precipitation frequency and intensity occurring from 12:00 to 23:00 LT, predominantly associated with stratiform rain. In contrast, heavy rain events during 00:00–11:00 LT are dominated by convective and mixed rain.

Intisari

Radar menghitung reflektivitas (Z) yang nilainya equivalen terhadap N D⁶, dengan N merupakan konsentrasi butir hujan dan D adalah diameter butir hujan. Persamaan ini menghasilkan hubungan empiris antara reflektivitas radar terhadap estimasi curah hujan yang dideskripsikan sebagai Z=aR^b. Namun realitanya, distribusi ukuran tetes awan hujan tidak selalu sempurna mengikuti persamaan eksponensial seperti yang diasumsikan, dan variasinya bergantung pada pseudo-konstanta (a) dan (b). Oleh karena itu, estimasi curah hujan dari radar tidak selalu akurat. Selama periode 23 Oktober 2021 hingga 27 April 2022 dilaksanakan pengamatan intensif lapangan (Intensive Observation Period - IOP) di Bandung, beberapa instrument meteorologi dipasang salah satunya Laser Precipitation Monitor (LPM) atau disdrometer optik buatan Thies-Clima. Data distribusi ukuran butir hujan dari disdrometer digunakan untuk memperbaiki hubungan Z–R. Hasil penelitian menunjukkan hubungan Z–R dengan Z=397R^1.37 untuk area Bandung. Perbandingan dengan persamaan Marshall-Palmer dan Rosenfeld menunjukkan fitur mikrofisika hujan yang berbeda dengan kedua persamaan tersebut. Analisis Z–R bulanan menunjukkan konsistensi pada koefisien (b) sekitar 1.4 dan (a) berkisar antara 321–443. Klasifikasi tipe hujan memperlihatkan dominasi hujan stratiform di area Bandung. Pola variasi harian signifikan terlihat di Bandung dengan mayoritas puncak frekuensi dan intensitas presipitasi terjadi dari pukul 12:00 hingga 23:00 WIB, yang didominasi oleh hujan stratiform. Sebaliknya, kejadian hujan lebat pada pukul 00:00–11:00 WIB didominasi oleh hujan konvektif dan campuran (mixed rain).