偏振多普勒雷达定量测量降雨精度的改进 被引量：27

1

作者 赵果 楚荣忠 +3 位作者 张彤 贾伟 沈瑾 吴忠元 《高原气象》 CSCD 北大核心 2011年第2期498-507,共10页

提高雷达估测降雨的精度一直都具有非常重要的实用意义,但是由于雨滴谱的地域差异性使得雷达测雨公式并不具有广泛的适用性。利用黑河流域遥感-地面观测同步试验(WATER项目)期间获得的大量不同类型降雨的雨滴谱资料,通过提取大量的雨滴... 提高雷达估测降雨的精度一直都具有非常重要的实用意义,但是由于雨滴谱的地域差异性使得雷达测雨公式并不具有广泛的适用性。利用黑河流域遥感-地面观测同步试验(WATER项目)期间获得的大量不同类型降雨的雨滴谱资料,通过提取大量的雨滴直径D和对应的下落速度v,分析得到了它们之间的关系:v(D)=4.67D0.53。同时还得到了对应层状云和对流云雷达定量测量降雨的Z-R关系。利用滴谱数据计算得到对应X波段的双偏振雷达参数:差分反射率ZDR和差分传播相移常数KDP。并运用ZDR和KDP分别得到了适应层状云和对流云降雨的R(Z)、R(KDP)、R(Z,ZDR)和R(KDP,Z,ZDR)关系。通过降水过程获得的地面雨量筒数据和雷达实测数据,对各测雨方法进行了检验,发现组合参数的测雨公式能够很好地提高雷达测雨的精度。 展开更多

关键词 雨滴谱 偏振多普勒雷达 差分反射率 差分传播相移常数

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X波段双偏振多普勒天气雷达降雨估算试验 被引量：27

2

作者 马学谦 董万胜 +1 位作者 楚荣忠 韦志刚 《高原气象》 CSCD 北大核心 2008年第2期382-391,共10页

用X波段双偏振多普勒天气雷达和RG3-M型自动采集翻斗式雨量计,经过严格科学设计,在平凉野外布置试验场,采用与天气系统移动方向一致的两次层积云资料,验证X波段双偏振多普勒天气雷达的测雨能力。试验表明:雷达原始数据滤波处理的好坏直... 用X波段双偏振多普勒天气雷达和RG3-M型自动采集翻斗式雨量计,经过严格科学设计,在平凉野外布置试验场,采用与天气系统移动方向一致的两次层积云资料,验证X波段双偏振多普勒天气雷达的测雨能力。试验表明:雷达原始数据滤波处理的好坏直接影响降雨估算精度的高低,特别是对R(Kdp)和R(Kdp,Zdr)影响明显,滤波后数据点的空间平滑是必要的;发展了用雨量计反演雷达测雨参数方法,此方法改进了不同地区、不同雨滴谱分布情况下雷达定量测雨能力;同时表明X波段雷达受降雨衰减的影响比较严重,这些试验结果可作为下一代测雨天气雷达的重要参考依据。 展开更多

关键词 双偏振多普勒天气雷达 RG3-M型雨量计 反演雷达测雨参数 降雨估算试验

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X波段双通道同时收发式多普勒偏振天气雷达 被引量：37

3

作者 王致君 楚荣忠 《高原气象》 CSCD 北大核心 2007年第1期135-140,共6页

以我们研制的X波段多普勒偏振天气雷达为基础,介绍一种双通道同时收发式多普勒偏振雷达技术,并对其优缺点和应用问题进行讨论。这是一部真正意义上的多参数雷达,它可同时获取云和降水的强度信息(ZH)、多普勒信息(平均径向速度V,谱宽W)... 以我们研制的X波段多普勒偏振天气雷达为基础,介绍一种双通道同时收发式多普勒偏振雷达技术,并对其优缺点和应用问题进行讨论。这是一部真正意义上的多参数雷达,它可同时获取云和降水的强度信息(ZH)、多普勒信息(平均径向速度V,谱宽W)和偏振信息(差反射率ZDR,差传输相移ΦDP及比相差KDP和相关系数ρHV)。这些信息反映了云和降水粒子的范围、大小、运动变化和相态的不同,是全面了解云和降水特别是灾害性天气的形成机理及其微物理变化过程的较好工具。它可广泛用于大气物理研究、人工影响天气、暴洪监测和临近天气预报等领域,对于提高云和降水物理研究水平和提高防灾减灾能力都有重要意义。 展开更多

关键词 X波段 双通道 多普勒偏振天气雷达

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基于雨滴谱参数反演的C波段双偏振雷达降水类型分类方法

4

作者 毛赢 寇蕾蕾 +2 位作者 王芷璇 陈垚 楚志刚 《大气科学》 CSCD 北大核心 2024年第5期2015-2030,共16页

降水类型分类对分析区域降水微物理特征、多源降水融合误差模型的构建以及雷达定量测量降水估计等都很重要。本文基于2015~2016年南京信息工程大学C波段双偏振雷达数据和南京地区滴谱仪观测资料,提出一种适用于南京地区的雷达降水类型... 降水类型分类对分析区域降水微物理特征、多源降水融合误差模型的构建以及雷达定量测量降水估计等都很重要。本文基于2015~2016年南京信息工程大学C波段双偏振雷达数据和南京地区滴谱仪观测资料,提出一种适用于南京地区的雷达降水类型分类方法,并对降水类型分类结果进行对比验证。首先,基于滴谱仪降雨率时序数据、地基雷达反射率因子平面位置显示数据和地基雷达反射率因子时间—高度显示数据,筛选出36次典型层状和对流降水过程。随后,统计3个滴谱仪站点典型层状(对流)降水的雨滴谱(DSD)参数,拟合得到适用于南京地区的降水类型分类线。将基于滴谱数据统计拟合的分类线应用于基于变分法反演的地基雷达DSD参数,进行地基雷达降水类型分类。根据典型层状(对流)过程降水类型分离指数的时间—高度分布,并对比星载双频测雨雷达(DPR)降水分类产品,对分类效果进行验证。最后,将分类结果应用于雷达分类定量降水估计,进一步说明降水分类的应用效果。结果表明,南京地区3个滴谱仪站点的拟合分类线非常一致,3个站点的典型层状(对流)过程均能够很好地分离在分类线两侧;与DPR降水分类产品进行对比分析,发现南京地区分类线的分类效果相对于其他典型降水分类方法,对层状和对流降水的识别率整体最高,分别为84.56%和72.64%;基于降水分类的雷达定量降水估计的测雨精度均优于未分类的测雨公式,且基于差分传播相移率的测雨公式[R(KDP)]在四种分类测雨公式中整体性能最优,基于水平反射率因子的测雨公式[R(ZH)]在层状云降水反演中性能最优,基于差分传播相移率的测雨公式[R(KDP)]在对流云降水反演中性能最优,基于水平反射率因子和差分反射率的测雨公式[R(ZH,ZDR)]对原有总体测雨公式降水精度的提升最为明显。 展开更多

关键词 降水类型分类 雨滴谱反演 双偏振多普勒天气雷达 定量降水估计

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基于S波段双偏振雷达融化层识别算法的研究 被引量：6

5

作者 夏凡 吴炜 +1 位作者 张乐坚 文浩 《气象》 CSCD 北大核心 2023年第2期146-156,共11页

基于融化层识别算法(melting layer detection algorithm,MLDA)原理,利用2020年7—8月济南、青岛两部S波段双偏振多普勒雷达体扫数据,进行融化层高度信息识别试验,根据试验结果在MLDA算法中引入径向连续性检验、增加扫描仰角范围与调整... 基于融化层识别算法(melting layer detection algorithm,MLDA)原理,利用2020年7—8月济南、青岛两部S波段双偏振多普勒雷达体扫数据,进行融化层高度信息识别试验,根据试验结果在MLDA算法中引入径向连续性检验、增加扫描仰角范围与调整判别融化层出现的距离库总数阈值的改进措施,与改进前的MLDA算法进行了对比分析,得到以下结论:MLDA对融化层顶高度有一定识别效果,识别的融化层顶高度的平均绝对误差较大,融化层底高度过低;加入径向连续性检验(简称MLDA-R1)后,识别的融化层顶高度的平均绝对误差明显减小,融化层底对应温度与融化层厚度分布在合理区间,但是遗漏识别的试验数明显增加;在MLDA-R1基础上,扫描区域增加了3.3°仰角(简称MLDA-R2)并调整了判别融化层出现的距离库总数阈值(简称MLDA-R3),融化层遗漏识别的试验数明显减少,同时提高了对融化层高度信息的识别效果;一些降水回波与非降水回波混合的区域会被错误识别为融化层区域,影响MLDA算法对融化层的识别效果,仍需进一步改进。总体来看,改进后的MLDA更适用于我国S波段双偏多普勒振雷达,对雷达水凝物相态分类与定量降水估测等气象现代化业务有一定支撑作用。 展开更多

关键词 双偏振多普勒雷达 融化层 MLDA 径向连续性检验

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双线偏振雷达测雨公式优化方案的仿真研究 被引量：1

6

作者 伍华丽 陈钟荣 《科学技术与工程》 北大核心 2016年第27期94-100,121,共8页

基于滴谱理论和散射原理,利用模拟的雨滴谱及其反演的雷达偏振参数,讨论双线偏振雷达参数随雨滴谱变化而变化的规律;并提出一种测雨公式的优化改进方案。在不同的差分反射率因子Z_(DR)取值区间内,统计相应的测雨公式系数。同时,提出了3... 基于滴谱理论和散射原理,利用模拟的雨滴谱及其反演的雷达偏振参数,讨论双线偏振雷达参数随雨滴谱变化而变化的规律;并提出一种测雨公式的优化改进方案。在不同的差分反射率因子Z_(DR)取值区间内,统计相应的测雨公式系数。同时,提出了3种Z_(DR)区间划分的方法:1利用统计学中的t检验法检测测雨公式系数随Z_(DR)变化而变化的曲线图中的显著突变点;并将这些点对应的Z_(DR)值作为区间划分的临界值。2直接按一定的步长等间距地将Z_(DR)的范围划分为不同区间。3依托于Z_(DR)与中值体积直径D_0的拟合关系,通过对D_0的取值范围等步长划分而间接得到相应的Z_(DR)的范围。在对方法二、三最优等分步长进行讨论的基础上,利用模拟的雨滴谱对上述方法进行检验;并对检验效果逐一进行对比分析。结果表明这三种分级统计方法的效果较未进行分级统计,直接采用固定系数测雨公式估测降水的计算结果更加精确,误差有明显改善。 展开更多

关键词 双偏振多普勒雷达 雨滴谱参数 测雨公式 定量测量降水

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雨滴谱及双偏振雷达等资料在一次强降水过程中的应用 被引量：19

7

作者 申高航 高安春 李君 《气象》 CSCD 北大核心 2021年第6期737-745,共9页

2019年8月9日20时至13日20时,受西风槽和台风利奇马的共同影响,山东省出现了大范围的强降水,其中心在章丘站。利用多源资料研究台风雨带强降水的微物理结构特征,分析了强降水过程中章丘站的分钟降水量、雨滴谱、双偏振多普勒雷达、风廓... 2019年8月9日20时至13日20时,受西风槽和台风利奇马的共同影响,山东省出现了大范围的强降水,其中心在章丘站。利用多源资料研究台风雨带强降水的微物理结构特征,分析了强降水过程中章丘站的分钟降水量、雨滴谱、双偏振多普勒雷达、风廓线雷达等资料。分析发现:本次降水过程开始阶段,存在明显的冷云降水机制。降水过程中雨滴的尺度谱随时间存在明显变化。降水较强时段,雨滴谱较宽,呈现出明显的双峰结构,直径大于1 mm的雨滴数序列与分钟降水量序列相关系数达到0.956 8;降水减弱时段,谱宽逐渐变窄,呈现出明显的单峰结构,直径大于1 mm的雨滴数变少。雷达回波高度较高时段,直径大于1 mm的雨滴数比例增大,谱宽较大,并出现多峰分布。强的湿湍流团可以形成差分反射率因子大值区,它既不对应于强对流,也不对应于地面大雨滴,是由上升和下沉气流引起的湿湍团变形以及其他原因综合导致的。降水较强时段,在风廓线时间剖面0.9~1.4 km高度,出现一个风向和风速突变的薄层结构;对应该薄层,分钟雨量最强,直径大于1 mm雨滴数的比例明显偏大。分析结果为了解台风强降水的滴谱特征和微物理结构提供了参考依据。 展开更多

关键词 雨滴谱 双偏振多普勒雷达 台风强降水

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基于新型观测算子的双偏振雷达雨滴谱变分反演 被引量：2

8

作者 陈垚 寇蕾蕾 +3 位作者 蒋银丰 杨春生 林正健 楚志刚 《热带气象学报》 CSCD 北大核心 2022年第6期854-869,共16页

提出一种基于变分理论的双偏振多普勒天气雷达反演雨滴谱方法,最优反演雨滴谱的同时可实现衰减订正。反演过程中使用一种新型观测算子,利用滴谱仪实测数据计算状态变量和双偏振参量,使观测算子更能代表本地降水特性。将新型观测算子、... 提出一种基于变分理论的双偏振多普勒天气雷达反演雨滴谱方法,最优反演雨滴谱的同时可实现衰减订正。反演过程中使用一种新型观测算子,利用滴谱仪实测数据计算状态变量和双偏振参量,使观测算子更能代表本地降水特性。将新型观测算子、误差协方差矩阵和状态变量的先验估计用于代价函数中,基于高斯-牛顿迭代方法求解代价函数得到最优雨滴谱。利用理想模拟试验和南京信息工程大学C波段双偏振多普勒天气雷达实测个例对算法进行验证和评估。结果表明:算法反演得到的状态变量(液态水含量LWC和质量权重平均直径Dm)与滴谱仪数据计算结果的相关系数达到了0.96和0.80,相对偏差为25.19%和10.63%,均方根误差比常规反演结果改善了50%左右,比基于模拟观测算子的变分反演结果改善了30%左右,最优反演雨滴谱得到的降雨率R和雨量计数据相关系数达到0.89,相对偏差为14.78%。 展开更多

关键词 变分反演 观测算子 双偏振多普勒天气雷达 雨滴谱反演 衰减订正

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一次春季冰雹天气过程中X波段双偏振雷达的特征分析 被引量：7

9

作者 李春娥 武麦风 +2 位作者 胡伟 张亚婷 赵翔 《安徽农业科学》 CAS 2020年第15期230-233,共4页

利用探空资料和咸阳旬邑X波段双偏振多普勒天气雷达对2017年4月26日的冰雹天气过程进行了天气形势分析与双偏振雷达产品的特征分析,结果表明,该次冰雹天气发生在200 hPa西风急流、500 hPa槽后冷平流、高温高湿的中低空条件及地面干冷空... 利用探空资料和咸阳旬邑X波段双偏振多普勒天气雷达对2017年4月26日的冰雹天气过程进行了天气形势分析与双偏振雷达产品的特征分析,结果表明,该次冰雹天气发生在200 hPa西风急流、500 hPa槽后冷平流、高温高湿的中低空条件及地面干冷空气的天气背景下,大气层结具有强不稳定度,垂直方向上存在较强的垂直风切变,均有利于对流运动的发展;西安探空的0℃层高度以及-20℃层高度均十分有利于冰雹在雷暴单体中的维持和增长;边界层附近有逆温层,有利于不稳定能量储存;近地层有强的干冷空气,抬升了中低层的暖湿空气;X波段雷达的反射率因子以及径向速度均表现出典型的雷暴单体回波特征,出现了明显的三体散射回波;存在与强入流和强上升运动对应的弱回波区和悬垂结构,具有明显的回波墙;0℃层高度(3 km)以上有≥50 dBz的强回波;径向速度剖面图上中低层辐合、高层辐散,满足冰雹发生的回波速度特征;X波段双偏振雷达的差分反射率因子(ZDR)、差分传播相移(KDP)、零滞后相关系数(RHV)等参量能有效地提高对冰雹的识别能力。冰雹回波的ZDR、KDP、RHV的取值范围与强降水回波有明显区别,能够有效地区分冰雹回波与强降水回波。在降雹时,2.4°仰角ZDR出现大面积0值、KDP为-1.2~0.45°/km,RHV为0.74~0.95,HCL可以直观地对降水粒子的种类进行判断。X波段双偏振多普勒天气雷达能够较好地反映对流单体的回波特征,双偏振参量能提供更多的冰雹识别特征。 展开更多

关键词 X波段双偏振多普勒天气雷达 影响系统 回波特征 偏振特征产品

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X波段多普勒双偏振天气雷达在平原地区选址参考地研究

10

作者 陈平 韩乾 《农业灾害研究》 2025年第7期183-185,共3页

随着气象监测技术的飞速进步,X波段多普勒双偏振天气雷达因其优异的小尺度、短时尺度的降水及风场探测能力,在气象观测中发挥着重要作用。因此,天气雷达选址尤为重要。以平原地区为例,阐明了双偏振天气雷达优势,分析了平原地区选址因素... 随着气象监测技术的飞速进步,X波段多普勒双偏振天气雷达因其优异的小尺度、短时尺度的降水及风场探测能力,在气象观测中发挥着重要作用。因此,天气雷达选址尤为重要。以平原地区为例,阐明了双偏振天气雷达优势,分析了平原地区选址因素及影响,基于山东省东营市广饶县雷达选址案例,对选址候选地进行了综合评估,提出了基于加权评分法的选址参考地评估方法。结果表明,该方法能够量化不同选址指标的权重,为选址决策提供客观依据。 展开更多

关键词 X波段多普勒双偏振天气雷达 平原地区 水库 河道泵站

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天气雷达中的双极化相控阵技术 被引量：2

11

作者 孙磊 王真 郭志宏 《现代雷达》 CSCD 北大核心 2022年第9期1-6,共6页

双偏振多普勒天气雷达是当前使用最广的高精度气象雷达,采用不同偏振气象回波检测能够精细识别大气云雨特征,但是其雷达天线目前大多还是采用反射面天线,与相控阵天线相比,存在体制性的不足,较高的副瓣难以克服强干扰,波束固定不能压制... 双偏振多普勒天气雷达是当前使用最广的高精度气象雷达,采用不同偏振气象回波检测能够精细识别大气云雨特征,但是其雷达天线目前大多还是采用反射面天线,与相控阵天线相比,存在体制性的不足,较高的副瓣难以克服强干扰,波束固定不能压制近程地杂波,机械扫描方式难以完成快速的体扫描。针对这些问题,有必要研究双偏振天气雷达中的相控阵天线,经过努力,研制了双极化相控阵,成功用于我国第一部双偏振相控阵多普勒天气雷达,使雷达性能获得了很大的提高。文中简单介绍了该天气雷达中双极化相控阵的关键技术和研究进展,期望更多的行业专家了解它、支持它,使它更好地服务于我国的气象事业。 展开更多

关键词 双偏振多普勒天气雷达 双极化 相控阵

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西北内陆高原雷暴云电活动与微物理场特征的相关性 被引量：6

12

作者 郭凤霞 张义军 +1 位作者 言穆弘 王涛 《大气科学学报》 CSCD 北大核心 2012年第2期205-213,共9页

选取甘肃平凉地区2005年和2007年3次典型的雷暴过程,根据X波段多普勒双偏振雷达提供的偏振参量ZH、ZDR、KDR、ρHV和高度H,利用分层决策法对雷暴云内的水凝物粒子进行识别。在此基础上,分析甘肃平凉地区夏季雷暴云微物理和电过程之间的... 选取甘肃平凉地区2005年和2007年3次典型的雷暴过程,根据X波段多普勒双偏振雷达提供的偏振参量ZH、ZDR、KDR、ρHV和高度H,利用分层决策法对雷暴云内的水凝物粒子进行识别。在此基础上,分析甘肃平凉地区夏季雷暴云微物理和电过程之间的关系,尤其是地面电场、闪电类型与水凝物粒子分布之间的关系,推测了雷暴云内不同类型的水凝物粒子携带的电荷极性,并对该地区的电荷结构特征做了进一步解释。 展开更多

关键词 双偏振多普勒天气雷达 地面电场 粒子分布 电荷结构

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差分反射因子测量误差分析 被引量：1

13

作者 魏洪峰 薛震刚 杜晓勇 《现代雷达》 CSCD 北大核心 2006年第6期22-25,共4页

针对同时发射、同时接收体制双偏振多普勒天气雷达,论述了测量差分反射因子时雷达应满足的基本要求,提出了测量差分反射因子时能够引入误差的三类因素,即雷达测量基本要求不满足、接收机噪声和散射粒子相对运动引起的回波功率起伏、云... 针对同时发射、同时接收体制双偏振多普勒天气雷达,论述了测量差分反射因子时雷达应满足的基本要求,提出了测量差分反射因子时能够引入误差的三类因素,即雷达测量基本要求不满足、接收机噪声和散射粒子相对运动引起的回波功率起伏、云雨目标对水平极化波和垂直极化波衰减的不同,并分别对影响差分反射因子测量误差的各种因素及其影响程度,进行了深入研究和分析。 展开更多

关键词 双偏振多普勒天气雷达 差分反射因子 测量误差

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