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北京地区X波段双偏振天气雷达差分反射率因子系统偏差分析及订正
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作者 文浩 王辉 +2 位作者 张扬 吴蕾 李瑞义 《高原气象》 北大核心 2025年第2期393-406,共14页
差分反射率因子(ZDR)是反映大气中云和降水粒子形状的重要偏振参量,但其极易受硬件设备和环境影响导致质量变差,分析ZDR系统偏差并开展订正,是双偏振雷达数据有效应用的关键。本文采用2023年7月北京8部X波段速调管双偏振天气雷达资料,... 差分反射率因子(ZDR)是反映大气中云和降水粒子形状的重要偏振参量,但其极易受硬件设备和环境影响导致质量变差,分析ZDR系统偏差并开展订正,是双偏振雷达数据有效应用的关键。本文采用2023年7月北京8部X波段速调管双偏振天气雷达资料,利用小雨法筛选出ZDR数据获得其逐仰角逐径向平均值,分析了ZDR的受影响因素和受影响程度;并利用相应时段的大量雨滴谱数据,通过T矩阵法计算的ZDR中值作为基准,开展全体扫ZDR的系统偏差订正。结果表明:(1)避雷针对于北京X波段雷达ZDR有较大的影响,影响范围在10°~25°,平均影响幅度在0.16~1.21 dB;(2)门头沟和怀柔雷达的ZDR数据,除受避雷针影响外,还分别受近距离铁塔、信号塔的影响,受影响方位角度小于避雷针;(3)差分反射率因子受部分波束遮挡会导致较大的系统偏差,房山X波段雷达ZDR数据显示部分波束遮挡可使其值增大1.19 dB;(4)本文提出的系统偏差订正方法能够明显改善所有仰角所有径向由避雷针、部分波束遮挡等因素导致的ZDR值不合理的情况。 展开更多
关键词 X波段 双偏振天气雷达 差分反射率因子 系统
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天津区域鸟类活动的双偏振天气雷达回波分析 被引量:3
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作者 赵子杭 庄庭 +4 位作者 李建勇 李春 李宗飞 许崇海 史静 《气象》 CSCD 北大核心 2024年第9期1142-1152,共11页
利用2022年6月至2023年3月的宝坻S波段双偏振天气雷达资料,对探测到的天津区域空中生物活动进行分析,结果表明:天津区域空中生物活动存在明显的季节变化和日变化。雷达能够探测到的候鸟迁徙回波集中在2月下旬到11月下旬,其中湿地鸟类活... 利用2022年6月至2023年3月的宝坻S波段双偏振天气雷达资料,对探测到的天津区域空中生物活动进行分析,结果表明:天津区域空中生物活动存在明显的季节变化和日变化。雷达能够探测到的候鸟迁徙回波集中在2月下旬到11月下旬,其中湿地鸟类活动在夏季比较明显,候鸟迁徙活动在2月、11月特别频繁,鸟类回波出现的时刻与日出日落有明显的关联。其中,秋季鸟类活动特征较为明显,回波在反射率产品上呈现明显的类圆形特征,回波强度能达到35 dBz以上;从径向速度产品上可以看出,鸟类飞行时径向速度约在10~27 m·s^(-1);从相关系数(CC)产品上看,鸟类回波的CC整体数值较低,主要分布在0.1~0.8;从差分反射率(ZDR)产品上看,ZDR分布不均匀,最大可达3~5 dB。相比于单偏振天气雷达,S波段双偏振天气雷达对空中生物回波的识别有显著优势。 展开更多
关键词 S波段双偏振天气雷达 鸟类回波 回波强度 相关系数 差分反射率
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雨滴谱数据在S波段双偏振天气雷达数据质量评估中的应用 被引量:3
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作者 李力 徐芬 +1 位作者 刘希 陈刚 《气象》 CSCD 北大核心 2024年第2期210-220,共11页
结合T-Matrix方法和雨滴谱仪数据反演双偏振参量,设计了一种雨滴谱反演评估方法(雨滴谱法),利用其反演结果可对双偏振天气雷达数据进行评估。将此方法应用于不同类型降水过程的雷达偏振参量数据质量评估,结果表明:满足微雨条件时,雨滴... 结合T-Matrix方法和雨滴谱仪数据反演双偏振参量,设计了一种雨滴谱反演评估方法(雨滴谱法),利用其反演结果可对双偏振天气雷达数据进行评估。将此方法应用于不同类型降水过程的雷达偏振参量数据质量评估,结果表明:满足微雨条件时,雨滴谱法与传统的微雨滴法均能有效监测由雷达系统误差导致的观测偏差,且评估结果十分接近;不满足微雨条件时,雨滴谱法评估的不同类型降水过程的雷达数据质量与满足微雨条件下的评估结果十分接近,客观证明了系统调整后雷达运行良好、数据质量稳定;不同雨强(R)情况下,雨滴谱法的评估结果具有一致性。10 mm·h^(-1)≤R<20 mm·h^(-1)时,雷达观测的数据质量最为稳定。该雨滴谱法适用范围广,可动态评估双偏振雷达偏振参量质量,有助于雷达调整和数据校正。 展开更多
关键词 雨滴谱 双偏振天气雷达 质量评估 差分反射率因子
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双发双收双偏振天气雷达信噪比改善方法研究 被引量:3
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作者 李喆 步志超 《科学技术与工程》 北大核心 2015年第30期160-165,共6页
针对双偏振天气雷达在同时发射同时接收体制下,存在信噪比损失3 d B的现象,分析了信噪比损失对雷达回波产品显示的影响,并详细介绍了一种在信号处理器中对水平和垂直通道内的I/Q回波信号进行相干叠加,改善雷达回波信噪比的方法。理论分... 针对双偏振天气雷达在同时发射同时接收体制下,存在信噪比损失3 d B的现象,分析了信噪比损失对雷达回波产品显示的影响,并详细介绍了一种在信号处理器中对水平和垂直通道内的I/Q回波信号进行相干叠加,改善雷达回波信噪比的方法。理论分析和计算表明,该方法可以提高雷达信噪比2-3 d B;观测结果证实,该方法可以增强双偏振天气雷达对弱信号的探测能力。 展开更多
关键词 双偏振天气雷达 信噪比 相干叠加 相关系数
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辽河三角洲湿地鸟类活动的双偏振天气雷达回波特征 被引量:7
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作者 姚文 张晶 +6 位作者 余清波 曾娅杰 程雷 张国平 李黎 崔福涛 赵月 《气象》 CSCD 北大核心 2022年第9期1162-1170,共9页
利用2018—2020年3年的营口CINRAD/SA单、双偏振天气雷达资料,对探测到的辽河三角洲湿地及周边区域的鸟类清晨离开栖息地的活动进行分析,结果表明:辽河三角洲及附近湿地鸟类活动存在明显的季节变化和明显的日变化。雷达能够探测到的飞... 利用2018—2020年3年的营口CINRAD/SA单、双偏振天气雷达资料,对探测到的辽河三角洲湿地及周边区域的鸟类清晨离开栖息地的活动进行分析,结果表明:辽河三角洲及附近湿地鸟类活动存在明显的季节变化和明显的日变化。雷达能够探测到的飞鸟回波集中在7月下旬到10月中旬,其中8—9月最为明显;飞鸟回波出现时刻与天亮时刻呈现明显的正相关性。飞鸟回波在反射率产品上呈现明显的圆环形态特征,最强可以达到40 dBz以上;在速度产品上呈辐散特征;在大风速情况下,飞鸟回波明显向下风向偏移。飞鸟回波的差分反射率(Z_(DR))分布不均匀,最大可达3~7 dB。飞鸟回波的相关系数(CC)小而均匀,与地物回波不同,与回波反射率因子强度相关,当反射率强度大于30 dBz时,相关系数介于0.7~0.8,当反射率强度小于30 dBz时,相关系数大都小于0.6。双偏振天气雷达产品对飞鸟回波的识别有明显的优越性,可以有效地在降水中剔除飞鸟回波,提高短时临近预报的准确性;但差分相移率(K_(DP))和粒子分类产品(HCL)对飞鸟回波没有反映。 展开更多
关键词 双偏振天气雷达 飞鸟回波 探测质量
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重庆双偏振天气雷达(CINRAD/SAD)径向干扰去除及补偿算法研究
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作者 刘昉 叶华芳 +4 位作者 李奇临 梁传彬 刘湘 严桂珍 张俊 《现代电子技术》 2023年第9期115-119,共5页
重庆新一代天气雷达升级为双偏振系统后,对重庆市重要天气过程的短临预报以及预警提供了更有效的数据。雷达运行中,偶尔会遇到外部电磁干扰,表现为在某几个仰角的一个或多个方位上径向射线,在业务应用中需要及时发现、去除并补偿。文中... 重庆新一代天气雷达升级为双偏振系统后,对重庆市重要天气过程的短临预报以及预警提供了更有效的数据。雷达运行中,偶尔会遇到外部电磁干扰,表现为在某几个仰角的一个或多个方位上径向射线,在业务应用中需要及时发现、去除并补偿。文中基于改进K-means++算法结合相关偏振量的判定,来实现径向干扰的识别;采用三线性插值与改进双线性插值相结合的数据插值补偿算法对剔除后的回波进行填补,最大限度地接近真实回波。通过仿真实验验证了算法的有效性。 展开更多
关键词 双偏振天气雷达 径向干扰 补偿算法 预警数据 电磁干扰 回波补偿
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双偏振天气雷达雨区衰减测量偏差的修正
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作者 杨正玮 邵世卿 《济南大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2021年第4期358-364,共7页
针对现有的测量雨区衰减方法受到标定局限性的限制,导致测量值存在偏差的问题,提出基于标定源的双偏振天气雷达雨区衰减测量偏差修正方法;安装双偏振天气雷达设备,并测量雨区衰减数据,以测量衰减数据为偏差修正的初始数据,分析测量偏差... 针对现有的测量雨区衰减方法受到标定局限性的限制,导致测量值存在偏差的问题,提出基于标定源的双偏振天气雷达雨区衰减测量偏差修正方法;安装双偏振天气雷达设备,并测量雨区衰减数据,以测量衰减数据为偏差修正的初始数据,分析测量偏差来源与类型;利用标定源对双偏振天气雷达设备进行标定,实现雨区衰减测量偏差修正。修正效果测试对比实验结果表明,与传统的偏差修正方法相比,该修正方法在大部分区间内的回波统计值更大,修正效果更加明显。 展开更多
关键词 标定源 双偏振天气雷达 雨区衰减测量 差修正
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窄波束C波段双偏振多普勒天气雷达及其探测能力分析 被引量:16
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作者 楚志刚 胡汉峰 +1 位作者 黄兴友 魏鸣 《高原气象》 CSCD 北大核心 2017年第4期1072-1081,共10页
为了评估南京信息工程大学窄波束C波段双偏振多普勒天气雷达的观测性能和应用潜力,对雷达的高分辨率回波数据进行了分析,利用固定地物订正了径向定位误差,以及在线太阳信号修正了差分反射率因子(Z_(DR))偏差;通过对流降水和层状云降水... 为了评估南京信息工程大学窄波束C波段双偏振多普勒天气雷达的观测性能和应用潜力,对雷达的高分辨率回波数据进行了分析,利用固定地物订正了径向定位误差,以及在线太阳信号修正了差分反射率因子(Z_(DR))偏差;通过对流降水和层状云降水回波分析,发现了共振散射效应、不同降水粒子的回波特征、非均匀波束填充(NUBF或NBF)现象、降水倾斜结构和可能存在过冷水的证据。 展开更多
关键词 双偏振天气雷达 窄波束 散射 过冷水 非均匀波束填充
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双线偏振天气雷达有效探测范围研究 被引量:6
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作者 赵果 王致君 +2 位作者 贾伟 张彤 楚荣忠 《高原气象》 CSCD 北大核心 2016年第1期244-250,共7页
双线偏振天气雷达是当前一种比较先进的天气雷达,它能同时获取云和降水特性的参量包括强度(Z_h)、速度(V)、谱宽(W)、差反射率(Z_(dr))、差传输相移(Φ_(dp))、比相差(K_(dp))和相关系数(p_(hv))。这些参量的数据精度决定了识别云和降... 双线偏振天气雷达是当前一种比较先进的天气雷达,它能同时获取云和降水特性的参量包括强度(Z_h)、速度(V)、谱宽(W)、差反射率(Z_(dr))、差传输相移(Φ_(dp))、比相差(K_(dp))和相关系数(p_(hv))。这些参量的数据精度决定了识别云和降水粒子及遥测区域降雨量的准确性。这些数据精度与回波信号的信噪比密切相关,当信噪比低于20 dB时(不同雷达有差异),偏振数据的精度明显变差;同时也与雷达的空间分辨率有关,当距离雷达较远时,由于雷达波束的展宽,其回波功率包含不同的水成物粒子的信号,这些都会带来数据精度的误差,影响偏振天气雷达的正确应用。另外,由于受到雷达发射功率的限制,在保证探测数据精度(也就是信号强度要满足信噪比的要求)的前提下,偏振数据的探测距离远低于强度信号的探测距离。为了保证回波信号有足够的信噪比和合适的空间分辨率,双偏振天气雷达的探测范围必须被控制在一个有效的范围内。本文结合偏振雷达探测数据的分析,从保证偏振天气雷达偏振参量数据精度的要求出发,研究探讨了我国现有的不同偏振天气雷达的有效探测范围,其结果对偏振雷达的设计生产和应用有重要的参考作用。 展开更多
关键词 双偏振天气雷达 有效探测范围 信噪比 波束展宽
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S波段双偏振雷达和X波段相控阵天气雷达中气旋识别结果对比 被引量:23
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作者 苏永彦 刘黎平 《气象》 CSCD 北大核心 2022年第2期229-244,共16页
为了比较S波段双偏振雷达资料和X波段相控阵天气雷达资料识别中气旋的差异,结合X波段相控阵天气雷达(XPAR)和S波段双偏振天气雷达(SPOL)及地面观测资料,对比分析了2019年4月19日发生在广州的一次中小尺度天气过程,结果显示:使用的识别... 为了比较S波段双偏振雷达资料和X波段相控阵天气雷达资料识别中气旋的差异,结合X波段相控阵天气雷达(XPAR)和S波段双偏振天气雷达(SPOL)及地面观测资料,对比分析了2019年4月19日发生在广州的一次中小尺度天气过程,结果显示:使用的识别算法可以正确识别出中气旋;XPAR的高时空分辨率数据可以弥补SPOL仰角层不足的缺陷,观测到更加完整的中气旋垂直结构,识别结果中的参数也比SPOL更加细致,更精准地揭示了中气旋的短时演变。研究结果表明XPAR对于强天气回波的观测识别性能相比SPOL具有持续时间更长、垂直结构更加精细、正负速度对差值更大、随整个天气过程演变更加细致等优势,有利于对中小尺度天气系统的快速发展、演变开展细致深入的研究。 展开更多
关键词 相控阵天气雷达 双偏振天气雷达 中气旋 识别
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C波段双线偏振天气雷达零度层亮带识别和订正 被引量:19
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作者 曹杨 陈洪滨 苏德斌 《应用气象学报》 CSCD 北大核心 2018年第1期84-96,共13页
利用2013年8月北京C波段双偏振多普勒天气雷达体扫数据、探空资料和地面雨量站资料,获得反射率因子垂直廓线(vertical profile of reflectivity,VPR)识别零度层亮带,比较平均反射率因子垂直廓线(mean VPR,MVPR)、显著反射率因子垂直廓线... 利用2013年8月北京C波段双偏振多普勒天气雷达体扫数据、探空资料和地面雨量站资料,获得反射率因子垂直廓线(vertical profile of reflectivity,VPR)识别零度层亮带,比较平均反射率因子垂直廓线(mean VPR,MVPR)、显著反射率因子垂直廓线(apparent VPR,AVPR)和显著相关系数垂直廓线(apparent vertical profile of correlation coefficient,AVPCC)3种零度层亮带订正方法的效果,并利用地面雨量站资料进行定量降水估计(quantity precipitation estimation,QPE)验证订正效果。结果表明:采用MVPR和0℃层高度能有效识别零度层亮带,零度层亮带厚度为0.8~1.5 km;经3种方法订正后,零度层亮带影响区得到了不同程度的抑制,其中MVPR法订正效果最差,基本未能减弱零度层亮带的影响,AVPR法和AVPCC法的订正效果较好,明显减弱了零度层亮带影响区的回波强度,订正后回波更均匀。利用地面雨量站数据进行QPE验证表明:经零度层亮带订正后雷达估测的降水与地面雨量站实测降水更接近,也表明AVPR法和AVPCC法效果更好。 展开更多
关键词 双偏振天气雷达 零度层亮带识别 零度层亮带订正
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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
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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 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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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
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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 多普勒天气雷达 定量降水估计
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利用相控阵及双偏振雷达对2016年6月3日华南一次强对流过程的分析 被引量:32
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作者 于明慧 刘黎平 +1 位作者 吴翀 肖艳娇 《气象》 CSCD 北大核心 2019年第3期330-344,共15页
本文结合X波段相控阵雷达(XPAR)和S波段双偏振天气雷达(SPOL)及地面和探空观测资料,分析了2016年6月3日发生在华南的一次超级单体中小尺度特征,结果表明:(1)SPOL的多普勒参量和双偏振参量可以观测到超级单体的强度、速度和相态分布,超... 本文结合X波段相控阵雷达(XPAR)和S波段双偏振天气雷达(SPOL)及地面和探空观测资料,分析了2016年6月3日发生在华南的一次超级单体中小尺度特征,结果表明:(1)SPOL的多普勒参量和双偏振参量可以观测到超级单体的强度、速度和相态分布,超级单体的入流和出流影响钩状回波的形成。(2)XPAR可以获取时空分辨率远高于SPOL的观测资料,可以弥补SPOL仰角层严重不足的缺陷,观测到超级单体完整的垂直结构,可更精确地描述超级单体的短时演变。(3)超级单体钩状回波附近给地面带来了降温、大风和强降水,超级单体经过地区均有明显降温和风区。研究结果证明相控阵雷达和双偏振雷达对认识对流单体中小尺度系统的发展演变有较大帮助。 展开更多
关键词 相控阵天气雷达 双偏振天气雷达 相态识别 对流单体精细结构
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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
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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波段多普勒天气雷达 影响系统 回波特征 特征产品
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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
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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 多普勒天气雷达 雨滴谱反演 衰减订正
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天气雷达中的双极化相控阵技术 被引量:2
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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 多普勒天气雷达 极化 相控阵
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提高天气雷达探测能力的互相关方法和中值滤波技术 被引量:2
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作者 雷亚会 史朝 《现代雷达》 CSCD 北大核心 2016年第5期33-36,57,共5页
应用双偏振天气雷达探测天气信号的方法备受国内外气象科技领域人员的关注。目前,双偏振天气雷达的双通道同时收发体制是由功分器将发射通道的能量等分为水平和垂直两路发射通道,其结果会使每个通道发射能量减半,又由于接收机产生的噪... 应用双偏振天气雷达探测天气信号的方法备受国内外气象科技领域人员的关注。目前,双偏振天气雷达的双通道同时收发体制是由功分器将发射通道的能量等分为水平和垂直两路发射通道,其结果会使每个通道发射能量减半,又由于接收机产生的噪音能量是不变的,必然引起回波信噪比减弱,减弱值约为3 d B。为了避免3 d B损失带来的不利影响,需改进双偏振雷达的探测性能。将双偏振雷达回波信号中的双通道信号间的互相关信息、单通道信号自身的信相关信息及每个信号自身的能量信息求和,再将结果与预先设置好的阈值进行比较。如果结果大于这个阈值,就认为这个信号是有效信号,否则就认为它是噪声并被滤除。文中利用X波段双偏振天气雷达数据,对比了引入互相关算法前后的探测效果,证明利用双通道信号互相关、单通道自相关及信号能量自身求和判断信号是否存在的效果较好;介绍了中值滤波技术,并利用中值滤波技术去除了天气回波中的点杂波,提高了双偏振天气雷达的探测性能。 展开更多
关键词 双偏振天气雷达 互相关方法 中值滤波 点杂波 气象探测 信号与信息处理
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基于卫星和雷达的融合雷达反射率方法研究及其在台风“烟花”观测中的应用 被引量:1
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作者 李超 庄潇然 +1 位作者 马晨 郭晞 《海洋预报》 CSCD 北大核心 2022年第5期84-93,共10页
发展了一种融合葵花8号气象卫星和S波段双偏振天气雷达数据的雷达反射率融合方法,并将其应用在2021年7月超强台风“烟花”的观测分析中。研究结果表明:基于模糊逻辑分类器的质量控制方法能够有效剔除江苏省S波段双偏振天气雷达中存在的... 发展了一种融合葵花8号气象卫星和S波段双偏振天气雷达数据的雷达反射率融合方法,并将其应用在2021年7月超强台风“烟花”的观测分析中。研究结果表明:基于模糊逻辑分类器的质量控制方法能够有效剔除江苏省S波段双偏振天气雷达中存在的非气象杂波。卫星反演得到的雷达反射率可以很好地反映台风“烟花”登陆前后的云系特征和风眼位置,反射率高值区分别位于风眼周围及其北侧的外围螺旋雨带处,与风场高值区存在很好的对应关系。卫星和雷达的融合反射率结果在陆地上与雷达结果更相近,较纯卫星反演结果能更准确地描述陆地的降水云系,且在海陆交界处没有明显的不连续边界出现。卫星和雷达的融合反射率结果还能够较好地描述27日台风“烟花”登陆减弱(云顶降低)时以及28日台风引发飑线的降水云系的特征。 展开更多
关键词 台风“烟花” 气象卫星 双偏振天气雷达 反射率 融合
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华南一次非中气旋海面龙卷的大气条件和雷达特征分析 被引量:5
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作者 郭泽勇 张弘豪 +4 位作者 胡胜 张晶晶 刘显通 陈玉宝 李昭春 《热带气象学报》 CSCD 北大核心 2021年第4期541-555,共15页
利用S波段双偏振雷达、风廓线雷达、L波段探空雷达、区域自动站等观测资料和ERA5再分析资料,对2019年5月26日发生在华南地区一次季风暴雨中海上龙卷过程的大气条件和雷达特征进行了详细分析。(1)低层辐合、高层辐散、中层短波槽东移的... 利用S波段双偏振雷达、风廓线雷达、L波段探空雷达、区域自动站等观测资料和ERA5再分析资料,对2019年5月26日发生在华南地区一次季风暴雨中海上龙卷过程的大气条件和雷达特征进行了详细分析。(1)低层辐合、高层辐散、中层短波槽东移的环流特征为龙卷的对流风暴提供了有利的大尺度动力抬升条件,与大多数陆龙卷的形成机制相似。(2)该龙卷形成的环境条件也与一般非中气旋陆龙卷近似,具有中等大小的对流有效位能,对流抑制能量接近0,为该对流风暴发生发展提供了热力条件,具有发生龙卷的潜势;强0~1km低层风垂直切变和0~6km深层风垂直切变为该对流风暴发展提供了动力条件,其中低层风垂直切变远高于过去对陆龙卷低层风垂直切变统计的下限。(3)雷达发现:龙卷出现前后,TVS(TornadicVortexSignature)雷达产品多次定位提醒,但中气旋产品并未有提醒,有一定示警作用;径向速度产品揭示了龙卷正负速度对的发展变化;龙卷低层旋转速度大值区多位于带状回波前沿,对应的差分反射率Z_(DR)减小,相关系数CC较低,有利于确定龙卷的持续时间和影响范围。 展开更多
关键词 龙卷 TVS 风暴相对螺旋度 双偏振天气雷达 华南
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