双线偏振多普勒雷达资料质量分析 被引量：43

1

作者 杜牧云 刘黎平 +1 位作者 胡志群 杨川 《气象学报》 CSCD 北大核心 2013年第1期146-158,共13页

以中国气象科学研究院灾害天气国家重点实验室的车载C波段双线偏振多普勒雷达(CPDRW)2011年完成升级改造后观测的一次大范围层状云降水过程资料为例,讨论了该设备改造后探测资料质量的改进情况及其对降水粒子的探测性能,同时利用模糊逻... 以中国气象科学研究院灾害天气国家重点实验室的车载C波段双线偏振多普勒雷达(CPDRW)2011年完成升级改造后观测的一次大范围层状云降水过程资料为例,讨论了该设备改造后探测资料质量的改进情况及其对降水粒子的探测性能,同时利用模糊逻辑法结合地物的常规特性和偏振特性,建立了一种运用双线偏振雷达观测资料识别地物及地物与降水混合回波的方法,并利用该雷达的观测资料对识别结果进行了分析检验,最后统计分析了降水回波的差分反射率因子(Z_(DR))、零滞后互相关系数(ρ_(HV)(0))与信噪比的关系,以及系统初始相位的稳定性及降水资料的一致性。分析结果表明,在常规参量的基础上添加偏振参量并采用模糊逻辑法构建的综合识别模式和常规识别模式都能较好地识别地物,但综合识别模式明显改善了常规识别模式0速度区过度识别的问题,且在地物与降水回波混合的情况下叠加混合回波识别模式具有更加明显的优势。雷达改造前,Z_(DR)及ρ_(HV)(0)在信噪比小于25 dB时受噪声影响很大,测量值存在较大误差,资料变得不可信;通过这次的升级改造,其信噪比探测阈值由25 dB降低到15 dB。系统初始相位比改造前更加稳定,随仰角和时间的波动性更小。利用垂直扫描数据进行系统误差订正后的Z_(DR)资料能较好地反映降水粒子的实际情况,Z_(DR)随信噪比的变化较之改造前更加平稳,而对差传播相移Φ_(DP)进行分类处理后拟合的差传播相移率K_(DP)资料也与实际情况一致。 展开更多

关键词 双线偏振多普勒雷达 资料质量分析 地物识别 差分反射率因子 差传播相移

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3836C波段双线偏振多普勒雷达及其在一次降水过程中的应用研究 被引量：33

2

作者 曹俊武 刘黎平 +1 位作者 陈晓辉 陈刚 《应用气象学报》 CSCD 北大核心 2006年第2期192-200,257,共10页

该文介绍了2004年完成的在北京市气象局升级改造后的3836C波段双线偏振多普勒雷达的技术状况,并通过对2004年11月9日北京地区一次大范围层状云降水观测资料的分析,讨论了其探测资料的质量情况和对降水粒子的探测性能,同时还根据零度层... 该文介绍了2004年完成的在北京市气象局升级改造后的3836C波段双线偏振多普勒雷达的技术状况,并通过对2004年11月9日北京地区一次大范围层状云降水观测资料的分析,讨论了其探测资料的质量情况和对降水粒子的探测性能,同时还根据零度层亮带内不同相态降水粒子的散射和空间取向等特征建立了一种利用双线偏振雷达观测资料识别零度层亮带的方法,并利用该雷达的观测资料对识别结果做分析检验,最后讨论了零度层亮带内各种降水粒子相态的变化规律。研究结果表明:除线性退极化比LDR未作分析外,3836雷达探测到的这次降雨过程的分析结果与国外双线偏振雷达的研究结果相似,其对降水粒子相态结构的反映比较有效合理。建立的零度层亮带识别模式合理,识别得到的结果能反映零度层亮带的特征。通过对零度层亮带内各偏振参数的变化特点分析,从双偏振雷达测量参数的角度解释了“零度层亮带”现象的形成是由于在零度层以下的冰相粒子融化成大雨滴然后再裂碎为小雨滴,从而造成在该层内水平偏振反射率因子ZH、差分反射率因子ZDR先增大后减小、水平/垂直偏振波零延迟相关系数ρhv(0)先减小后增大的规律。 展开更多

关键词 3836C波段双线偏振多普勒雷达 资料质量 零度层亮带 降水粒子的相态结构

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双线偏振多普勒雷达测量精度的理论分析 被引量：17

3

作者 丁青兰 刘黎平 +1 位作者 葛润生 徐宝祥 《应用气象学报》 CSCD 北大核心 2003年第1期30-38,共9页

双线偏振雷达的主要任务之一是定量测量降水 ,反射率因子ZH、差反射率因子ZDR、差相移率常数KDP都可以用来反演降雨强度 ,而KDP的测量误差大小是影响反演降雨强度效果的关键。本文从理论公式出发 ,计算和分析了不同方位平均、距离平均... 双线偏振雷达的主要任务之一是定量测量降水 ,反射率因子ZH、差反射率因子ZDR、差相移率常数KDP都可以用来反演降雨强度 ,而KDP的测量误差大小是影响反演降雨强度效果的关键。本文从理论公式出发 ,计算和分析了不同方位平均、距离平均、不同谱宽σV等因素对差传播相移ΦDP测量精度的影响。理论计算结果表明 :ΦDP的测量误差随着样本对数M、距离平均区间的增大而减小 ,随σV 的增大而增大 (σV=1m/s时例外 ) ,此外 ,还总结了 3种由ΦDP计算KDP的方法 ,并对这 3种方法的测量误差进行了比较 ,发现方法二的测量误差很大 ,方法一和方法三在一定的条件下都能使KDP测量精度达到 0 .1°/km。 展开更多

关键词 差传播相移 差相移率常数 反射率因子 双线偏振多普勒雷达 测量精度

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双线偏振多普勒雷达资料质量的定量评估 被引量：9

4

作者 杜牧云 刘黎平 +1 位作者 胡志群 余蓉 《气象学报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第4期754-768,共15页

以中国气象科学研究院灾害天气国家重点实验室的车载C波段双线偏振多普勒雷达2011年在云南洱源的外场观测资料为例,通过雷达质量指数算法将影响雷达资料质量的主要因子——波束展宽、波束遮挡、地物杂波污染、电磁波衰减等,以距离库为... 以中国气象科学研究院灾害天气国家重点实验室的车载C波段双线偏振多普勒雷达2011年在云南洱源的外场观测资料为例,通过雷达质量指数算法将影响雷达资料质量的主要因子——波束展宽、波束遮挡、地物杂波污染、电磁波衰减等,以距离库为单元按0-1的取值范围量化处理,以此对雷达资料质量进行定量评估。其中,质量指数越接近0就表示雷达资料受各因子影响越大,质量越差;质量指数越接近于1,表示雷达资料受各因子影响越小,质量越好。根据该定量评估结果可以直观地了解资料质量受各因子的影响程度及其整体情况,并方便根据不同的应用需要来筛选数据。 展开更多

关键词 双线偏振多普勒雷达 资料质量分析 雷达质量指数 定量评估

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X波段双线偏振多普勒雷达共极化差分相移资料的滤波方法研究 被引量：12

5

作者 赵川鸿 周筠珺 +3 位作者 肖辉 赵鹏国 张晓玲 胡天洁 《大气科学》 CSCD 北大核心 2019年第2期285-296,共12页

为了提高X波段双线偏振多普勒雷达的共极化差分相移Ψ_C质量,利用714XDP-A型车载X波段双线偏振多普勒雷达在北京顺义的探测资料,构造了一个综合滤波方法。将其应用于滤波处理,得到结果:(1)综合小波去噪滤波方法在滤波处理及差分传播相移... 为了提高X波段双线偏振多普勒雷达的共极化差分相移Ψ_C质量,利用714XDP-A型车载X波段双线偏振多普勒雷达在北京顺义的探测资料,构造了一个综合滤波方法。将其应用于滤波处理,得到结果:(1)综合小波去噪滤波方法在滤波处理及差分传播相移率K_(DP)的估算方面相较于中值滤波、综合滑动平均、综合卡尔曼滤波及综合有限脉冲响应(FIR)滤波都是最优秀的,其能较好地保留原始Ψ_C平均趋势及细节特征(偏差基本在±2°可信范围内,部分区域由于对原始Ψ_C细节特征的保留会略有超出),避免探测误差零值对滤波产生的影响(误差零值订正值回归平均趋势水平,偏差在±2°可信范围内),对原始Ψ_C距离廓线的平滑程度达到了94%～97%[平滑了超出±1.5°Gate^(-1)(Gate表示雷达距离库)的波动,对±1.5°Gate^(-1)内波动保留];(2)估算的K_(DP)整体在±5°km^(-1)边界阈值内,避免了探测误差零值、环境噪声和δ对K_(DP)估算产生的误差影响,K_(DP)对较强降水指示明显(在回波强度30 dBZ≤Z_H<37 dBZ的层积云降水中K_(DP)普遍大于0.25°km^(-1),峰值可达到4.3°km^(-1);在回波强度30 dBZ≤Z_H<50 dBZ的积雨云降水中K_(DP)普遍大于0.1°km^(-1),峰值可达到1.95°km^(-1))。本文工作对于降水估测和水成物粒子识别有着改善效果,这对雷暴天气预警预报具备重要意义。 展开更多

关键词 共极化差分相移 滤波 X波段双线偏振多普勒雷达

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C波段双线偏振多普勒雷达差分相位质量分析 被引量：19

6

作者 曹杨 苏德斌 +1 位作者 周筠珺 徐文静 《高原气象》 CSCD 北大核心 2016年第2期548-559,共12页

由于差分传播相移率(K_(DP))不受电磁波在雨区衰减影响,与降水强度呈线性关系,在定量降水估测和降水粒子相态识别方面具有重要作用。利用北京市气象局C波段双线偏振多普勒天气雷达观测数据,对差分相位(Φ_(DP))数据进行了质量分析和处理... 由于差分传播相移率(K_(DP))不受电磁波在雨区衰减影响,与降水强度呈线性关系,在定量降水估测和降水粒子相态识别方面具有重要作用。利用北京市气象局C波段双线偏振多普勒天气雷达观测数据,对差分相位(Φ_(DP))数据进行了质量分析和处理,包括地物杂波抑制、退折叠和滤波;再利用该雷达在2012年7月21日特大暴雨期间观测到的数据分析Φ_(DP)处理效果,并用处理后的Φ_(DP)数据估算K_(DP),对估算结果进行了分析。结果表明,该算法能有效识别地物杂波、退除差分相位折叠以及滤除干扰和降水移动等引起的随机数据波动,处理后的数据估算的K_(DP)能有效反映降水粒子的特性。 展开更多

关键词 C波段双线偏振多普勒天气雷达 差分相位 差分传播相移率 质量控制

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双线偏振多普勒天气雷达识别冰雹区方法研究 被引量：45

7

作者 曹俊武 刘黎平 《气象》 CSCD 北大核心 2006年第6期13-19,共7页

利用美国KOUN雷达的一次强对流天气过程的观测资料,讨论分析了利用双线偏振雷达观测资料识别冰雹区的方法,在此基础上建立了利用模糊逻辑法识别冰雹的识别模式,并对其得到的结果进行分析和讨论,为国内未来的双线偏振雷达业务运行提供参... 利用美国KOUN雷达的一次强对流天气过程的观测资料,讨论分析了利用双线偏振雷达观测资料识别冰雹区的方法,在此基础上建立了利用模糊逻辑法识别冰雹的识别模式,并对其得到的结果进行分析和讨论,为国内未来的双线偏振雷达业务运行提供参考和帮助。分析结果表明:基于模糊逻辑法利用双线偏振雷达观测资料建立的识别模式,不仅可以反映出实际的冰雹区位置,而且还可以对其分类。其识别的结果比较符合实际的天气过程。 展开更多

关键词 双线偏振多普勒雷达 模糊逻辑法 冰雹 识别

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移动X波段双线偏振多普勒天气雷达差分相位数据质量控制 被引量：36

8

作者 肖艳姣 王斌 +2 位作者 陈晓辉 曹俊武 杨贤明 《高原气象》 CSCD 北大核心 2012年第1期223-230,共8页

针对移动X波段双线偏振多普勒天气雷达,提出了一套差分相位数据质量控制算法,包括地物杂波抑制、退折叠、初始差分相位调整和滤波等,然后利用2个个例分析了这种差分相位数据质量控制算法的效果。结果表明,该算法能有效地识别和消除差分... 针对移动X波段双线偏振多普勒天气雷达,提出了一套差分相位数据质量控制算法,包括地物杂波抑制、退折叠、初始差分相位调整和滤波等,然后利用2个个例分析了这种差分相位数据质量控制算法的效果。结果表明,该算法能有效地识别和消除差分相位数据中的地物杂波、退掉折叠的相位和滤除正常的随机差分相位波动。 展开更多

关键词 X波段双线偏振多普勒天气雷达 差分相位 质量控制

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车载X波段双线偏振多普勒天气雷达及其数据处理系统 被引量：13

9

作者 陈晓辉 曹俊武 +2 位作者 胡志群 肖艳娇 汪旭东 《气象》 CSCD 北大核心 2010年第8期116-125,共10页

文章介绍了车载X波段双线偏振多普勒天气雷达及其数据处理系统,并对其资料质量和应用问题进行了分析和讨论。该雷达采用的单发双收的工作机制,实现对Z_H、Z_(DR)、Φ_(DP)、K_(DP)、ρ_(HV)(0)以及L_(DR)等参数的探测。这些信息反映了... 文章介绍了车载X波段双线偏振多普勒天气雷达及其数据处理系统,并对其资料质量和应用问题进行了分析和讨论。该雷达采用的单发双收的工作机制,实现对Z_H、Z_(DR)、Φ_(DP)、K_(DP)、ρ_(HV)(0)以及L_(DR)等参数的探测。这些信息反映了云和降水粒子的范围、大小和运动变化等特征,是研究云和降水特别是灾害性天气的形成机制及其物理过程变化的有效工具。基于该雷达的数据处理系统是在利用这些测量参数的基础上,可以实现降水处理和降水粒子相态识别功能,为用户提供有效的气象服务。 展开更多

关键词 车载X波段双线偏振多普勒天气雷达 数据处理系统 降水估测 相态识别

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C波段双偏振多普勒天气雷达资料分析及在定量估计降水中的应用研究 被引量：23

10

作者 寇蕾蕾 李应超 +1 位作者 楚志刚 徐芬 《热带气象学报》 CSCD 北大核心 2018年第4期460-471,共12页

基于南京信息工程大学C波段双线偏振多普勒天气雷达(NUIST-CDP)的观测资料,结合南京龙王山SA天气雷达数据、南京信息工程大学大气综合观测基地的OTT Parsivel雨滴谱仪数据、南京市地面雨量计数据,分析NUIST-CDP探测资料的质量及定量降... 基于南京信息工程大学C波段双线偏振多普勒天气雷达(NUIST-CDP)的观测资料,结合南京龙王山SA天气雷达数据、南京信息工程大学大气综合观测基地的OTT Parsivel雨滴谱仪数据、南京市地面雨量计数据,分析NUIST-CDP探测资料的质量及定量降水估计(QPE)精度情况。将NUIST-CDP与SA雷达的回波强度数据进行了对比,发现NUIST-CDP回波强度偏弱;将滴谱仪上方NUIST-CDP测量的反射率因子Z_H、差分反射率因子Z_(DR)与滴谱仪数据对比,雷达参量Z_H、Z_(DR)与滴谱仪数据变化趋势一致,但整体略偏小;比较差分传播相移率K_(DP)与Z_H的变化情况,由差分传播相移Φ_(DP)经最小二乘法计算得到的K_(DP)与Z_H数据一致性很好。利用南京地区2015年夏季(5—8月)收集的滴谱数据计算偏振雷达参数,拟合测雨方程,进行两次降水过程个例的QPE分析,并与南京地区雨量计数据进行了对比。结果表明:R(K_(DP))测雨精度最高,R(K_(DP),Z_(DR))次之,使用偏振参量能明显提高降雨估算精度;R(Z_H)、R(Z_H,Z_(DR))方法测雨反演结果低于地面雨量计雨量值,且低于SA雷达反演结果。 展开更多

关键词 C波段双线偏振多普勒天气雷达 雨滴谱 数据质量分析 定量降水估计(QPE)

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双偏振多普勒天气雷达和CINRAD-SA对比分析 被引量：11

11

作者 胡明宝 赵景志 +1 位作者 夏文梅 徐芳 《现代雷达》 CSCD 北大核心 2012年第1期5-8,19,共5页

为了解S波段双偏振多普勒天气雷达的探测性能,开展了与CINRAD-SA观测数据的比对工作,分析了2部雷达测量的反射率因子值之间的差异;同时利用地面雨量计观测值作为基准,比较了2部雷达估测降雨量的效果。研究结果表明:双偏振雷达测量的反... 为了解S波段双偏振多普勒天气雷达的探测性能,开展了与CINRAD-SA观测数据的比对工作,分析了2部雷达测量的反射率因子值之间的差异;同时利用地面雨量计观测值作为基准,比较了2部雷达估测降雨量的效果。研究结果表明:双偏振雷达测量的反射率因子值比SA雷达要弱;利用双偏振雷达观测的K_(DP)数据计算的降雨量与雨量计观测值最为接近,而R(Z_H)方法和R(Z_H,Z_(DR))方法计算结果都明显低于雨量计测值,R(Z_(DR),K_(DP))方法计算结果大于雨量计测值;SA雷达用R(Z)方法的计算结果也低于雨量计测值,但要好于双偏振雷达的R(Z_H)方法。 展开更多

关键词 SA雷达 双线偏振多普勒天气雷达 反射率因子 降雨量 对比分析

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X波段双偏振气象雷达差分相位质量控制 被引量：4

12

作者 徐星 闫贺 +4 位作者 周晔 汪玲 孙小航 李益兵 朱岱寅 《雷达科学与技术》 北大核心 2022年第6期671-677,687,共8页

气象雷达差分相位的质量控制是通信和遥感遇到的一个基本问题。前向散射引起的差分相位估计的准确性对于测量降水量,反射率的衰减订正具有重要意义,尤其对于X波段的双偏振雷达。而后向差分相位的值则包含了非瑞利散射和降水微物理等有... 气象雷达差分相位的质量控制是通信和遥感遇到的一个基本问题。前向散射引起的差分相位估计的准确性对于测量降水量,反射率的衰减订正具有重要意义,尤其对于X波段的双偏振雷达。而后向差分相位的值则包含了非瑞利散射和降水微物理等有价值的信息,因此需要准确地分离出前向散射引起的差分相位和后向差分相位。但在雷达射线传播路径中可能会存在其他非气象目标的干扰或受到周围某单频点电磁波的干扰,导致接收到的电磁波存在噪声因素,从而使测量得到的总差分相位值不准确,因此还需要考虑对接收得到的差分相位先进行质量控制。本文基于X波段双线偏振多普勒天气雷达,提出了对测量得到的差分相位进行质量控制的方法,有效地减少噪声的影响,再利用处理得到的总差分相位分离前向散射引起的差分相位和后向差分相位。结果表明,该方法可以有效地对非降水回波干扰引起数据的大振幅进行平滑,分离得到的前向散射相位满足理论规律。 展开更多

关键词 X波段双线偏振多普勒天气雷达 差分相位 后向差分相位 质量控制

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