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双线偏振雷达差分传播相移的质量控制 被引量:15
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作者 杜牧云 刘黎平 +1 位作者 胡志群 余蓉 《应用气象学报》 CSCD 北大核心 2012年第6期710-720,共11页
利用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(C-band PolarimetricDoppler Radar on Wheel,CPDRW)的外场试验,在统计分析降水、地物回波差分传播相移φ_(DP)数据的差别与信噪比关系等基础上,提出了一... 利用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(C-band PolarimetricDoppler Radar on Wheel,CPDRW)的外场试验,在统计分析降水、地物回波差分传播相移φ_(DP)数据的差别与信噪比关系等基础上,提出了一套数据分析和处理的方法。该方法通过φ_(DP)的异常波动并结合回波的强度Z_H和速度V_r信息将地物回波信号分离出来,在降水估测或衰减订正等定量应用时将其剔除。对于气象回波则根据信噪比及零滞后互相关系数ρ_(HV)(0)将φ_(DP)资料分为较好、较差和差3类。对于较好数据直接进行后续的预处理,对于较差数据先订正后处理,而对于差数据将其剔除以保证φ_(DP)资料的整体质量。经过大量资料的验证,该方法在最大程度上保留气象信息的同时也保证了φ_(DP)资料的质量,并能估算出质量较高的差分传播相移率K_(DP)资料。 展开更多
关键词 双线偏振雷达 差分传播相移 差分传播相移 质量控制
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基于粒子滤波的差分传播相移估计方法 被引量:1
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作者 李海 崔爱璐 +1 位作者 章涛 吴仁彪 《雷达科学与技术》 北大核心 2017年第5期457-466,共10页
针对差分传播相移与差分传播相移率易受到各种噪声及其他偏振参量衰减影响的问题,提出了一种粒子滤波方法,实现差分传播相移与差分传播相移率的估计。该方法首先利用偏振参量之间的相互关系建立状态方程和观测方程,然后将方程应用于粒... 针对差分传播相移与差分传播相移率易受到各种噪声及其他偏振参量衰减影响的问题,提出了一种粒子滤波方法,实现差分传播相移与差分传播相移率的估计。该方法首先利用偏振参量之间的相互关系建立状态方程和观测方程,然后将方程应用于粒子滤波同步估计差分传播相移与差分传播相移率。所提方法与滑动平均、迭代滤波以及卡尔曼滤波方法利用X波段双偏振多普勒雷达X-SAPR的外场观测数据进行了比较实验。实验结果表明,粒子滤波方法可以准确估计差分传播相移,使滤波处理后的数据具有更好的连续性、平滑性和准确性,通过将估计后的数据应用于衰减订正进一步验证了该方法的有效性。 展开更多
关键词 双偏振雷达 衰减订正 差分传播相移 粒子滤波
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线性规划在X波段双线偏振多普勒天气雷达差分传播相移质量控制中的应用 被引量:20
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作者 马建立 陈明轩 +1 位作者 李思腾 仰美霖 《气象学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第3期516-528,共13页
对X波段双线偏振多普勒天气雷达而言,差分传播相移(φDP)数据质量是影响雷达应用的关键因素,需要开展其数据的质量控制。首先利用相关系数(ρHV),差分反射率(ZDR)纹理和差分传播相移纹理特征信息剔除非气象回波,然后采用一种新的方法—... 对X波段双线偏振多普勒天气雷达而言,差分传播相移(φDP)数据质量是影响雷达应用的关键因素,需要开展其数据的质量控制。首先利用相关系数(ρHV),差分反射率(ZDR)纹理和差分传播相移纹理特征信息剔除非气象回波,然后采用一种新的方法——线性规划来开展差分传播相移的数据质量控制。比较分析了雷达原始差分传播相移数据经过3、5、7点不同平滑点数对线性规划结果的影响,分析数据表明不同平滑点数对线性规划结果几乎无影响。将线性规划方法应用到北京组网的X波段双线偏振多普勒天气雷达差分传播相移数据质量控制上,结果表明,差分传播相移经过线性规划后,可以有效提升其数据质量,表现在:(1)差分传播相移具有累积递增属性和差分传播相移率(KDP)的非负属性,与差分传播相移和差分传播相移率应该具备的物理属性一致;(2)可以有效剔除因冰雹等大粒子产生的后向差分传播相移(δ)对差分传播相移的影响,提升其计算差分传播相移率的准确度。 展开更多
关键词 线性规划 X波段双线偏振雷达 差分传播相移数据质量控制
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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
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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 质量控制
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偏振多普勒雷达定量测量降雨精度的改进 被引量:27
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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波段多参数气象雷达对强风暴云雷电个例的探测研究 被引量:8
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作者 崔丹 肖辉 +2 位作者 王振会 何宇翔 秦元明 《大气科学学报》 CSCD 北大核心 2009年第6期839-850,共12页
利用多普勒双偏振多参数气象雷达,结合地面LD-II闪电定位仪资料,对一次中尺度对流强风暴云的雷电过程进行观测分析。结果表明,闪电发生前后,对流云上部的差分传播相移率KDP、差分反射率因子ZDR和差相移ΦDP有明显的变化,反映出云中冰相... 利用多普勒双偏振多参数气象雷达,结合地面LD-II闪电定位仪资料,对一次中尺度对流强风暴云的雷电过程进行观测分析。结果表明,闪电发生前后,对流云上部的差分传播相移率KDP、差分反射率因子ZDR和差相移ΦDP有明显的变化,反映出云中冰相粒子排列取向随云中电场分布结构的变化而变化。这种闪电发生时冰相粒子排列取向存在明显变化的信息,说明用多参数气象雷达探测的技术以及开展雷电预警预报是可行的。 展开更多
关键词 闪电 偏振雷达 差分传播相移 差分反射率 相移
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X波段双极化雷达在北京夏季降水估测中的应用 被引量:11
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作者 陈羿辰 刘锦丽 +2 位作者 段树 苏德斌 吕达仁 《气候与环境研究》 CSCD 北大核心 2012年第3期292-302,共11页
利用X波段双极化雷达和地面自动雨量站数据对北京地区2009年夏季降水进行分析,先采用低通滤波、衰减订正等方法对数据质量进行控制,提取了单位差分传播相移Kdp之后,分别拟合出X波段双极化雷达参数与降水之间的两个关系式:Zh=159R1.37及R... 利用X波段双极化雷达和地面自动雨量站数据对北京地区2009年夏季降水进行分析,先采用低通滤波、衰减订正等方法对数据质量进行控制,提取了单位差分传播相移Kdp之后,分别拟合出X波段双极化雷达参数与降水之间的两个关系式:Zh=159R1.37及R=13.9Kdp0.81,最后再分别利用这些拟合公式对北京地区进行降雨估测。结果表明:雷达用这两个公式估测的降雨量与地面实测降雨量有较好的一致性;且当每小时降雨量大于10mm时,Kdp-R的估测比Zh-R估测更稳定、准确;通过平均标准差统计可知,Kdp-R估测精度明显高于Zh-R估测精度。 展开更多
关键词 双极化雷达 单位差分传播相移 自动雨量站 降水估测
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双线偏振天气雷达测量精度分析 被引量:6
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作者 张越 李忱 《现代雷达》 CSCD 北大核心 2006年第4期8-10,共3页
双线偏振雷达是继多普勒雷达技术后,将在我国逐步推广的天气雷达探测技术。双线偏振技术扩展了常规多普勒雷达功能,可以直接探测到与降水粒子的微物理特征有关的差分反射率因子ZDR、差分传播相移KDP等物理量。基于先进的C波段双线偏振... 双线偏振雷达是继多普勒雷达技术后,将在我国逐步推广的天气雷达探测技术。双线偏振技术扩展了常规多普勒雷达功能,可以直接探测到与降水粒子的微物理特征有关的差分反射率因子ZDR、差分传播相移KDP等物理量。基于先进的C波段双线偏振多普勒天气雷达的系统构成、工作过程和性能指标,分析了双线偏振天气雷达测量精度。计算结果表明,文中设计的雷达能够满足实际使用要求。 展开更多
关键词 双线偏振 天气雷达 差分反射率因子 差分传播相移
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基于EMD方法的X波段双偏振雷达衰减订正 被引量:4
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作者 李海 冯兴寰 孟凡旺 《雷达科学与技术》 北大核心 2022年第2期119-127,共9页
针对X波段双偏振雷达信号在降雨路径中的衰减现象,本文提出经验模式分解(Empirical Mode Decomposition,EMD)方法进行X波段双偏振雷达衰减订正,首先对总差分传播相移进行EMD分解得到有限个基本模式分量(Intrinsic Mode Function,IMF),... 针对X波段双偏振雷达信号在降雨路径中的衰减现象,本文提出经验模式分解(Empirical Mode Decomposition,EMD)方法进行X波段双偏振雷达衰减订正,首先对总差分传播相移进行EMD分解得到有限个基本模式分量(Intrinsic Mode Function,IMF),并基于皮尔逊相关系数准则将IMF分为噪声IMF和信号IMF两类,然后对信号IMF进行有效重构得到差分传播相移,再将差分传播相移通过最小二乘法拟合得到差分传播相移率,最后对求得的差分传播相移与差分传播相移率采用自适应约束方法进行反射率衰减订正。利用EMD方法和其他方法进行对比分析,其结果表明,EMD方法能够有效地消除X波段双偏振雷达回波数据中后向散射的影响,在保留真实的气象信息的同时,有效地抑制差分传播相移的显著波动,进而衰减订正效果更好。 展开更多
关键词 双偏振雷达 差分传播相移 经验模式分解 衰减订正
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基于S波段双极化雷达的变分法的定量降水估计算法 被引量:3
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作者 刘陈帅 张阿思 陈生 《热带气象学报》 CSCD 北大核心 2022年第3期422-432,共11页
基于比差分传播相移(K_(DP))的降水估计算法 R( K_(DP)) 相较于传统基于水平反射率因子 ( Z_(H)) 的算法R( Z_(H))的表现更优。在雷达实际运行中,由于随机误差和后向散射相位(backscattering phase)的影响,可能出现负的 K_(DP)。运用一... 基于比差分传播相移(K_(DP))的降水估计算法 R( K_(DP)) 相较于传统基于水平反射率因子 ( Z_(H)) 的算法R( Z_(H))的表现更优。在雷达实际运行中,由于随机误差和后向散射相位(backscattering phase)的影响,可能出现负的 K_(DP)。运用一种基于变分的雷达定量降水估计混合算法(V-RQPE)。该算法用变分拟合方法重构差分相位(Φ_(DP)),用一种新的稳健的边界条件求解方法,在消除随机误差的同时获得非负的 K_(DP),进而进行降水估计。随后我们使用 2017年 5月 7日广州 S波段雷达的回波数据和地面雨量站观测数据进行验证,同时使用了六种不同的算法进行对比,结果显示,在 1 小时累计降水估计中,V-RQPE 表现最好,在 24 小时累计降水估计中,V-RQPE 和基于变分拟合的 K_(DP)的降水估计算法(R-VKDP)表现最好,实验结果表明变分拟合方法对雷达降水估计能力有显著提升。 展开更多
关键词 变分拟合 雷达定量降水估计 差分传播相移 边界条件
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