风云二号卫星资料在雷达降水估测中的应用 被引量：3

1

作者 任靖 黄勇 +2 位作者 官莉 叶金印 倪婷 《遥感信息》 CSCD 北大核心 2017年第3期39-44,共6页

针对单一的气象卫星或者天气雷达估测降水存在的一些缺陷,介绍了风云二号(FY-2)气象卫星资料的一种应用方法。先根据红外亮温阈值划分降水云系,再选用适合的雷达反射率因子-降水强度(Z-I)模型进行降水估测;雷达未覆盖区域,基于不同红外... 针对单一的气象卫星或者天气雷达估测降水存在的一些缺陷,介绍了风云二号(FY-2)气象卫星资料的一种应用方法。先根据红外亮温阈值划分降水云系,再选用适合的雷达反射率因子-降水强度(Z-I)模型进行降水估测;雷达未覆盖区域,基于不同红外亮温区各等级降水及其对应的亮温差的统计结果,查找最接近的降水强度并用不同云型的平均归一化误差进行修正。以2011年6—8月淮河流域地面站点1h雨量计资料为检验资料,验证卫星资料的应用效果。发现添加卫星资料后,会导致原本偏低的雷达估测1h降水量偏高,但准确估测样本量以及相似系数均有所增加;为雷达未覆盖区域降水量的反演提供资料的同时,对于雷达有效覆盖的区域而言,能够去除雷达定量估测降水中的奇异点。 展开更多

关键词 雷达估测降水 云分类 风云二号卫星 红外亮温阈值 淮河流域

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雷达-雨量计联合估测降水初值场形成方法探讨 被引量：40

2

作者 李建通 郭林 杨洪平 《大气科学》 CSCD 北大核心 2005年第6期1010-1020,共11页

在雷达-雨量计联合估测区域降水量中,参加校准的雷达初值场代表性好坏在很大程度上影响了最终的估测精度和雨量分布.作者从参加校准的雷达初值场的基本要求出发,分析了先前几种预处理方法的优缺点,提出一种新的资料预处理方法--时间权... 在雷达-雨量计联合估测区域降水量中,参加校准的雷达初值场代表性好坏在很大程度上影响了最终的估测精度和雨量分布.作者从参加校准的雷达初值场的基本要求出发,分析了先前几种预处理方法的优缺点,提出一种新的资料预处理方法--时间权重平均法,并用1996～1997年的雷达和地面雨量站实测资料进行了分析.结果表明:该方法充分考虑了雷达和雨量计观测的时间一致性,能够在一定程度上改善雷达估测降水的初值场,提高了估测区域降水量的精度. 展开更多

关键词 雷达 雷达降水估测 区域降水量 精度

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雷达回波强度拼图的定量估测降水及其效果检验 被引量：33

3

作者 梁建茵 胡胜 《热带气象学报》 CSCD 北大核心 2011年第1期1-10,共10页

为了得到精度更高的高时空分辨率格点定量估测降水量,需要将雷达资料和雨量计降水量资料进行有效的综合利用。利用广东6部多普勒雷达的回波强度拼图资料和稠密的自动雨量计降水强度观测资料,采用概率密度法建立Z-R关系进行雷达降水估计... 为了得到精度更高的高时空分辨率格点定量估测降水量,需要将雷达资料和雨量计降水量资料进行有效的综合利用。利用广东6部多普勒雷达的回波强度拼图资料和稠密的自动雨量计降水强度观测资料,采用概率密度法建立Z-R关系进行雷达降水估计,并采用客观订正方法利用雨量计资料对雷达降水估计进行校准。交叉检验表明:利用雨量计对雷达降水估计进行客观方法订正可以取得比单纯用雨量计资料进行OI插值好的效果。OI雷达订正法较优。 展开更多

关键词 大气探测 雷达降水估测 客观订正方法 交叉检验

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大气垂直运动对雷达估测降水的影响 被引量：11

4

作者 阮征 李淘 +2 位作者 金龙 李丰 葛润生 《应用气象学报》 CSCD 北大核心 2017年第2期200-208,共9页

运用雷达反射率因子(Z)与降水强度(R)之间的关系定量估测降水,降水云体中的大气垂直运动(w_a)不可忽视。PARSIVEL激光雨滴谱仪(简称PARSIVEL)在获取雨滴粒径分布的同时可以从测量的雨滴下降速度分布中提取w_a,用于分析PARSIVEL高度上的... 运用雷达反射率因子(Z)与降水强度(R)之间的关系定量估测降水,降水云体中的大气垂直运动(w_a)不可忽视。PARSIVEL激光雨滴谱仪(简称PARSIVEL)在获取雨滴粒径分布的同时可以从测量的雨滴下降速度分布中提取w_a,用于分析PARSIVEL高度上的大气垂直运动对雷达Z估测降水强度影响。使用2014年5-6月华南季风降水观测试验期间广东阳江5次层状云、6次对流性降水过程中PARSIVEL数据分析大气垂直运动对定量估测降水影响,w_a对层状云和对流云降水强度影响范围分别为-0.18~1.05 mm·h^(-1)和-5.44~24.81 mm·h^(-1),相对影响值分别为-13.61%~13.99%~38.59%~25.92%。静止大气条件下,雷达估算降水Z-R关系式中系数A,b引起的层状云和对流云降水估测偏差平均分别为10.9%和25.5%。真实大气中雷达估测降水的偏差平均情况是层状云降水由于w_a的对消作用降低为9.2%,对流云降水则增加到51.2%。对流性降水中大气垂直运动对雷达估测降水的影响较大。 展开更多

关键词 PARSIVEL激光雨滴谱仪 大气垂直运动 雷达定量估测降水 Z-R关系 影响因子

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基于地理地形因子动态调整的复杂地形区雷达定量估测降水技术 被引量：6

5

作者 刘维成 沙宏娥 +3 位作者 肖玮 苟尚 王基鑫 张伟 《高原气象》 CSCD 北大核心 2022年第3期708-720,共13页

雷达定量降水估测可以提供时间连续、水平分辨率高和覆盖范围广阔的降水产品,目前已成为气象监测的重要手段之一。尽管当前针对不同地区雷达估测降水的方法有了长足的发展,但是复杂地形区的雷达降水估测效果仍需改进。本文针对青藏高原... 雷达定量降水估测可以提供时间连续、水平分辨率高和覆盖范围广阔的降水产品,目前已成为气象监测的重要手段之一。尽管当前针对不同地区雷达估测降水的方法有了长足的发展,但是复杂地形区的雷达降水估测效果仍需改进。本文针对青藏高原东北边坡复杂地形区雷达降水估测,在固定经验Z-I关系、云分类经验Z-I关系、回波分级统计Z-I关系3种已有算法的基础上,建立了基于准稳定移动窗口的地理地形因子实时动态调整降水估测订正算法,并利用2017-2018年汛期临夏地区降水天气个例开展估测效果评估。结果表明:未经订正算法估测降水值往往较实况观测值偏小,而经过订正后的估测降水平均值与观测实况较为一致;不同算法对于小量级降水估测的累计概率分布(CDF)与观测实况偏差较大,而随着降水量级逐渐增加,估测降水的CDF与实况观测逐渐接近,基于回波分级统计Z-I关系的订正算法估测性能更为稳定;不同算法估测降水量的误差差异较大,未订正算法对所有降水以低估为主,基于回波分级统计Z-I关系订正算法和基于固定经验Z-I关系订正算法的整体估测偏差较小;未经订正算法对对流性降水天气主要降水落区估测较好,但对降水强度估测较差,而订正后估测效果明显提升,基于云分类经验Z-I关系的订正算法对于对流性降水天气估测能力更佳,特别是对短时强降水的估测能力效果较其他算法明显更优;未订正算法对于稳定性降水量级估测较弱,而经过订正后估测结果与观测实况更为接近。 展开更多

关键词 雷达估测降水 动态调整 实时订正 地理地形因子

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多普勒雷达资料动态定量估测台风小时降水量的研究 被引量：33

6

作者 冀春晓 陈联寿 +2 位作者 徐祥德 赵放 吴孟春 《热带气象学报》 SCIE CSCD 北大核心 2008年第2期147-155,共9页

在充分考虑传统的最优化方法和概率配对法优缺点的基础上,使用一种改进的最佳窗概率配对法计算Z-I关系中的系数A和b,得到了雷达测得的基本反射率因子Z和雨量计实时测到的小时降水量I的动态关系。利用温州多普勒雷达体扫资料和浙江省自... 在充分考虑传统的最优化方法和概率配对法优缺点的基础上,使用一种改进的最佳窗概率配对法计算Z-I关系中的系数A和b,得到了雷达测得的基本反射率因子Z和雨量计实时测到的小时降水量I的动态关系。利用温州多普勒雷达体扫资料和浙江省自动雨量站资料,使用该方法对"海棠"(Haitang)和"麦莎"(Matsa)两个台风分别进行了动态计算,得到了不同系数的Z-I关系,进而对两个台风的小时降水量进行了定量估测。使用变分技术对估测的小时降水量进行了校准。结果表明,不同台风Z-I关系的系数差别较大,因而造成台风小时降水量的很大不同。使用雷达基本反射率来估测台风小时降水量,能够清楚表现出台风的螺旋雨带和其中的中小尺度雨团,估测的台风小时降水量与实况基本接近。经过变分校准的估测降水量可以较好地表现出台风雨带与地面中尺度流场动力结构的对应关系。误差统计分析表明,变分校准后的估测台风小时降水量要明显好于变分校准前的估测台风小时降水量。变分校准法既保留了雷达估测台风小时降水量的分布特征,又使估测的台风小时降水雨量与实况的误差明显减小。 展开更多

关键词 台风 雷达定量降水估测 变分校准 检验

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水平距离和海拔高度对雷达估测降水影响及订正 被引量：4

7

作者 王丽荣 王立荣 《气象》 CSCD 北大核心 2017年第9期1152-1159,共8页

以石家庄2006—2008年77次降水过程为例,分析了海拔高度和距雷达站水平距离对定量估测降水的影响,给出了估测降水时反射率因子取值的最佳高度以及距离高度订正值。对比了经验公式法和最优化法分别在有无距离高度订正4种情况下的估测效果... 以石家庄2006—2008年77次降水过程为例,分析了海拔高度和距雷达站水平距离对定量估测降水的影响,给出了估测降水时反射率因子取值的最佳高度以及距离高度订正值。对比了经验公式法和最优化法分别在有无距离高度订正4种情况下的估测效果,依据估测效果,设计了雷达定量估测降水最佳方案:若反射率因子小于30 dBz,则不进行距离高度订正,仅采用最优化法估测降水;若反射率因子大于30 dBz,则首先对反射率因子进行距离高度订正,然后采用最优化法估测降水。实例检验表明,该方案对单站10 mm·h^(-1)以上的强降水、过程降水量和区域降水量估测效果较好。 展开更多

关键词 雷达估测降水 距离高度订正 最佳估测方案

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2021年郑州“7·20”极端暴雨雨滴谱特征及其对雷达定量降水估测的影响 被引量：29

8

作者 张哲 戚友存 +4 位作者 李东欢 赵占锋 崔丽曼 苏爱芳 王新敏 《大气科学》 CSCD 北大核心 2022年第4期1002-1016,共15页

利用雨滴谱仪观测的雨滴谱数据,分析了2021年7月20日郑州极端暴雨的雨滴谱特征,并结合双偏振雷达观测,分析了不同定量降水估测(QPE)方法在此次极端暴雨过程中的性能。结果表明,在此次极端暴雨过程的最强降水时段,雨滴谱表现为很高的粒... 利用雨滴谱仪观测的雨滴谱数据,分析了2021年7月20日郑州极端暴雨的雨滴谱特征,并结合双偏振雷达观测,分析了不同定量降水估测(QPE)方法在此次极端暴雨过程中的性能。结果表明,在此次极端暴雨过程的最强降水时段,雨滴谱表现为很高的粒子数浓度和很大的粒子平均直径;而整个降水过程雨滴谱的截距参数与我国其它地区雨滴谱特征差异不明显,但质量加权平均直径大于其他地区的雨滴谱;在降水最强的2021年7月20日08:00~09:00(协调世界时,下同)前后,雨滴谱的特征发生了显著变化,首先是质量加权平均直径迅速增长,随后粒子数浓度也陡增,从而导致降水率的迅速增强。使用郑州双偏振雷达数据,基于各种QPE方法和参数计算得到了08:00~09:00的雷达反演降水量,并与雨量计观测结果比较。结果表明对于基于反射率的QPE关系(R(Z)),如果不提高或者去除反射率上限进行QPE,会导致降水严重低估,且该方法对参数的准确性较为依赖;基于差传播相移率的QPE关系(R(K))对雨滴谱差异性敏感度相对较低,其性能主要依赖于差传播相移率的准确性;最优的R(K)关系反演效果比R(Z)更好,能达到实际降水量的70%以上。 展开更多

关键词 极端暴雨 雨滴谱 雷达定量降水估测

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京津冀夏季雷达定量降水估测的误差统计及定量气候校准 被引量：26

9

作者 宋林烨 陈明轩 +2 位作者 程丛兰 高峰 陈敏 《气象学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第3期497-515,共19页

雷达定量降水估测(QPE)是短时临近预报的关键部分,在定量降水预报(QPF)、强降水预警、城市积水内涝、地质山洪灾害、精细化天气服务等方面具有重要作用。利用京津冀地区雷达定量降水估测资料和逐时自动气象站降水观测数据,分析了2011—2... 雷达定量降水估测(QPE)是短时临近预报的关键部分,在定量降水预报(QPF)、强降水预警、城市积水内涝、地质山洪灾害、精细化天气服务等方面具有重要作用。利用京津冀地区雷达定量降水估测资料和逐时自动气象站降水观测数据,分析了2011—2016年夏季京津冀地区雷达定量降水估测的误差空间分布特征,并重点提出了一种新的雷达本地化定量气候校准算法。结果表明,京津冀地区雷达定量降水估测较好地反映了总降水量东北—西南带状分布特征,但西北部山区、东北部山区及西南部山区估计偏弱,东北部山前地带估计偏强,西北部存在虚假降水估计,而北京市城区估计最为准确。利用雷达本地化定量气候校准算法对1 h雷达定量降水估测进行气候尺度上的约束订正,检验结果表明,经过校准后的雷达定量降水估测偏差(BIAS)、平均绝对误差(MAE)、均方根误差(RMSE)和均方根相对误差(RRMSE)均减小。绝大部分站点偏差减小幅度超过50%,京津冀东部及南部平原地带平均绝对误差、均方根误差和均方根相对误差减小幅度在20%左右,而北部及西南部山区误差减小幅度相对较小。降水个例检验结果表明,经过雷达定量气候校准后的雷达定量降水估测强度更接近自动气象站观测的降水量级,且降水结构细致,偏差、平均绝对误差和均方根误差均减小,与自动气象站观测降水的相关系数增大,因此该算法有助于改进雷达定量降水估测的准确度。 展开更多

关键词 雷达定量降水估测 误差 定量气候校准 京津冀地区

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利用雷达资料对自动雨量计实时质量控制的方法研究 被引量：19

10

作者 王红艳 王改利 +3 位作者 刘黎平 江源 王丹 李丰 《大气科学》 CSCD 北大核心 2015年第1期59-67,共9页

自动雨量计资料是对降水的直接测量,在流域面雨量计算、气候研究、气象服务等方面具有重要意义。但是,由于风力、蒸发、灌溉、校准、漏斗堵塞、机械故障、信号传输等原因往往造成其存在不同类型的系统误差和随机误差,自动雨量计数据在... 自动雨量计资料是对降水的直接测量,在流域面雨量计算、气候研究、气象服务等方面具有重要意义。但是,由于风力、蒸发、灌溉、校准、漏斗堵塞、机械故障、信号传输等原因往往造成其存在不同类型的系统误差和随机误差,自动雨量计数据在定量使用前需要进行质量控制。目前,天气雷达以其高时空分辨率的优势已经成为监测降水的重要手段,本文首先采用两步校准法改善雷达估测降水,然后对雷达—雨量计对之间的差异进行统计学的分析,确定自动雨量计质量控制的一些标准,从而对雨量计进行质量控制。最后用两个降水过程对自动雨量计质量控制的结果进行了检验,结果表明:两步校准法改善了雷达估测降水的系统性偏差,并减小了雨量计站点上的相对误差;可以利用雷达估测降水实现对自动雨量计的实时质量控制,就整个数据集而言,约0.1%的数据被怀疑为误判,误判的自动雨量计主要位于雨带的边缘。但该质量控制算法同时也存在一定的局限性:在雨带的边缘或没有天气雷达覆盖的区域,以及雷达资料存在数据质量问题的情况下,往往会造成对雨量计的误判。 展开更多

关键词 雷达估测降水 两步校准法 雨量计 质量控制

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基于网格追踪算法的雷达外推降雨临近预报在大清河流域的应用 被引量：3

11

作者 刘昱辰 刘佳 +2 位作者 邱庆泰 于福亮 王维 《水利水电技术（中英文）》 北大核心 2021年第7期85-94,共10页

为了评价基于网格追踪算法PBN在大清河流域的应用效果,研究选取了位于大清河南北两支的阜平和紫荆关流域的8场典型降雨过程,开展0~3h的雷达外推降雨临近预报。为获得高质量的雷达测雨数据,研究采用外部漂移克里金法(KED),依据地面雨量... 为了评价基于网格追踪算法PBN在大清河流域的应用效果,研究选取了位于大清河南北两支的阜平和紫荆关流域的8场典型降雨过程,开展0~3h的雷达外推降雨临近预报。为获得高质量的雷达测雨数据,研究采用外部漂移克里金法(KED),依据地面雨量在外推前对雷达定量降雨估测进行了修订。针对PBN算法的外推预报结果,分别采用临界成功指数(CSI)、均方根误差(RMSE)、以及定性与定量指标相结合的CSI/RMSE 3种评价指标在时间和空间尺度上进行验证。结果显示:KED算法可以有效提高雷达定量降水估测的准确度,基于KED修订后的雷达估测降雨的PBN算法对时间空间连续性较好、相对稳定的降雨过程预报效果最好,但随预见期的延长外推效果显著下降,有效预见期不超过2 h;而对空间分布不均匀的降雨类型预报效果最差。 展开更多

关键词 雷达定量降水估测 临近预报 网格追踪算法 外部漂移克里金插值

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福建沿海平原和山地地区的雨滴谱差异研究

12

作者 李锦梁 郑佳锋 +4 位作者 薛力夫 曾正茂 裴昌春 陈杨瑞雪 杨舒琳 《气象学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期694-708,共15页

为研究福建沿海平原和山地两个地区降水的微物理特征和差异,利用2018—2022年福建泉州晋江站(平原站)和九仙山站(山地站)的雨滴谱资料,从整体统计、不同降水强度和不同降水类型等角度研究了雨滴谱特征和差异,并对两个地区的雷达观测量... 为研究福建沿海平原和山地两个地区降水的微物理特征和差异,利用2018—2022年福建泉州晋江站(平原站)和九仙山站(山地站)的雨滴谱资料,从整体统计、不同降水强度和不同降水类型等角度研究了雨滴谱特征和差异,并对两个地区的雷达观测量与雨强的经验关系进行了研究和初步检验。结果表明:福建沿海山地站的小雨滴(直径(D)<1 mm)和大雨滴(D≥3 mm)数浓度明显高于平原站,但平原站的中雨滴(1 mm≤D<3 mm)数浓度则略高于山地站。两个站的小雨滴数浓度随着雨强增大均呈现“先升高,后降低,再升高”的趋势,而中、大雨滴的数浓度则随雨强的增大也持续升高。山地站降水整体具有更小的质量加权平均直径(D_(m))和更大的广义截断参数(lgN_(w))。因更高浓度中、大雨滴的贡献,平原站的雨滴谱在相同形状参数(μ)下,斜率参数(Λ)较山地站小,即雨滴数浓度随直径增大而下降的速率更慢。对两个站雨滴谱拟合得到的雷达定量降水估测公式进行初步检验,结果表明,实测雨滴谱拟合的反射率因子与降水强度(Z-R)关系和差分传播相移率与降水强度(K_(DP)-R)关系效果均好于现阶段业务常用的Z-R关系。 展开更多

关键词 雨滴谱 山地和平原 经验关系 雷达定量降水估测

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