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CINRAD/SA双偏振雷达QPE OHP产品检验评估对比分析
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作者 孙殿光 姜雨萌 周凤芸 《数字农业与智能农机》 2025年第6期123-126,共4页
为了更好地发挥CINRAD/SA双偏振雷达在强降雨预报服务中的作用,评估了2023年PUP ROSE2.1 QPE定量估测降水产品质量。根据烟台CINRAD/SA双偏振雷达QPE产品资料,通过统计和组合评估对比的方法,研究发现:烟台雷达150 km范围内ROSE2.1 OHP... 为了更好地发挥CINRAD/SA双偏振雷达在强降雨预报服务中的作用,评估了2023年PUP ROSE2.1 QPE定量估测降水产品质量。根据烟台CINRAD/SA双偏振雷达QPE产品资料,通过统计和组合评估对比的方法,研究发现:烟台雷达150 km范围内ROSE2.1 OHP估测降雨量准确率明显高于ROSE2.0 OHP估测降雨量准确率;ROSE2.1OHP估测降雨量错误值偏大率大,错误值偏小率小;降雨量大小对OHP估测降雨量准确率的影响不明显;距离圈对OHP估测降雨量准确率的影响不明显;OHP估测降雨量产品空测或漏测现象少;OHP估测降雨量准确率受天气系统类型的影响不明显,评估结果是升级ROSE软件算法或参数设置的依据。 展开更多
关键词 cinrad/SA雷达 算法 ROSE QPE产品 检验评估 对比分析
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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 天气雷达 差分反射率因子 系统
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基于相干激光雷达的双偏振探测技术 被引量:2
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作者 罗晓翩 冯力天 +5 位作者 尹微 靳国华 彭涛 董吉辉 张永科 周鼎富 《激光技术》 北大核心 2025年第1期8-13,共6页
为了在大气遥感中对风场和退偏比进行联合分析,提出了一种双偏振相干探测方法。基于传统相干测风激光雷达(LiDAR),设计了能实现正交偏振信号分集接收的探测系统,并推导了此系统下大气退偏比计算原理;搭建系统并进行了实验,在不同天气条... 为了在大气遥感中对风场和退偏比进行联合分析,提出了一种双偏振相干探测方法。基于传统相干测风激光雷达(LiDAR),设计了能实现正交偏振信号分集接收的探测系统,并推导了此系统下大气退偏比计算原理;搭建系统并进行了实验,在不同天气条件下,对比观测平行偏振光和垂直偏振光径向风速信息,结合实时大气退偏比参数双维度描述大气状态。结果表明,激光发射能量为100 J、脉宽为400 ns、距离分辨率为30 m时,阴天、雾天、雨天、晴天径向风速测程分别可达6.0 km、5.5 km、3.0 km、3.0 km;大气退偏比测程为2.0 km、2.0 km、1.0 km、1.0 km;测程内双通道径向风速的一致性不随天气而变化。该研究为大气多要素一体化探测提供了参考。 展开更多
关键词 激光技术 激光雷达 接收 相干多普勒测风 大气退
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南京双偏振雷达2020—2022暖季观测极端降雨的对流云宏微观特征
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作者 王赢 罗亚丽 +2 位作者 刘希 吴翀 任福民 《热带气象学报》 北大核心 2025年第3期427-439,共13页
全球变暖背景下极端降水发生频次升高,但不同地区不同程度极端降水的对流云宏微观特征的认识仍然不清晰。利用2020—2022年5—9月南京地区S波段双偏振雷达观测数据,定义“极端降水对流体”(Extreme Precipitation Feature,EPF),根据雨... 全球变暖背景下极端降水发生频次升高,但不同地区不同程度极端降水的对流云宏微观特征的认识仍然不清晰。利用2020—2022年5—9月南京地区S波段双偏振雷达观测数据,定义“极端降水对流体”(Extreme Precipitation Feature,EPF),根据雨强极端程度分为三组EPF(ER1、ER2、ER3),进一步分为强对流、中等强度对流和弱对流EPF,分析其对流云宏微观特征。结果表明,随着极端雨强强度增强,EPF的40 dBZ区域水平尺寸增大,20 dBZ区域尺寸变化较小;强对流EPF占比明显上升(11.4%~25.4%),弱对流EPF占比显著下降(36.6%~23.8%);强对流和中等强度对流EPF的液水和冰水含量均显著增加,混合相和液相微物理过程都更加活跃。三种雨强阈值下,强对流EPF的液相微物理过程均以尺度分选、蒸发为主(43.9%~50.8%),弱对流EPF的液相微物理过程以碰并为主(76.9%~75.3%),雨滴谱分布介于海洋性与大陆性之间、但偏向海洋性对流,数浓度与雨滴粒径频次峰值类属海洋性对流,数浓度平均值高于大陆性对流、雨滴直径平均值大于海洋性对流。随雨强极端程度的升高,液相微物理过程中雨滴碰并的占比仅略有减少、破碎的占比略有上升,雨滴平均粒子大小和数浓度变化不明显。 展开更多
关键词 极端降水 对流强度 南京地区 雷达 微物理特征
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石家庄S波段和X波段双偏振雷达定量降水估测应用研究
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作者 黄兆楚 印佳楠 +5 位作者 杨洋 张晓瑞 黄毅 王梧熠 崔毅 李禧亮 《高原气象》 北大核心 2025年第1期253-264,共12页
基于石家庄S波段雷达和X波段雷达、雨滴谱仪观测资料以及地面雨量计数据,分析两种雷达的R(ZH)、R(ZH,ZDR)、R(KDP)和R(KDP,ZDR)四种定量降水估测方法。结果表明,利用雨滴谱仪数据计算出的雷达反射率因子与雷达实测具有较好的一致性,但... 基于石家庄S波段雷达和X波段雷达、雨滴谱仪观测资料以及地面雨量计数据,分析两种雷达的R(ZH)、R(ZH,ZDR)、R(KDP)和R(KDP,ZDR)四种定量降水估测方法。结果表明,利用雨滴谱仪数据计算出的雷达反射率因子与雷达实测具有较好的一致性,但整体偏大5 dB;两种雷达使用R(KDP,ZDR)方法估测降水结果优于其他方法,使用偏振参量KDP能明显提高降雨估测结果,使用ZDR后,测雨公式较单参量提高不明显;使用R(KDP)和R(KDP,ZDR)方法,利用X波段雷达估测降水的准确度略高于S波段雷达,可提升约10%,利用高空间分辨率的X波段雷达可以提升城市降水估测的精确度。 展开更多
关键词 雷达 雨滴谱 定量估测降水(QPE)
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基于三维卷积的双偏振雷达定量降水估测研究
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作者 张毅 谢宸浩 +3 位作者 陈雨欣 黎德波 张永华 熊梓立 《热带气象学报》 北大核心 2025年第2期200-210,共11页
强降水常常引发洪涝灾害,因此提高雷达定量降水估测(QPE)准确性对减轻灾害损失具有重要意义。利用广州双偏振雷达数据与自动站雨量数据生成四维数据集,设计了3DPoly-QPENet、3DTime-QPENet、3DEcho-QPENet三种三维卷积QPE模型进行比较... 强降水常常引发洪涝灾害,因此提高雷达定量降水估测(QPE)准确性对减轻灾害损失具有重要意义。利用广州双偏振雷达数据与自动站雨量数据生成四维数据集,设计了3DPoly-QPENet、3DTime-QPENet、3DEcho-QPENet三种三维卷积QPE模型进行比较试验。通过测试集的性能评估和典型暴雨个例的检验,得出以下结论:(1)四维数据集相较于传统的三维数据集,在捕捉降水分布特征和提升QPE拟合效果方面提供了更多的可能性;(2)三种三维卷积QPE模型呈现出与结构设计紧密相关的性能差异,其中3DPoly-QPENet在中等降水量区间(15~20 mm·h^(-1))的平均绝对误差(MAE)较另两种模型平均降低13%;3DTime-QPENet在高降水量事件(>50 mm·h^(-1))的MAE较另两种模型平均降低8.1%;3DEcho-QPENet全局误差均衡性最优,总体MAE较另两种模型平均降低20.4%;(3)三维卷积模型均系统性优于传统Z-R关系方法,平均RMSE降低46.6%,MAE下降48.6%,CC提升21.4%。 展开更多
关键词 定量降水估测 雷达 四维数据集 三维卷积 深度学习
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超强台风“莫兰蒂”(2016)内核微物理特征的双偏振雷达观测分析
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作者 潘佳文 高珊 +4 位作者 郑秀云 高丽 蒋璐璐 吴伟杰 彭婕 《气象学报》 北大核心 2025年第2期366-388,共23页
为了研究热带气旋内核的微物理特征,基于厦门S波段双偏振雷达探测数据分析了超强台风“莫兰蒂”(2016)登陆过程中内核微物理特征的演变。结果表明:(1)“莫兰蒂”内核降水具有明显的非对称分布,短时强降水主要位于台风移动方向前侧。极... 为了研究热带气旋内核的微物理特征,基于厦门S波段双偏振雷达探测数据分析了超强台风“莫兰蒂”(2016)登陆过程中内核微物理特征的演变。结果表明:(1)“莫兰蒂”内核降水具有明显的非对称分布,短时强降水主要位于台风移动方向前侧。极端短时强降水则集中在台风移动方向左侧,并由左前侧象限向左后象限移动。(2)水平极化反射率因子(Z_(H))、差分反射率因子(Z_(DR))和差分传播相移率(K_(DP))等双偏振参数的极大值位于距离台风中心约30 km范围内,呈现非对称水平分布。登陆期间,地形使得台风内核的水平结构发生变化,台风眼墙逐渐向内收缩,陆地上的双偏振参数明显增强,其大值区由台风移动方向的左侧向右侧转移。(3)台风眼墙的前侧象限呈现出水凝物尺度分选的双偏振雷达回波特征:表现为K_(DP)大值区位于Z_(DR)大值区的下游,Z_(H)大值区位于二者重叠处。位于眼墙前侧的Z_(DR)柱指示了稳定上升气流的存在。大的降水粒子在此产生并向下游降落,形成倾斜的Z_(DR)大值区,较小粒子具有更大的平流距离,伴有K_(DP)大值区。(4)台风内核的融化层高度由外向台风中心而逐渐增高,体现了台风的暖心结构。在融化层之下,Z_(H)、Z_(DR)和K_(DP)均随高度降低而明显增大,说明“莫兰蒂”的内核降水以暖雨过程为主。(5)台风眼墙不同象限的水凝物分布导致地面降水呈现不同的特点,其移动方向前侧更容易出现Z_(DR)大值,K_(DP)大值则多出现在左侧象限,更大、更浓密的降水粒子在上述象限形成极高的降水效率。Z_(DR)与K_(DP)大值区均与地面短时强降水对应,但后者可更好地指示地面极端短时强降水的位置。(6)“莫兰蒂”登陆阶段,闽南地区地形对其眼墙降水具有增强作用。局地地形造成的低层辐合使得Z_(DR)、K_(DP)等双偏振参数明显增大。更大、更浓密的降水粒子区频繁出现在该区域,有利于强降水的发展和维持。 展开更多
关键词 热带气旋 超强台风"莫兰蒂" 雷达 微物理特征
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基于双偏振雷达和FY-4A卫星资料的一次湖南秋季强冰雹预警特征分析
8
作者 杨湘婧 唐明晖 +2 位作者 袁韬 兰明才 彭听听 《气象》 北大核心 2025年第1期68-84,共17页
为提升秋季冰雹监测预警能力,基于双偏振雷达和风云四号A星(FY-4A)资料,对2023年11月湖南一次罕见的秋季强冰雹过程进行分析,探讨其预警特征。研究发现:(1)强冰雹由超级单体风暴产生,在降雹阶段,强回波中心(水平反射率因子Z H≥65 dBz)... 为提升秋季冰雹监测预警能力,基于双偏振雷达和风云四号A星(FY-4A)资料,对2023年11月湖南一次罕见的秋季强冰雹过程进行分析,探讨其预警特征。研究发现:(1)强冰雹由超级单体风暴产生,在降雹阶段,强回波中心(水平反射率因子Z H≥65 dBz)底部接近地面,相关系数(CC)<0.9,差分传播相移率(K DP)为空洞,差分反射率因子(Z DR)为-3~0 dB,对应直径≥5 cm的大冰雹降落,与实况吻合。(2)Z DR柱上升和下降可表征上升气流的加强和减弱,Z DR结合CC有助于识别三体散射(TBSS)和旁瓣特征。强回波面积和质心高度对超级单体风暴不同发展阶段有很好的指示作用,结合监测可使冰雹预警提前量达12 min以上。此次过程超级单体造成的TBSS长度达到罕见的73 km,TBSS的出现、风暴顶辐散呈明显减弱趋势较降雹时间提前17 min以上。(3)冰雹、雷暴大风发生区域与冰雹云黑体亮温(TBB)、云顶温度(CTT)、云顶高度(CTH)、云顶气压(CTP)梯度大值区对应较好。结合雷达分析冰雹云发展过程发现,可将TBB≤-58℃,CTT≤-56℃,CTH≥13 km,CTP≤180 hPa且TBB≤-52℃面积持续增大作为FY-4A卫星秋季冰雹云特征参量的监测预警指标。(4)TBB最大递减率发生时间较降雹时间提前11 min以上。13.3μm和10.8μm通道亮温差对冰雹云的发展和减弱反应最为敏感,6.5μm和10.8μm通道亮温差则在单站对流监测指标中对冰雹过境前后较其他亮温差反应敏感。 展开更多
关键词 秋季冰雹 雷达 FY-4A卫星 预警指标 超级单体 三体散射(TBSS)
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宁夏南部一次冰雹天气双偏振雷达回波特征分析
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作者 余文梅 张连花 +2 位作者 曹静 王鲜丽 马晓天 《农业灾害研究》 2025年第1期120-122,共3页
利用常规气象探测资料、固原市C波段雷达和X波段双偏振雷达资料,对2023年5月19日宁夏固原市一次冰雹天气过程进行了分析。结果表明:(1)此次过程发生在蒙古冷涡背景下,大气层结很不稳定,高空槽和地面冷锋触发对流。由于0℃、-20℃层高度... 利用常规气象探测资料、固原市C波段雷达和X波段双偏振雷达资料,对2023年5月19日宁夏固原市一次冰雹天气过程进行了分析。结果表明:(1)此次过程发生在蒙古冷涡背景下,大气层结很不稳定,高空槽和地面冷锋触发对流。由于0℃、-20℃层高度适宜,整层大气较干,中层又有明显的干层,因此出现了冰雹和雷暴大风。(2)双偏振参量显示,整层大气较干时,中高层对应Z_(H)≥45 dBz的强回波区,0.90<CC<0.98,Z_(DR)、K_(DP)在0值附近或存在负值时,可能存在小冰雹;低层对应Z_(H)≥45 dBz的强回波区,Z_(DR)、K_(DP)在0值附近甚至存在负值,且CC≤0.90时,可能存在直径2 cm的大冰雹。Z_(DR)、K_(DP)能在一定程度上反映降水强弱,CC则更利于冰雹的识别。 展开更多
关键词 冰雹 雷达 雷达回波特征
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廊坊2次雨转大到暴雪过程物理量和双偏振雷达特征分析
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作者 张湘涵 许敏 刘淇淇 《农业灾害研究》 2025年第1期289-291,共3页
利用地面气象站观测资料、常规高空资料、双偏振多普勒天气雷达与ERA5再分析数据等资料,分析对比了2020年11月21日和2021年11月6—7日2次雨转雪的相态演变及形成机理。结果表明:(1)高空的短波槽配合低层切变,有利于秋冬转换季节雨雪过... 利用地面气象站观测资料、常规高空资料、双偏振多普勒天气雷达与ERA5再分析数据等资料,分析对比了2020年11月21日和2021年11月6—7日2次雨转雪的相态演变及形成机理。结果表明:(1)高空的短波槽配合低层切变,有利于秋冬转换季节雨雪过程的发生发展。(2)温度特征方面:通过分析2次过程的温度平流变化可知,暖平流转变为冷平流和降水相态的转变有一定的对应关系,有利于降水相态由雨转换为雨夹雪或雪。(3)水汽条件特征:低层水汽通量散度辐合大值区中心配合低层急流或切变系统,有利于为雨雪过程提供充足水汽供应条件。(4)降雨或雨夹雪阶段的差分反射率因子ZDR值较高,相关系数CC值偏低;当降水转为纯雪阶段时,差分反射率因子ZDR值更加均匀且变低,相关系数CC值较上一阶段偏大,双偏振产品对降水相态的识别有一定的指示意义。 展开更多
关键词 雷达 雨雪天气 环流特征
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贵州地区X波段双偏振雷达的应用及运行保障思考
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作者 龙安胜 廖领 +2 位作者 钱海 何祖权 朱甜甜 《农业灾害研究》 2025年第4期226-228,共3页
X波段双偏振雷达以其独特的优势和先进的技术,在补盲、弥补常规雷达覆盖不足等方面发挥着重要作用。分析了X波段双偏振雷达在贵州地区的应用,并提出了X波段双偏振雷达的运行保障策略,以提高气象服务水平,为防灾减灾和气象预警工作提供... X波段双偏振雷达以其独特的优势和先进的技术,在补盲、弥补常规雷达覆盖不足等方面发挥着重要作用。分析了X波段双偏振雷达在贵州地区的应用,并提出了X波段双偏振雷达的运行保障策略,以提高气象服务水平,为防灾减灾和气象预警工作提供助力。 展开更多
关键词 X波段雷达 强对流天气 贵州地区
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江苏雷暴大风双偏振雷达特征统计分析 被引量:2
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作者 温静 王啸华 +3 位作者 姚丽娜 喜度 李泽宇 吴晶璐 《热带气象学报》 CSCD 北大核心 2024年第4期669-680,共12页
利用双偏振雷达、地面自动站、闪电定位仪、探空等资料对江苏2012—2022年262次雷暴大风过程的环境参数和2020—2022年41个导致雷暴大风的对流风暴演变特征进行分析。结果表明:(1)雷暴大风发生在大气层结不稳定背景下,850 h Pa和500 h P... 利用双偏振雷达、地面自动站、闪电定位仪、探空等资料对江苏2012—2022年262次雷暴大风过程的环境参数和2020—2022年41个导致雷暴大风的对流风暴演变特征进行分析。结果表明:(1)雷暴大风发生在大气层结不稳定背景下,850 h Pa和500 h Pa温差中位数超过25°C,对流层中层存在干层;春季动力条件较好,0~6km垂直风切变中位数达到18.4 m·s^(-1),是夏季的2倍;夏季能量条件较好,CAPE平均值可达2 491.0 J·kg^(-1),而春季仅为977.5 J·kg^(-1)。(2)凝练和定量验证了基于双偏振特征量的雷暴大风风暴演变的概念模型:对流风暴的生命史分为3个阶段,初生阶段存在较强的Z_(DR)柱,Z和K_(DP)较弱且未及地;发展阶段K_(DP)柱显著增强,Z_(DR)柱稍有减弱;雷暴大风发生阶段Z、Z_(DR)和K_(DP)核心高度均明显降低。因此,较强的Z_(DR)柱,并伴随显著增强的K_(DP)柱是雷暴大风发生的前兆信号。(3)统计获得双偏振特征量预警指标:初生阶段和发展阶段多数分别发生在雷暴大风发生前60 min和前20 min;在0~2 km的高度上,3~4 d B的Z_(DR)大值区提前10~15 min到达雷暴大风站点。 展开更多
关键词 雷暴大风 环境参数 雷达
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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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变分框架下双偏振雷达直接同化算子的构建及其初步应用 被引量:1
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作者 张海阳 陈耀登 +5 位作者 孙涛 陈敏 黄向宇 孙健 王瑞春 范水勇 《气象学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期774-788,共15页
双偏振雷达探测资料(简称双偏振雷达资料)能够更好地识别水凝物粒子特征。为发挥双偏振雷达资料的作用,更有效地同化双偏振雷达资料,提高对流天气的预报效果,发展建立了一套基于水凝物控制变量的双偏振雷达资料变分直接同化方案,并开展... 双偏振雷达探测资料(简称双偏振雷达资料)能够更好地识别水凝物粒子特征。为发挥双偏振雷达资料的作用,更有效地同化双偏振雷达资料,提高对流天气的预报效果,发展建立了一套基于水凝物控制变量的双偏振雷达资料变分直接同化方案,并开展了观测算子和伴随算子的切线性及伴随检验、单点观测试验及真实个例的循环同化预报试验。切线性及伴随检验结果表明,该双偏振雷达资料直接同化方案的模拟结果符合精度要求,算子构建合理。单点观测试验表明,双偏振观测信息通过水凝物背景场误差协方差传递到水凝物等相关变量,实现了相关变量的协调分析。一个真实个例的循环同化及预报试验表明,双偏振雷达资料同化改进了分析场及预报场的热力和动力及微物理结构特征,进而提高了降雨预报效果。基于变分框架下的双偏振雷达资料直接同化方案能够合理同化双偏振雷达观测信息,并改进6 h降水预报效果,相对采用集合卡尔曼滤波方案同化该资料效率更高,更便于业务推广应用。 展开更多
关键词 数值预报 资料同化 雷达 直接同化
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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 天气雷达 质量评估 差分反射率因子
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CINRAD-SA双偏振雷达资料在降水估测中的应用初探 被引量:24
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作者 陈超 胡志群 +2 位作者 胡胜 张扬 李珊珊 《气象》 CSCD 北大核心 2019年第1期113-125,共13页
对基于水平反射率ZH和差分传播相移率K_(DP)的降水估测综合法R(C)进行了改进,并对广州S波段双偏振雷达2016年2次飑线和2次台风降水过程的Φ_(DP)使用小波分析进行滤波处理,在此基础上使用变距最小二乘法拟合得到K_(DP)的值。分别使用R(C... 对基于水平反射率ZH和差分传播相移率K_(DP)的降水估测综合法R(C)进行了改进,并对广州S波段双偏振雷达2016年2次飑线和2次台风降水过程的Φ_(DP)使用小波分析进行滤波处理,在此基础上使用变距最小二乘法拟合得到K_(DP)的值。分别使用R(C)和R(Z_H)法对2次飑线和2次台风降水过程进行降水估算,将估算结果和雨量计小时雨量进行了对比,并将两种方法的评估结果进行了对比。结果表明:(1)对于飑线类型降水,R(C)法对5 mm·h^(-1)以上的降水估测精度要好于R(Z_H)法,且降水率越大,R(C)法优势越明显,当降水率≥20 mm·h^(-1)时,两次过程R(C)法比R(Z_H)法的平均相对误差(RE)降低了17. 2%,平均绝对误差(AE)减少了1.89 mm,平均均方根误差(RMSE)减少了1.66 mm;(2)对于台风类型降水,R(C)法对5 mm·h^(-1)以上的降水估测精度也好于R(Z_H)法,当降水率≥20 mm·h^(-1)时,两次过程R(C)法比R(Z_H)法的平均RE降低了33. 19%,平均AE减少了3. 95 mm,平均RMSE减少了4.05 mm;(3)对于飑线和台风两种类型降水R(C)法都明显改善了降水率较大时的R(Z_H)法低估问题,但R(C)法在降水率>10 mm·h^(-1)时也存在低估,可能是由雨滴谱资料观测误差导致拟合的系数偏小或雷达硬件造成的观测偏差等造成的。 展开更多
关键词 定量降水估测 小波分析 综合法 差传播相移率 S波段雷达 飑线 台风
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CINRAD/SAD双偏振雷达非降水回波识别技术 被引量:8
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作者 张林 李峰 +1 位作者 吴蕾 孙康远 《应用气象学报》 CSCD 北大核心 2022年第6期724-735,共12页
双偏振雷达观测特征参量(如相关系数、差分反射率等)能有效抑制地物、超折射、电磁干扰、海浪和晴空等非降水回波。在上海南汇WSR-88D双偏振雷达非降水回波识别算法基础上,对我国升级布网且纳入业务运行的CINRAD/SAD双偏振雷达数据进行... 双偏振雷达观测特征参量(如相关系数、差分反射率等)能有效抑制地物、超折射、电磁干扰、海浪和晴空等非降水回波。在上海南汇WSR-88D双偏振雷达非降水回波识别算法基础上,对我国升级布网且纳入业务运行的CINRAD/SAD双偏振雷达数据进行算法测试、算法模块适应性改进,利用江苏、广东的双偏振雷达观测冰雹、融化层、台风降水及各种杂波个例进行算法检验评估,并在组网拼图中展示质量控制效果。结果表明:总体上算法对非降水回波的识别准确率达到95.2%,降水回波的误判率为2.6%。但对夏秋季节夜晚的大面积晴空回波算法识别准确率低于90%,有待尝试利用深度学习方法改进。 展开更多
关键词 雷达 非降水回波 质量控制 组网拼图
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清远连州CINRAD/SA-D型业务试验双偏振天气雷达技术评估 被引量:6
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作者 邵楠 步志超 +1 位作者 李柏 陈玉宝 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第9期953-958,共6页
以北京敏视达雷达有限公司生产的国内首部S波段业务试验双偏振雷达(清远连州CINRAD/SA-D型)为研究对象,从硬件升级、在线/离线标定方法、信号处理及软件技术等方面与美国WSR-88D双偏振天气雷达进行比对分析,重点对采用机内信号源法的长... 以北京敏视达雷达有限公司生产的国内首部S波段业务试验双偏振雷达(清远连州CINRAD/SA-D型)为研究对象,从硬件升级、在线/离线标定方法、信号处理及软件技术等方面与美国WSR-88D双偏振天气雷达进行比对分析,重点对采用机内信号源法的长期标定结果和小雨数据全链路标定结果进行统计分析.研究结果表明:机内长期标定情况下,差分反射率因子ZDR和差分传播相位ΦDP的统计方差分别为0.205 3dB和1.135 8°;通过关键参数筛选出的业务观测小雨数据,ZDR的标准差值控制在了0.5dB以内,这些结果与美国天气雷达标定指标相当. 展开更多
关键词 雷达 机内定标 小雨法定标
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地物对新一代天气雷达双偏振量的影响研究
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作者 罗雨彤 吴翀 +4 位作者 刘黎平 吴蕾 李瑞义 郑佳锋 袁亮 《气象学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期827-839,共13页
双偏振量的数量级远小于回波强度(ZH),观测资料的准确是双偏振雷达资料应用的基础,地物引起的双偏振量异常此前大多被忽视。使用中国93部双偏振升级后的新一代天气雷达观测资料,通过长时间数据累积后的异常区确定地物影响的特征和范围,... 双偏振量的数量级远小于回波强度(ZH),观测资料的准确是双偏振雷达资料应用的基础,地物引起的双偏振量异常此前大多被忽视。使用中国93部双偏振升级后的新一代天气雷达观测资料,通过长时间数据累积后的异常区确定地物影响的特征和范围,进而统计分析该影响在中国业务雷达中的整体比例、影响的主要来源、影响与雷达型号和观测模式的关系、影响随时间的变化情况、影响的性质及双偏振量的分布特征等,得到的结论如下:(1)地物使得双偏振量的累积值严重偏离降水区间,差分反射率因子(ZDR)累积值偏低1 dB以上,相关系数(ρH_V)降至0.92以下,差分传播相移(ΦDP)的标准差大于10°,该特征成为识别地物影响的主要依据。(2)地物影响不限于低层,仰角抬升后副瓣接收的地物信号也能产生类似的效果,大部分雷达近地面区域的影响占比在14%—32%、高仰角为4%—7%,远比地物对波束的遮挡影响严重。(3)地物影响主要由具备强散射能力的山脉和建筑物引起,当站点低于地形时,周围山脉是主要贡献者;当站点与地形高度接近时,周围建筑物是主要贡献者。(4)地物影响可用随机误差与系统误差的叠加来定量描述,使影响区内的双偏振量在单一时次的观测不确定度增大,且主瓣区域的影响比副瓣区域更严重。 展开更多
关键词 新一代天气雷达 升级 地物影响 主瓣和副瓣 质量控制 统计研究
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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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