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广州S波段双偏振雷达数据质量初步分析 被引量：20
1
作者 陈超 胡志群 +1 位作者 胡胜 张扬 《热带气象学报》 CSCD 北大核心 2018年第1期59-67,共9页
广东省已经通过新布设或对CINRAD\SA雷达的升级改造完成5部S波段双偏振雷达的业务运行。受目前双偏振雷达技术水平限制,双偏振雷达偏振量很不稳定,因此偏振雷达资料使用前需要对数据可用性、偏振量的系统偏差等进行初步分析,以保证偏振... 广东省已经通过新布设或对CINRAD\SA雷达的升级改造完成5部S波段双偏振雷达的业务运行。受目前双偏振雷达技术水平限制,双偏振雷达偏振量很不稳定,因此偏振雷达资料使用前需要对数据可用性、偏振量的系统偏差等进行初步分析,以保证偏振雷达后续产品的可靠性。使用广州S波段双偏振雷达稳定运行后的2016年7—8月连续观测资料,分析了噪声对零滞后相关系数ρ_(HV)(0)及差分反射率因子Z_(DR)的影响和订正效果。结果表明:当SNR小于20.0 dB时,偏振参量ρ_(HV)(0)和Z_(DR)的稳定性变差,数据不可用;噪声订正后,数据可用的SNR阈值减小为17.0 dB。进一步分析了经过噪声订正后的Z_(DR)和ZH之间的关系,并与雨滴谱反演结果及理论值进行对比。结果表明:广州雷达Z_(DR)较雨滴谱反演值和理论值均偏小,Z_(DR)观测值存在系统偏差。结合广州的气候特征,对偏振量系统误差估计的微雨滴法的指数进行了调整,基于此方法分析了Z_(DR)、初始相位Φ_(DP)(0)的系统误差随方位角的变化。结果表明:Z_(DR)系统误差随方位角在-0.29~0.22 dB之间波动,剔除遮挡后的平均偏差为-0.09 dB,与实测Z_(DR)值和雨滴谱反演值及理论值对比偏小的结论一致,但偏差大小有区别;同时,Φ_(DP)(0)随方位角有4°左右的波动。分析还发现Z_(DR)、Φ_(DP)(0)系统误差有随时间波动的特征。最后挑选个例对Z_(DR)进行噪声和系统误差订正后发现,订正后的Z_(DR)得到改善。这些初步分析和结果对S波段双偏振雷达数据的使用有一定的参考意义。 展开更多
关键词 数据质量 系统偏差特征 微雨滴法 s波段双偏振雷达 差分反射率因子 信噪比
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S波段双偏振相控阵天气雷达幅相一致性研究
2
作者 王真 吕玥珑 郭志宏 《现代雷达》 CSCD 北大核心 2022年第10期82-88,共7页
文中着重研究了S波段双偏振相控阵天气雷达幅相一致性的分析方法,将产生一致性差异的误差源分为四个大类八个小类,逐项分析误差源产生的机理,并分析每种误差源可以使用的标校方法和标校精度,最终获得双偏振幅相一致性可实现的预计修正... 文中着重研究了S波段双偏振相控阵天气雷达幅相一致性的分析方法,将产生一致性差异的误差源分为四个大类八个小类,逐项分析误差源产生的机理,并分析每种误差源可以使用的标校方法和标校精度,最终获得双偏振幅相一致性可实现的预计修正效果。作为S波段双偏振相控阵天气雷达的基础技术研究,对雷达项目的工程研制起到了重要的技术支撑作用。 展开更多
关键词 s波段双偏振 相控阵天气雷达 幅相一致性
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不同尺寸冰雹S波段双偏振雷达偏振量特征统计 被引量：12
3
作者 吴举秀 潘佳文 +1 位作者 魏鸣 顾瑜 《热带气象学报》 CSCD 北大核心 2022年第2期193-202,共10页
冰雹大小影响天气灾害的程度,为发展基于双偏振参量识别冰雹大小的算法,筛选了2019年、2020年山东省发生的33例冰雹事件,依据我国冰雹等级划分标准将其划分为小冰雹、大冰雹、特大冰雹,基于湿球0℃及冰雹融化特性确定了7个高度层,探讨了... 冰雹大小影响天气灾害的程度,为发展基于双偏振参量识别冰雹大小的算法,筛选了2019年、2020年山东省发生的33例冰雹事件,依据我国冰雹等级划分标准将其划分为小冰雹、大冰雹、特大冰雹,基于湿球0℃及冰雹融化特性确定了7个高度层,探讨了3类冰雹在不同高度层的双偏振参量分布特征,并获得了冰雹的偏振参量阈值。研究表明:在相同高度,冰雹越大雷达水平反射率因子Z_(h)中位数越大、差分反射率因子Z_(dr)中位数越小且基本为正值,但在-10~-20℃层,大冰雹的Z_(dr)中位数易呈现负值;相关系数CC中位数随冰雹增大或高度降低而减小,但特大冰雹在0℃层到H0℃-1 km(0℃层下1 km)之间由于融化比例较小CC反而会稍大;冰雹差分相移率K_(DP)中位数在0℃层以上为0°/km左右,在0℃层以下随高度降低冰雹融化而增加;大冰雹或特大冰雹基本特征是Z_(h)大、CC小、Z_(dr)小,CC可低至0.7以下,所有冰雹的Z_(dr)、K_(DP)可出现负值,小冰雹Z_(dr)大于0 dB的情况较多,特大冰雹Z_(dr)接近0 dB;-20℃层以上的Z_(h)、0~-20℃层的CC和Z_(h)、0℃层以下的CC、Z_(h)、Z_(dr)对冰雹大小比较敏感。 展开更多
关键词 s波段双偏振雷达 冰雹偏振特征 冰雹大小识别 冰雹融化特性 偏振参量阈值
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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
4
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波段双偏振雷达 飑线 台风
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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
5
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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利用卷积神经网络开展偏振雷达定量降水估测研究 被引量：6
6
作者 蔡康龙 胡志群 +4 位作者 谭浩波 黄锦灿 张伟强 张晶晶 植江玲 《热带气象学报》 CSCD 北大核心 2024年第1期64-74,共11页
利用偏振升级改造后的广州新一代天气雷达(CINRAD/SAD)水平反射率ZH、差分传播相移率KDP、差分反射率因子ZDR和广东佛山219个地面气象自动站雨量数据,形成不同偏振量组合的8个数据集。基于卷积神经网络(CNN),建立雷达定量降水估测网络架... 利用偏振升级改造后的广州新一代天气雷达(CINRAD/SAD)水平反射率ZH、差分传播相移率KDP、差分反射率因子ZDR和广东佛山219个地面气象自动站雨量数据,形成不同偏振量组合的8个数据集。基于卷积神经网络(CNN),建立雷达定量降水估测网络架构QPEnet,并将该架构用于雷达定量降水估测(QPE),评估结果表明:数据集通道数N的增加可降低QPEnet的定量降雨估测的均方根误差(RMSE),并提高相关系数(CORR);对于由ZH形成的数据集Z、Z_1~3 km和Z_6 min,随着通道数N的增加,数据集Z、Z_1~3 km和Z_6 min的性能逐步得到提高,数据集Z_1~3 km和Z_6 min的均方根误差(RMSE)分别是4.71和3.78,比数值集Z分别降低了1.3%和18.7%;数据集Z_1~3 km和Z_6 min的CORR分别是0.82和0.88,比数据集Z分别提高了2.5%和10.0%;对于ZH、KDP和ZDR偏振量组成的数据集里面,数据集Z_ZDR_KDP的拟合性能最好,RMSE为3.97,比数据集Z的RMSE降低了14.6%,CORR是0.86,比数据集Z提高了7.5%;分别对0.6~5 mm、5~10 mm、10~20 mm、20~30 mm、30~40 mm、40~50 mm和50 mm以上的7个降水量级的均方根误差(RMSE)、平均偏差比(MBR)、平均误差(AE)和相对误差(RE)等的统计结果表明,数据集Z_6 min降雨精度最高。 展开更多
关键词 定量降水估测 卷积神经网络 s波段双偏振雷达 测雨精度
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S波段与X波段天气雷达探测参量差异及组网融合处理研究 被引量：2
7
作者 刘于新 马建立 +1 位作者 陈明轩 史朝 《气象》 CSCD 北大核心 2024年第4期488-498,共11页
随着X波段双偏振雷达探测网的增多,与S波段双偏振雷达开展组网观测愈发具有必要性。利用北京地区2021年7月27日的一次强对流天气过程的观测资料,对X波段双偏振雷达组网观测值和S波段双偏振雷达观测值进行一致性定量分析,结果表明:两者... 随着X波段双偏振雷达探测网的增多,与S波段双偏振雷达开展组网观测愈发具有必要性。利用北京地区2021年7月27日的一次强对流天气过程的观测资料,对X波段双偏振雷达组网观测值和S波段双偏振雷达观测值进行一致性定量分析,结果表明:两者观测的反射率因子(Z)一致性好,差分反射率(Z_(DR))差异集中在0 dB值附近,Z≥30 dBz时,差分相移率(K_(DP))差异显著。根据观测值差异特征,比较了探测参量直接融合和距离指数权重融合两种数据融合方式,通过分析偏振参量垂直剖面图发现,融合后可以相互弥补探测盲区,K_(DP)通过距离指数权重融合的方式过渡更加自然。本文融合效果可供不同波段雷达融合组网提供参考。 展开更多
关键词 s波段双偏振雷达 X波段雷达网 融合组网
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基于多源资料的极端大风观测分析
8
作者 沈晓玲 章超钦 +2 位作者 桑明慧 章唯薇 赵驰宇 《热带气象学报》 北大核心 2025年第2期165-177,共13页
利用常规高空、地面观测资料、ERA5再分析资料(0.25°×0.25°)、S波段双偏振雷达资料、X波段相控阵雷达资料等,对2022年7月25日浙江一次极端大风的环流背景、对流系统演变特征、成因等进行了分析。(1)此次极端大风事件发... 利用常规高空、地面观测资料、ERA5再分析资料(0.25°×0.25°)、S波段双偏振雷达资料、X波段相控阵雷达资料等,对2022年7月25日浙江一次极端大风的环流背景、对流系统演变特征、成因等进行了分析。(1)此次极端大风事件发生在副高外围短波槽东移的大尺度环境下,具有低层水汽充沛、高空干层显著、强的不稳定层结等有利条件,地面中尺度辐合线为极端大风的产生提供了触发机制。(2)极端大风由单体J0造成,利用X波段相控阵雷达及其风场反演可以分析J0的精细结构演变,J0的涡旋结构首先生成于中层,然后向上、向下发展,最后涡旋结构从低层至高层逐渐减弱消亡,同时中层出现明显的辐合;垂直方向上,J0生成后与其后侧的单体合并,在反射率因子梯度大值区上空,与低层的上升气流辐合,在其前沿形成辐合下沉气流。(3)J0生成后使地面冷池增强,同时J0与其后侧的单体合并,下沉气流增强,到达地面后在气压梯度作用下,使风速进一步增强,是极端大风产生的主要成因。此外,环境干空气卷入风暴内部产生的负浮力和降水粒子的拖曳作用也是极端大风产生的原因之一。 展开更多
关键词 极端大风 s波段双偏振雷达 X波段相控阵雷达 三维风场反演
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