【摘要】：中國布網(wǎng)的新一代天氣雷達(CINRAD)業(yè)務工作時通常采用的是VCP21體積掃描模式,該掃描模式會導致雷達在最低掃描仰角以下的區(qū)域、不同仰角之間的區(qū)域和最高掃描仰角以上的靜錐區(qū)域成為探測盲區(qū)。并且,受地球曲率的影響在距離地表0km到地面以上3km的范圍內存在極大的探測盲區(qū)。而3km高度以下的這一空間正是十分活躍的大氣活動區(qū)域,很多中尺度天氣發(fā)源于這個空間區(qū)域,龍卷、風切變等嚴重氣象災害或不利條件都始于1km以下。全固態(tài)X波段天氣雷達具有體積較小、成本較低、架設方便、可長時間持續(xù)工作等優(yōu)勢,這使得全固態(tài)X波段天氣雷達的利用范圍較廣。利用全固態(tài)X波段天氣雷達構成雷達網(wǎng)絡,可以作為對新一代天氣雷達的補充,主要用于觀測地面3km以內的天氣回波。本論文主要針對山西省祥雨全固態(tài)X波段天氣雷達進行組網(wǎng)拼圖并且與新一代CINRAD雷達進行組網(wǎng)觀測并對比,分析其共同探測區(qū)域內觀測到的反射率因子,進而分析全固態(tài)X波段天氣雷達組網(wǎng)探測天氣目標的合理性,并探索X波段雷達對現(xiàn)有新一代天氣雷達的補充效果。本文的主要研究內容如下:(1)確定組網(wǎng)分析雷達。根據(jù)山西省部署的5部C波段新一代天氣雷達和10部祥雨全固態(tài)X波段天氣雷達的站點經(jīng)緯度、海拔高度、最大探測距離、距離分辨率等信息,制作雷達探測范圍示意圖,選出可以合理分析、能夠組網(wǎng)的X波段雷達(祁縣、太谷、壽陽站雷達)以及相對應的C波段新一代天氣雷達(太原站雷達)。(2)確定對比分析區(qū)域。根據(jù)選出的全固態(tài)X波段雷達與C波段新一代天氣雷達站點的經(jīng)緯度和海拔高度,結合山西省SRTM地形高度數(shù)據(jù),制作不同高度上的等射束高度圖,得到雷達波束受地物阻擋較小的共同探測區(qū)域。然后確定C波段新一代天氣雷達與不同的X波段雷達連線上的地形情況以及雷達波束的相交情況,確定在不受波束阻擋的情況下,雷達之間的共同探測區(qū)域,由此決定進行多項對比分析時的區(qū)域。(3)徑向、垂直剖面和等高面上的反射率因子對比分析。根據(jù)全固態(tài)X波段天氣雷達與C波段新一代天氣雷達體掃數(shù)據(jù),讀出兩部雷達的反射率因子,生成共同探測區(qū)域內反射率因子沿距離變化的廓線、垂直剖面以及不同高度的等高平面位置顯示(CAPPI)圖。并將不同X波段雷達相同高度的CAPPI圖進行組網(wǎng)拼圖,并與C波段新一代天氣雷達相同時刻的反射率因子進行定性和定量的對比分析。通過研究得出以下結論:(1)在山西省較為復雜的地理條件下,祁縣、太谷、壽陽站三部X波段雷達所觀測到的反射率因子變化趨勢較為一致;(2)單部全固態(tài)X波段天氣雷達與太原站C波段新一代天氣雷達探測結果較為一致但是仍有一定的差異。這是因為在波束相交的區(qū)域內由于波束寬度以及垂直區(qū)域降水強度存在差異導致其觀測結果存在不同。(3)通過組網(wǎng)對比可知,加入X波段天氣雷達組網(wǎng)后能夠觀測到范圍更廣的降水回波,對太原站雷達受到地物遮擋導致的探測盲區(qū)起到了較好的補充效果;(4)C波段新一代天氣雷達所觀測到的反射率因子普遍偏小。造成該差異的原因應該是因為兩種不同型號雷達之間的標定存在一定差異,建議在業(yè)務應用之前先對不同型號雷達進行統(tǒng)一標定。
【學位授予單位】：成都信息工程大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：P412.25
【圖文】：

成都信息工程大學碩士學位論文AD/CB 雷達和山西省 X 波段雷達分布情況/CB 雷達及 X 波段雷達部署情況如圖 3-1，天氣雷達，從圖中可以看出大同站 CB 波段部分的共同區(qū)域，并且大同站距離壽陽站距區(qū)域位于大同站雷達探測邊緣。由于隨距離可能會導致兩部雷達對同一區(qū)域所觀測到的析結果不準確，所以不適合做分析。故不將網(wǎng)分析。

圖 3-2 臨汾雷達站與周圍 X 波段雷達分布圖氣雷達與其探測范圍內的 X 波段天氣雷達的表 3-1 臨汾與周圍 X 波段天氣雷達距離代天氣雷達 X 波段天氣雷達 距離/k臨汾 太谷 180.2臨汾 祁縣 162.8臨汾 芮城 167.1臨汾 臨猗 119.0臨汾 河津 84.53臨汾 絳縣 61.08臨汾 垣曲 87.92臨汾 高平 135.2臨汾 隰縣 86.4

【參考文獻】

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本文編號：2730126