多普勒激光雷達(dá)在臺(tái)風(fēng)等強(qiáng)天氣背景下的探測(cè)能力亟待研究,為此將多普勒激光雷達(dá)與70 m測(cè)風(fēng)塔超聲風(fēng)溫儀在同址同高度探測(cè)臺(tái)風(fēng)"利奇馬"影響期間的邊界層風(fēng)場(chǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比,并分析多普勒激光雷達(dá)的誤差分布以及變化情況。結(jié)果顯示:在高度70 m上,兩者的水平風(fēng)速、風(fēng)向相關(guān)系數(shù)分別為0.97和0.99,垂直風(fēng)速的相關(guān)系數(shù)為0.36。以超聲風(fēng)溫儀為參考值,激光雷達(dá)水平風(fēng)速、垂直風(fēng)速和風(fēng)向均方根誤差分別為1.06 m/s、0.46 m/s和17.10°。深入研究表明:降水對(duì)多普勒激光雷達(dá)測(cè)量水平風(fēng)速和垂直風(fēng)速誤差均有一定影響。當(dāng)激光雷達(dá)信噪比大于2 000時(shí),各參量的誤差與信噪比呈負(fù)相關(guān)關(guān)系。研究表明多普勒激光雷達(dá)至少可以較好地刻畫(huà)臺(tái)風(fēng)環(huán)流內(nèi)的水平風(fēng)場(chǎng)結(jié)構(gòu)及演變,可應(yīng)用于臺(tái)風(fēng)外圍環(huán)流影響下（即較弱降雨條件下）邊界層風(fēng)場(chǎng)的高分辨率探測(cè)和研究。 

【文章來(lái)源】：熱帶氣象學(xué)報(bào). 2020,36(05)北大核心

【文章頁(yè)數(shù)】：13 頁(yè)

【部分圖文】：

5 激光雷達(dá)(縱坐標(biāo))與超聲風(fēng)溫儀(橫坐標(biāo))的垂直風(fēng)速線性擬合圖

目前多普勒激光雷達(dá)測(cè)量風(fēng)場(chǎng)和風(fēng)廓線波束掃描反演方法主要有DBS(Doppler Beam Swinging)、VAD(Velocity Azimuth Dispiay)、VVP(Volume Velocity Processing)等[22]，本研究使用的掃描方法是DBS五波束方法(DBS-5)，掃描俯仰角為60°。與其他方法相比，DBS需要的波束更少，能在較短的時(shí)間內(nèi)完成，在氣流不穩(wěn)定的情況下同樣適用。DBS-5反演風(fēng)廓線時(shí)，需要東南西北、垂直五個(gè)方向的徑向數(shù)據(jù)[23]，其中激光雷達(dá)水平風(fēng)的獲得需假設(shè)基本風(fēng)場(chǎng)為均勻風(fēng)場(chǎng)，且忽略垂直分量[24]，垂直風(fēng)是通過(guò)激光雷達(dá)垂直波束直接測(cè)量所得。DBS-5掃描模式如圖2所示，該方法利用東南西北四個(gè)方向的徑向數(shù)據(jù)反演水平風(fēng)場(chǎng)，垂直風(fēng)速由垂直方向的波束直接測(cè)得，計(jì)算方法如下：

其中：u為南北方向風(fēng)速分量，v是東西方向風(fēng)速分量，VE、VW、VS、VN、VZ分別是東西南北和垂直方向上的徑向風(fēng)速，θ為激光光速與水平方向的夾角，Vh為水平風(fēng)速，w為垂直風(fēng)速。2.2 超聲風(fēng)溫儀

【參考文獻(xiàn)】：
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