隨著越來越多的雙偏振雷達(dá)投入到業(yè)務(wù)應(yīng)用中,迫切需要建立一套適合業(yè)務(wù)運(yùn)行的雙偏振雷達(dá)降水估測算法。本文分析了蘇州、陽江和那曲三地的雨滴譜（DSD）特征,并基于雨滴譜數(shù)據(jù)討論選取最優(yōu)的降水估測公式擬合方法,擬合得到降水估測公式,并形成了一套考慮冰雹影響的本地化雙線偏振雷達(dá)降水估測算法,將該算法應(yīng)用到廣東省發(fā)生的多次降水過程,評估降水估測結(jié)果并分析誤差原因。在形成的單部雙偏振雷達(dá)降水估測算法的基礎(chǔ)上,建立聯(lián)合自動站雨量數(shù)據(jù)估測降水的算法,同時討論了自動站密度對于降水估測結(jié)果的影響�？紤]到雙偏振雷達(dá)逐步布網(wǎng)的情況,初步討論建立了業(yè)務(wù)雙偏振雷達(dá)組網(wǎng)的算法。主要結(jié)論如下:（1）比較蘇州、陽江和那曲三個地區(qū)的DSD特征,在小粒子端（D<1mm）蘇州的數(shù)密度最大,而在大粒子端（D>1mm）陽江的數(shù)密度最大,根據(jù)三地DSD數(shù)據(jù)模擬得到的偏振雷達(dá)參量具有明顯的地區(qū)差異,意味著降水估測公式也存在地區(qū)差異,因此需要結(jié)合當(dāng)?shù)氐腄SD建立本地化的降水估測公式和算法,其后的試驗(yàn)驗(yàn)證了公式和算法本地化的必要性。在考慮觀測數(shù)據(jù)存在偏差的條件下,基于DSD數(shù)據(jù)的模擬試驗(yàn)和利用雷達(dá)實(shí)際觀測數(shù)據(jù)的試驗(yàn)都證明了非線... 

【文章來源】：中國氣象科學(xué)研究院北京市

【文章頁數(shù)】：109 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

微物理參量（Dm和Nw）和由DSD數(shù)據(jù)計(jì)算的雷達(dá)參量（ZH和ZDR）的散點(diǎn)圖

此即使利用偏振雷達(dá)估測本次降水，也是一個非常大的挑戰(zhàn)。為保證三個強(qiáng)降水站點(diǎn)在評估范圍內(nèi)，本次過程選擇距雷達(dá) 20-120km的區(qū)域進(jìn)行評估，表 4.4 中列出了本次降水過程的降水估測評估結(jié)果。其中根據(jù)小時雨量分為兩部分，一部分是中小降水（小時雨量小于 50mm），另一部分是強(qiáng)降水（大于 50mm）。結(jié)果顯示算法對于中小降水估測效果較好，NB 接近 0，而對強(qiáng)降水估測效果較差，出現(xiàn)了嚴(yán)重的低估。表 4.4 本次降水過程的評估結(jié)果小時雨量 CC RMSE(mm) NE(%) NB(%)全部 0.88 7.94 36.99 7.26<50 mm 0.85 5.72 39.00 0.76>50 mm 0.68 29.96 31.20 30.25圖 4.6 表示了降水量最大的 3 個站點(diǎn)的降水估測情況，其中每個柱狀條都代表著一個小時觀測或估測的降水量，第 1-5 小時分別對應(yīng)時間段 3:00-4:00、4:00-5:00、5:00-6:00、6:00-7:00 和 7:00-8:00。在這三個站點(diǎn)處可以發(fā)現(xiàn)相同的情況：算法對小時雨量小于 50mm的降水估測較好，而嚴(yán)重低估了小時雨量大于 50mm的降水。

DP曲線。比較圖4.7a黑色和紅色兩條ZH-ZDR和ZH-KDP平均線，可以發(fā)現(xiàn)對于同樣的回波強(qiáng)度，蘿崗雨滴譜儀觀測到了偏小的 ZDR和稍微偏大的 KDP，這意味著蘿崗雨滴譜儀觀測到了尺度比較小但密度比較大的雨滴。蘿崗雨滴譜儀所在的區(qū)域不是強(qiáng)降水區(qū)，已經(jīng)偏離了陽江雨滴譜對應(yīng)的曲線，那么強(qiáng)降水區(qū)即 ZH-ZDR集中分布的區(qū)域更是偏離了黑色曲線，從相對位置來看，本次過程降水的平均回波強(qiáng)度更大，但雨滴尺度更小，粒子數(shù)密度更大。ZH-ZDR、ZH-KDP分布越接近降水估測公式擬合時采用的雨滴譜分布，降水估測偏差就越小

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
[1]利用雨滴譜對移動雙偏振雷達(dá)進(jìn)行質(zhì)量控制及降水估測[D]. 吳林林.中國氣象科學(xué)研究院 2014
[2]基于雷達(dá)組網(wǎng)拼圖的定量降水估測算法優(yōu)化及效果評估[D]. 勾亞彬.中國氣象科學(xué)研究院 2014



本文編號：3133771