隨著災(zāi)害性天氣近年來的頻繁發(fā)生，高時空分辨率的雷達定量降水估測信息，在暴雨、臺風、洪水等災(zāi)害性天氣的短時臨近和精細化預(yù)警預(yù)報等工作中發(fā)揮了越來越重要的作用�；诶走_三維組網(wǎng)拼圖數(shù)據(jù)的定量降水估測（QPE:Quantitive PrecipationEstimation）算法業(yè)已在業(yè)務(wù)中得到初步應(yīng)用，雖然表現(xiàn)出良好的穩(wěn)定性和實時性，但目前并未開展較為全面的評估和分析工作。同時，Z-R關(guān)系、雷達波束部分遮擋和雷達-雨量計融合方法等因素，嚴重限制了雷達QPE的精度，在降水估測中，這些算法環(huán)節(jié)均待進一步優(yōu)化改進。因此，本論文首先評估了基于雷達組網(wǎng)拼圖的QPE算法的業(yè)務(wù)應(yīng)用效果，同時，在Z-R關(guān)系、波束遮擋訂正和融合方法環(huán)節(jié)使用新的技術(shù)手段對雷達QPE算法進行優(yōu)化改進，以期提高雷達降水估測的精度。主要的工作和結(jié)論包括以下幾個方面的內(nèi)容：（1）以雷達反射率因子廓線作為分析工具，評估了基于雷達組網(wǎng)拼圖的QPE算法在杭州市氣象局的業(yè)務(wù)應(yīng)用效果。分析了算法在不同類型天氣過程的適用能力，以及影響雷達降水估測的主要誤差源：層狀云過程中，如果完全遮擋和回波亮帶效應(yīng)并存，會導(dǎo)致雷達QPE的高估；回波云頂?shù)钠趵?.. 

【文章來源】：中國氣象科學研究院北京市

【文章頁數(shù)】：127 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 引言
    1.1 選題的目的和意義
    1.2 國內(nèi)外研究進展
        1.2.1 基于雷達組網(wǎng)拼圖的定量降水估測算法研究進展
        1.2.2 Z‐R 關(guān)系的國內(nèi)外研究進展
        1.2.3 雷達波束遮擋的國內(nèi)外進展
        1.2.4 雷達‐雨量計融合方法研究進展
    1.3 研究目的與研究內(nèi)容
第二章 基于雷達組網(wǎng)拼圖的定量降水估測算法業(yè)務(wù)應(yīng)用與效果評估
    2.1 引言
    2.2 雷達及雨量計資料的實時處理
        2.2.1 基于雷達組網(wǎng)拼圖的定量降水估測算法的框架及流程
        2.2.2 雨量計質(zhì)量控制
    2.3 方法及案例過程
        2.3.1 組網(wǎng)混合反射率因子數(shù)據(jù)場
        2.3.2 Z‐R 關(guān)系擬合
        2.3.3 最優(yōu)插值法
        2.3.4 評估方法
        2.3.5 評估數(shù)據(jù)
    2.4 綜合及分類效果評估及誤差分析
        2.4.1 綜合效果評估
        2.4.2 層狀云
        2.4.3 梅雨鋒
        2.4.4 颮線
        2.4.5 臺風
    2.5 小結(jié)與討論
第三章 基于云團的分組 Z-R 關(guān)系及效果評估
    3.1 引言
    3.2 方法及數(shù)據(jù)
        3.2.1 三種不同的 Z‐R 關(guān)系擬合方案
        3.2.2 評估數(shù)據(jù)及評估方法
    3.3 不同 Z‐R 關(guān)系降水估測效果評估對比與分析
        3.3.1 Z‐R 關(guān)系的空間分布
        3.3.2 不同 Z‐R 關(guān)系效果評估結(jié)果對比分析
    3.4 影響 Z‐R 關(guān)系擬合的因素
        3.4.1 雷達波束遮擋對 Z‐R 關(guān)系擬合的影響
        3.4.2 雷達探測數(shù)據(jù)差異對 Z‐R 關(guān)系擬合的影響
    3.5 基于云團的分組 Z‐R 關(guān)系的參數(shù)敏感性
        3.5.1 雨量計數(shù)量對基于云團的分組 Z‐R 關(guān)系擬合方案的影響
        3.5.2 Z‐R 關(guān)系 b 系數(shù)對雷達降水估測效果的影響
    3.6 不同類型天氣過程定量降水估測效果評估對比
    3.7 結(jié)論與討論
第四章 雷達波束部分遮擋識別算法應(yīng)用及效果評估
    4.1 引言
    4.2 方法及數(shù)據(jù)
        4.2.1 基于雷達回波概率特征的部分遮擋區(qū)域識別算法
        4.2.2 評估數(shù)據(jù)及方法
    4.3 單部雷達部分遮擋區(qū)域的識別與驗證分析
        4.3.1 雷達部分遮擋格點區(qū)域的識別
        4.3.2 部分遮擋識別結(jié)果驗證
        4.3.3 雷達回波閾值選擇對部分遮擋識別結(jié)果的影響
    4.4 部分遮擋識別結(jié)果的應(yīng)用及效果評估
        4.4.1 部分遮擋區(qū)域內(nèi)的雷達組網(wǎng)拼圖數(shù)據(jù)對比
        4.4.2 部分遮擋區(qū)域內(nèi)的雷達定量降水估測效果評估對比
        4.4.3 雷達波束部分遮擋對 Z‐R 關(guān)系擬合和最優(yōu)插值訂正的影響
    4.5 小結(jié)
第五章 不同定量降水估測方法效果評估與對比
    5.1 引言
    5.2 方法及數(shù)據(jù)
        5.2.1 僅基于地面雨量計觀測資料的 IDW 降水估測方案
        5.2.2 三種不同的聯(lián)合降水估測方案
        5.2.3 評估數(shù)據(jù)及評估方法
    5.3 不同定量降水估測方法的優(yōu)化及評估對比
        5.3.1 雨量計數(shù)量對不同 QPE 數(shù)據(jù)場構(gòu)建方案的影響
        5.3.2 不同聯(lián)合降水估測方案之間的對比
        5.3.3 三種聯(lián)合降水估測方案與僅基于雨量計的 IDW 法的對比
    5.4 小結(jié)
第六章 全文總結(jié)與討論
    6.1 總結(jié)
    6.2 存在的問題和未來的研究方向
參考文獻
致謝
個人簡歷



本文編號：3172770