利用邊界層風(fēng)廓線雷達(dá)開展了對沙塵暴、降雨、降雪過程的探測試驗(yàn)研究,重點(diǎn)分析了沙塵暴過程回波信號和速度功率譜分布特征,對沙塵暴過程測風(fēng)數(shù)據(jù)進(jìn)行了評估,計(jì)算歸納了沙塵暴的回波強(qiáng)度量值范圍,定量反演估算了沙塵暴高空粒子數(shù)濃度和質(zhì)量濃度。此外,從風(fēng)的精細(xì)結(jié)構(gòu)分析、鋒面系統(tǒng)判識、溫度平流反演、回波強(qiáng)度等角度探討了高時(shí)分辨率的風(fēng)廓線資料在干旱區(qū)降雨（雪）天氣分析中的應(yīng)用技術(shù)方法。主要結(jié)論如下：（1）CFL-03邊界層風(fēng)廓線雷達(dá)在沙塵暴環(huán)境進(jìn)行探測時(shí),由于大氣干燥,加之沙塵粒子會在一定程度上阻礙、抑制湍流起伏脈動的特性,使得大氣折射率結(jié)構(gòu)分布相對均勻,湍流散射回波信號微弱,而沙塵粒子群散射回波信號較強(qiáng),雷達(dá)主要識別到沙塵返回信號,往往淹沒忽略了大氣湍流散射回波。（2）CFL-03邊界層風(fēng)廓線雷達(dá)在沙塵暴過程測風(fēng)有效數(shù)據(jù)獲取率較低,2000m高度以下有效數(shù)據(jù)獲取率可以達(dá)到40%以上,2500～4000m高度有效數(shù)據(jù)獲取率在20～40%之間,4000m高度以上有效數(shù)據(jù)獲取率低于20%。大氣干燥、湍流起伏較弱、折射率結(jié)構(gòu)分布均勻是影響風(fēng)廓線雷達(dá)有效測風(fēng)的關(guān)鍵因素。RASS系統(tǒng)對沙塵暴過程大氣虛溫的探測結(jié)果... 

【文章來源】：蘭州大學(xué)甘肅省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

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【學(xué)位級別】：博士

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風(fēng)廓線雷達(dá)結(jié)構(gòu)圖izi2.2風(fēng)廓線雷達(dá)信號與數(shù)據(jù)處理流程

信號處理是風(fēng)廓線雷達(dá)系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)之一。信號處理分系統(tǒng)主要完成脈沖壓縮處理、相干積累（時(shí)域平均）、FFT變換、譜平均、譜參數(shù)估計(jì)，如圖2.2所示。脈壓處理后的每個(gè)數(shù)據(jù)庫的I/Q序列，首先進(jìn)行若干次相干積累，再將多個(gè)相干積累后的數(shù)據(jù)進(jìn)行FFT變換，得到功率譜密度函數(shù)，再將多個(gè)功率譜密度函數(shù)進(jìn)行非相干積累（譜平均），得到相對平穩(wěn)的功率譜密度函數(shù)，典型結(jié)果如圖2.3所示，其中是回波功率，是平均多普勒頻移，fF,是多普勒譜寬，Py是平均噪聲功率。相干積累、FFT變換、譜平均是風(fēng)廓線雷達(dá)信號處理過程的三個(gè)核心技術(shù)環(huán)節(jié)。相干積累過程在時(shí)間域進(jìn)行，主要是以犧牲一定的時(shí)間為代價(jià)，通過發(fā)射多次脈沖，有用的信號相互累加，無用的信號相互抵消，起到信號放大、提高信噪比的作用

密度函數(shù)進(jìn)行非相干積累（譜平均），得到相對平穩(wěn)的功率譜密度函數(shù)，典型結(jié)果如圖2.3所示，其中是回波功率，是平均多普勒頻移，fF,是多普勒譜寬，Py是平均噪聲功率。相干積累、FFT變換、譜平均是風(fēng)廓線雷達(dá)信號處理過程的三個(gè)核心技術(shù)環(huán)節(jié)。相干積累過程在時(shí)間域進(jìn)行，主要是以犧牲一定的時(shí)間為代價(jià)，通過發(fā)射多次脈沖，有用的信號相互累加，無用的信號相互抵消，起到信號放大、提高信噪比的作用，這一過程主要觀察信號隨時(shí)間的分布和變化。FFT變換，也稱快速傅里葉變換，這一過程主要是把若干相干積累后的時(shí)域信號轉(zhuǎn)換16

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]風(fēng)廓線雷達(dá)探測零度層亮帶的試驗(yàn)研究[J]. 黃鈺,阮征,葛潤生,陳鐘榮.  高原氣象. 2011(05)
[2]2009年冬季新疆北部持續(xù)性暴雪的環(huán)流特征及其成因分析[J]. 張書萍,祝從文.  大氣科學(xué). 2011(05)
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[4]新疆北部地區(qū)一次特大暴雪天氣診斷分析[J]. 郭金強(qiáng),趙俊榮.  青海氣象. 2011(01)
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[6]風(fēng)廓線雷達(dá)回波信號強(qiáng)度定標(biāo)方法[J]. 鐘劉軍,阮征,葛潤生,陳鐘榮,任京偉,沈祥林,張哲,魏艷強(qiáng).  應(yīng)用氣象學(xué)報(bào). 2010(05)
[7]風(fēng)廓線雷達(dá)探測降水云體中雨滴譜的試驗(yàn)研究[J]. 王曉蕾,阮征,葛潤生,陳鐘榮.  高原氣象. 2010(02)
[8]晴空熱對流泡的風(fēng)廓線雷達(dá)探測研究[J]. 何平,馬穎,阮征,王迎春,李長河,曹曉彥.  氣象學(xué)報(bào). 2010(02)
[9]風(fēng)廓線雷達(dá)的譜寬分析及湍流耗散率的變化特征初步研究[J]. 張彩云,董德保,翁寧泉.  大氣與環(huán)境光學(xué)學(xué)報(bào). 2009(06)
[10]風(fēng)廓線雷達(dá)探測降水過程的初步研究[J]. 何平,朱小燕,阮征,吳蕾,楊馨蕊,馬舒慶.  應(yīng)用氣象學(xué)報(bào). 2009(04)

博士論文
[1]風(fēng)廓線雷達(dá)數(shù)據(jù)處理與應(yīng)用研究[D]. 胡明寶.南京信息工程大學(xué) 2012

碩士論文
[1]風(fēng)廓線雷達(dá)數(shù)據(jù)質(zhì)量控制方法探討及其應(yīng)用[D]. 楊馨蕊.中國氣象科學(xué)研究院 2009
[2]青藏高原那曲地區(qū)風(fēng)廓線結(jié)構(gòu)的觀測研究[D]. 李劍東.中國氣象科學(xué)研究院 2005



本文編號：3262676