基于T-Matrix對(duì)C波段雙偏振雷達(dá)參數(shù)反演,本文首先擬合了江淮地區(qū)雙偏振雷達(dá)ZH,ZDR,KDP等參數(shù)之間的關(guān)系,衰減系數(shù)以及滴譜結(jié)構(gòu)特征。通過對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,分析了影響雙偏振雷達(dá)數(shù)據(jù)的主要參數(shù),并且給出了對(duì)各種參數(shù)進(jìn)行質(zhì)量控制的方法。使用FIR迭代濾波,對(duì)ΦDP數(shù)據(jù)進(jìn)行了濾波,得到KDP參數(shù)。結(jié)合江淮地區(qū)雨滴譜散射模擬的結(jié)果,提出了使用MKDP方法對(duì)ZH,ZDR進(jìn)行衰減訂正。另外,針對(duì)車載雙偏振雷達(dá)的特點(diǎn),分析了近距離遮擋物對(duì)各個(gè)雙偏振參數(shù)的影響。最后,對(duì)2013年江淮地區(qū)一次梅雨過程進(jìn)行了滴譜分析,使用Z-R,R-KDP,R-ZH-ZDR,R-KDP-ZDR四種方法進(jìn)行了降水估測,并對(duì)誤差進(jìn)行了分析。論文的主要研究內(nèi)容和研究成果如下：1)通過雨滴譜觀測數(shù)據(jù),使用T-Matrix方法能很好的對(duì)C波段雙偏振雷達(dá)參數(shù)進(jìn)行模擬。通過模擬得到的各種參數(shù)的相關(guān)性較高,并且,結(jié)合模擬結(jié)果,可以得到u-A曲線,配合觀測得到的雙偏振參數(shù),可以實(shí)現(xiàn)滴譜Gamma分布的參數(shù)反演。2)在雙偏振雷達(dá)質(zhì)量控制中,采樣點(diǎn)數(shù)M,信噪比SNR,相關(guān)系數(shù)ρHV是影響雙偏振參數(shù)質(zhì)量的重要因素。研究結(jié)果表明,只有SN... 

【文章頁數(shù)】：151 頁

【學(xué)位級(jí)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 主要偏振參量物理意義
    1.3 使用雨滴譜數(shù)據(jù)對(duì)雷達(dá)參數(shù)進(jìn)行反演研究進(jìn)展
    1.4 雷達(dá)標(biāo)定研究進(jìn)展
    1.5 遮擋分析研究進(jìn)展
    1.6 衰減訂正研究進(jìn)展
    1.7 降水估測
    1.8 論文研究的目的,內(nèi)容和技術(shù)路線
        1.8.1 論文研究目的
        1.8.2 論文研究內(nèi)容
        1.8.3 論文研究的技術(shù)路線
第二章 雨滴譜參數(shù)及雙偏振雷達(dá)參數(shù)反演
    2.1 觀測儀器介紹
    2.2 主要雨滴譜參數(shù)
        2.2.1 N(D)
        2.2.2 D_(MAX) D_(PEAK) D_(AVG)
        2.2.3 D_O
        2.2.4 D_M
        2.2.5 降水率R以及液態(tài)水含量W
    2.3 雨滴譜分布模擬方法
        2.3.1 M-P分布及Gamma分布
        2.3.2 Gamma分布參數(shù)的求解
    2.4 利用雨滴譜數(shù)據(jù)進(jìn)行雙偏振雷達(dá)觀測參數(shù)
        2.4.1 瑞利散射條件下,Z_H、Z_(DR)、K_(DP)定義
        2.4.2 T矩陣法計(jì)算雙偏振參數(shù)
            2.4.2.1 反射率因子Z_H、Z_(DR)
            2.4.2.2 K_(DP)
            2.4.2.3 衰減因子A_(HH)、A_(DP)
        2.4.3 軸比關(guān)系r的確定
        2.4.4 瑞利散射與T-Matrix模擬雙偏振參數(shù)的結(jié)果比較
    2.5 利用雷達(dá)參數(shù)反演滴譜結(jié)構(gòu)
    2.6 數(shù)據(jù)分析
        2.6.1 數(shù)據(jù)來源
        2.6.2 數(shù)據(jù)質(zhì)量控制
        2.6.3 反演結(jié)果
            2.6.3.1 Z_H與Z_(DR)和K_(DP)的關(guān)系
            2.6.3.2 Z_H-Z_(DR),Z_H-K_(DP)曲線
            2.6.3.3 江淮地區(qū)Z_H,Z_(DR)訂正系數(shù)
            2.6.3.4 江淮地區(qū)C波段雙偏振雷達(dá)降水估測公式
                2.6.3.4.1 R-K_(DP)方法
                2.6.3.4.2 R-Z_H-Z_(DR)方法
                2.6.3.4.3 R-K_(DP)-Z_(DR)方法
                2.6.3.5 u-∧擬合
                2.6.3.6 Z_(DR)-∧,∧-10log(Z_H/N_O)與∧-10log(K_(DP)/N_O)曲線
    2.7 小結(jié)
第三章 雙發(fā)雙收模式(SHV)下影響雙偏振參數(shù)的誤差分析及質(zhì)量控制方法
    3.1 影響雙偏振參數(shù)的主要原因分析
        3.1.1 采樣點(diǎn)個(gè)數(shù)M對(duì)雙偏振參數(shù)的影響
            3.1.1.1 采樣個(gè)數(shù)M對(duì)Z_(DR)的影響
            3.1.1.2 采樣個(gè)數(shù)M對(duì)Φ_(DP)的影響
            3.1.1.3 采樣點(diǎn)M對(duì)ρ_(HV)的影響
        3.1.2 信噪比SNR對(duì)雙偏振參數(shù)的影響分析
            3.1.2.1 SNR對(duì)Z_(DR)影響分析
            3.1.2.2 SNR對(duì)Φ_(DP)的影響
            3.1.2.3 SNR對(duì)ρ_(HV)的影響
        3.1.3 ρ_(HV)附對(duì)雙偏振參數(shù)的影響
            3.1.3.1 ρ_(HV)對(duì)Z_(DR)的影響
            3.1.3.2 ρ_(HV)對(duì)Φ_(DP)的影響
        3.1.4 近距離雙偏振參數(shù)異常
    3.2 雙偏振數(shù)據(jù)參數(shù)質(zhì)量控制
        3.2.1 Z_(DR)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)質(zhì)量控制
            3.2.1.1 使用出廠測試數(shù)據(jù)獲取基本Z_(DR)-SNR曲線圖
            3.2.1.2 使用弱降水獲取Z_(DR)隨信噪比變化曲線圖及訂正曲線擬合
            3.2.1.3 使用天頂掃描數(shù)據(jù)驗(yàn)證SNR-Z_(DR)曲線訂正效果
            3.2.1.4 Z_(DR)數(shù)據(jù)平滑
        3.2.2 Φ_(DP)數(shù)據(jù)的質(zhì)量控制
        3.2.3 ρ_(HV)產(chǎn)品的誤差訂正
    3.3 不同站點(diǎn)以及不同時(shí)期的雙偏振參數(shù)變化
        3.3.1 同一體掃不同角度各種雙偏振參數(shù)變化
        3.3.2 同一次觀測過程雙偏振參數(shù)的變化情況
        3.3.3 同一陣地不同觀測時(shí)段對(duì)雙偏振參數(shù)的影響
        3.3.4 不同陣地雙偏振參數(shù)變化情況
    3.4 小結(jié)
第四章 Φ_(DP)參數(shù)的處理以及K_(DP)的求取
    4.1 引言
    4.2 Φ_(DP)與K_(DP)的基本概念
    4.3 影響中Φ_(DP)參數(shù)的主要原因
    4.4 Φ_(DP)的模糊處理
    4.5 Φ_(DP)數(shù)據(jù)可用點(diǎn)判斷以及處理
    4.6 Φ_(DP)的濾波處理
        4.6.1 FIR濾波
        4.6.2 不同階數(shù)的FIR濾波效果
        4.6.3 迭代濾波
    4.7 Φ_(CP)濾波處理流程
    4.8 K_(DP)計(jì)算
    4.9 小結(jié)
第五章 雙偏振雷達(dá)的衰減訂正
    5.1 主要訂正方法
        5.1.1 HB解析訂正法
        5.1.2 K_(DP)方法
    5.2 不同雨滴分類以及衰減系數(shù)a,b的求取
        5.2.1 使用雨滴譜數(shù)據(jù)對(duì)雨滴分類擬合不同類型雨滴系數(shù)a,b
        5.2.2 使用雷達(dá)觀測數(shù)據(jù)分類的雨滴進(jìn)行匹配
    5.3 數(shù)據(jù)預(yù)處理
    5.4 訂正算法流程
    5.5 不同降水過程的雨滴分類以及訂正效果分析
    5.6 各種不同訂正方法效果評(píng)估
        5.6.1 兩個(gè)雷達(dá)位置分布
        5.6.2 兩個(gè)雷達(dá)固定反射率偏差計(jì)算
        5.6.3 不同訂正方法比較
        5.6.4 Z_H-Z_(DR)曲線分布圖
    5.7 本章小結(jié)
第六章 遮擋對(duì)雙偏振雷達(dá)的影響
    6.1 引言
    6.2 數(shù)據(jù)與方法
        6.2.1 雷達(dá)車附近的地形分布
        6.2.2 附近的地物分布情況
        6.2.3 觀測數(shù)據(jù)選擇
    6.3 主要雷達(dá)參數(shù)受遮擋影響情況
        6.3.1 反射率因子Z_H
        6.3.2 差分反射率因子Z_(DR)
        6.3.3 Φ_(DP)(K_(DP))
        6.3.4 ρ_(HV)
    6.4 訂正方法
        6.4.1 差分反射率因子Z_(DR)訂正方法
        6.4.2 反射率因子訂正方法
        6.4.3 Φ_(DP)訂正方法
    6.5 結(jié)論與討論
第七章 雙偏振雷達(dá)估測降水
    7.1 各種雙偏振系數(shù)與降水之間R的關(guān)系
        7.1.1 反射率因子Z_H
        7.1.2 前向差傳相移D_(DP)
        7.1.3 差分反射率Z_(DR)
    7.2 各種估算降水方法介紹
        7.2.1 R(Z)關(guān)系法
        7.2.2 R(K_(DP)法
        7.2.3 R(Z_(DR),Z_H)法
        7.2.4 R(Z_(DR),K_(DP))方法
    7.3 降水過程天氣背景及滴譜結(jié)構(gòu)分析
        7.3.1 天氣形勢分析
        7.3.2 雨滴譜演變特征
        7.3.3 降雨微結(jié)構(gòu)特征參數(shù)
        7.3.4 降水粒子各尺度檔對(duì)雨強(qiáng)的貢獻(xiàn)
        7.3.5 分雨強(qiáng)情況的雨滴譜分布
    7.4 降水估測結(jié)果分析
        7.4.1 資料選取
        7.4.2 數(shù)據(jù)質(zhì)量控制
        7.4.3 數(shù)據(jù)評(píng)估
            7.4.3.1 評(píng)估方法
            7.4.3.2 R(Z)方法
            7.4.3.3 R(K_(DP))方法
            7.4.3.4 R(Z_(DR),Z_H)方法
            7.4.3.5 R(Z_(DR),K_(DP))方法
            7.4.3.6 不同時(shí)間間隔誤差評(píng)估
    7.5 本章小結(jié)
第八章 總結(jié)與討論
    8.1 總結(jié)
        8.1.1 雨滴譜參數(shù)及雙偏振參數(shù)的反演
        8.1.2 雙發(fā)雙收模式(SHV)下影響雙偏振參數(shù)的誤差分析及質(zhì)量控制方法
        8.1.3 Φ_(DP)參數(shù)的處理以及K_(DP)的求取
        8.1.4 雙偏振雷達(dá)的衰減訂正
        8.1.5 偏振雷達(dá)遮擋分析
        8.1.6 雙偏振雷達(dá)估測降水
    8.2 論文特色和創(chuàng)新點(diǎn)
    8.3 存在的問題和未來的研究方向
參考文獻(xiàn)
致謝
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【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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