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利用雷达反射率因子垂直廓线改进层状云降水估计的研究

牟凤军  
【摘要】:在利用雷达估测远距离地面降水时,雷达波束采样随距离的抬升和展宽、以及降水强度在垂直方向自然分布的不均匀性,正是雷达测雨产生误差的重要因素之一。雷达反射率因子的垂直变率减少了雷达资料对降水量估计的可靠性,在复杂地形中情况更是如此。如果已知雷达反射率因子垂直廓线(VPR),这一主要的误差源可以、至少可以部分的被订正。 本文重点研究雷达回波垂直廓线VPR的两个重要方面:一是VPR的生成方法,二是评估VPR订正雷达估算降水的效果。 本文实现了雷达反射率因子垂直廓线的生成的两种生成方法,平均VPR与识别VPR算法。平均垂直廓线MVPR具有简便、实用的优点。而利用Menky反算理论的逆算法,求出消除了雷达波束平滑作用的识别廓线,更接近真实情况。 试验数据取上海、合肥、宁波雷达观测到的2009年4月4日层状云降水过程的三维数据,利用平均VPR对雷达PPI、RHI进行订正,结果表明,平均VPR对雷达PPI中的亮带具有明显的抑制作用;对雷达PHI订正使雷达反射率因子在竖直高度上分布更加均匀。对合肥雷达0.5°仰角上的地形阻挡区域应用平均VPR进行拟合,阻挡区域拟合的反射率因子与周围区域的反射率因子吻合的很好。匹配雷达1-150km覆盖范围内的雨量计雨量,对VPR订正效果进行定量分析,结果表明:VPR与雨量计站点附近的降水空间分布特征的匹配程度对VPR的订正降水效果有直接的影响,基于VPR具有两种基本廓线特征的特征VPR比单一的平均VPR的订正效果更好,在VPR均一区域,识别廓线具有更优的订正效果,其对局地廓线有更佳的代表意义。


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