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《南京信息工程大学》 2014年
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华南前汛期暴雨过程C波段天气雷达信息特征研究

肖雯  
【摘要】:本文利用广州白云机场多普勒天气雷达资料和在雷达有效扫描范围内的自动站的小时降水资料,研究09-11年华南前汛期降水的时空分布特征,并且结合雷达回波资料和径向风资料数据分析不同环流形势场下各种降水的雷达回波的三维结构、时间演变特征,结合雷达径向风速度场特征来为强降水过程的短时临近预报提供依据。选取三次典型的前汛期降水过程进行环流形势场分析、水汽条件分析,并对相应降水过程的雷达数据进行质量控制后,通过采用固定Z-I关系法、最优化Z-I关系法等方法对雷达回波进行降水估测,并且对比了两种不同估算方法的优劣性。得到结论如下: (1)对雷达数据进行相应的去超折射回波、孤立回波点和中值滤波处理,能够在保留雷达数据原有的特征的基础上,很大程度地滤去相应的杂波和噪音。采用反射率因子混合扫描法对雷达体扫数据进行组合,解决了雷达低仰角数据杂波多、高仰角数据扫描范围小的问题。 (2)通过对09-11年11次前汛期暴雨过程的环流场统计可以看到:500hPa形势场大致可以分为两脊一槽型、两槽一脊型、一槽一脊型和多波型四种类型;850hPa上主要影响系统则表现为气旋和切变线,有的降水过程则受两种影响系统共同作用影响,并不是所有的强降水过程都伴有低空急流的出现,急流的位置、走向和强度随着降水过程的不同而存在着明显的差异性。对雷达回波和径向风场的统计发现:这十一次降水过程的雷达回波特征可以归纳为以层状云降水为主的混合性降水回波,以积状云降水为主的混合性回波,飑线系统和超级单体四类,四类强降水回波的特征各不相同。 (3)通过雷达径向风场的统计分析可以看出,雷达的径向风场的变化特征可以用来说明实际风场随高度的变化情况,并且其特征相对于天气形势具有较细致的刻画,因此可以利用雷达径向风场来更清楚地识别降水主导系统和天气形势。 (4)通过对2010年5月上旬三次华南前汛期典型降水过程进行分析得出,这三次典型前汛期暴雨过程的环流形势是不一样的,6日、9-10日、14日降水过程中高纬度环流形势分别表现为两槽一脊、多波型和两脊一槽型环流形势,降水雨带位置都跟切变线的位置有着密切的关系。结合雷达回波图可以得出,强降水过程中雨带的位置分布与雷达强回波中心的分布具有良好的相关性。 (5)通过外推法对雷达回波的移动方向跟移动速度进行预报,可以通过相邻两个时刻的回波值来对下一时刻的雷达回波值进行预报。三次典型强降水过程在雷达回波图上的表示各有不同,分析三次过程的雷达强回波中心位置与雨带的分布,对三次强降水过程的雷达回波带的位置利用外推法进行预测,得出预测的雨带分布与实况降水中的强降水中心位置的相关系数分别为66.93%、58.83%和75.96%。 (6)结合Z-I关系式对降水进行反演,通过对比雷达估测降水分布和实况降水分布我们可以发现,通过这种方法反演得到的雷达估测降水,在强降水带的分布上和实况降水很接近,但是在雨量的强度和范围上都存在着一定程度的低估。通过对比发现,最优化Z-I方法估测得到的降水强度上比固定Z-I关系法有了很大的改进,但是对于同一次降水过程中存在着不同的回波类型,使用同一A、b值来对降水进行估测,依然会对估测结果产生很大的影响。
【学位授予单位】:南京信息工程大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:P412.25;P426.6

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