用相关法估测CAPPI等高面上的水平流场

【摘要】：风暴是重要的天气现象,严重威胁着人们的生命财产安全,因此,有效的估算整个风暴CAPPI上的流场结构对其进行跟踪、监测并随时发布警报有着重要的意义。利用多普勒天气雷达资料探测强风暴并开展临近天气预报,是多普勒天气雷达作为中小尺度灾害性天气监测工具的主要功能之一。本文基于对风暴天气的天气学特征,对流单体的一般特征及其发展的环境条件,强对流风暴天气的雷达回波特征的介绍,详细描述了估算整个风暴CAFPI上的流场结构的天气学依据:然后基于多普勒雷达资料,运用相关法TREC(tracking radar echoes by correlation),根据雷达在两个观测时间的数据,通过对风暴强度场反射率因子作相关分析来估测其CAPPI等高面上的水平流场结构,以此预估其移动趋向,从而外推整个回波场的运动。该方法对非相干雷达特别适用,同时也可用于多普勒雷达(其它方法运用多普勒雷达资料作风场反演时大多得不到CAPPI上的风场或者效果很不尽如人意)。从雷达回波强度的连续变化,可以看到云团随风的移动,即雷达回波强度的空间变化包含了风的信息。特别在短时间间隔内,云团的变化主要来自风的推动。可以将这一信息用于风场反演。经输入台风、暴雨、晴空边界层的个例试验,结果表明有助于短时天气预报。在TREC用于晴空回波时,根据当地实际情况通过适当改动相关系数的阈值可以消除杂波产生的TREC矢量的干扰。 估算整个风暴CAPPI上的流场结构算法的工程设计,是在相关法TREC的基础上,做出一些适当改进,如数据平滑处理,误差订正等,运用VC++开发环境,使用统一的基数据(ARCHIVE)和产品格式,方便区域大范围的雷达拼图和联防。