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双偏振相控阵雷达误差评估与相态识别方法 被引量:12
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作者 李哲 吴翀 +2 位作者 刘黎平 宗蓉 罗鸣 《应用气象学报》 CSCD 北大核心 2022年第1期16-28,共13页
选取2020年3—9月深圳求雨坛的X波段双偏振相控阵雷达探测数据,与同位置的S波段双偏振雷达进行对比。通过一定限制条件定量分析引入误差的原因,发现反射率因子Z_(H)和差分反射率Z_(DR)的标定误差和随机误差较大,其中Z_(H)误差变化范围为... 选取2020年3—9月深圳求雨坛的X波段双偏振相控阵雷达探测数据,与同位置的S波段双偏振雷达进行对比。通过一定限制条件定量分析引入误差的原因,发现反射率因子Z_(H)和差分反射率Z_(DR)的标定误差和随机误差较大,其中Z_(H)误差变化范围为-0.5~4.5 dB,Z_(DR)误差变化范围为-0.7~0.2 dB。在上述较大误差影响下,传统模糊逻辑相态识别方法的水凝物相态识别结果不可靠,因此根据不同相态的雷达参量特征范围以及融化层高度建立基本结构为二叉树的决策树相态识别方法。针对上述方法的实际应用效果,分别从水凝物相态识别结果对误差的敏感性和空间分布的合理性进行评估,结果表明:决策树相态识别方法的水凝物相态识别结果稳定性高于模糊逻辑相态识别方法,且在对流云中的水凝物相态分布更加合理,能够发挥X波段双偏振相控阵雷达在研究云内水凝物相态演变的优势。 展开更多
关键词 偏振相控阵雷达 误差分析 水凝物相态识别
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副热带高压背景下极端短时强降水的双偏振相控阵雷达观测分析 被引量:7
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作者 潘佳文 彭婕 +5 位作者 魏鸣 郑秀云 吴伟杰 高珊 吴举秀 蔡菁 《气象学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第5期748-764,共17页
为了研究副热带高压(副高)背景下极端短时强降水系统的动力和云物理结构特征,利用厦门X波段双偏振相控阵雷达观测数据,采用多普勒雷达风场反演技术并结合高精度的地形数据,对2021年8月11日发生在厦门地区的一次极端短时强降水事件进行... 为了研究副热带高压(副高)背景下极端短时强降水系统的动力和云物理结构特征,利用厦门X波段双偏振相控阵雷达观测数据,采用多普勒雷达风场反演技术并结合高精度的地形数据,对2021年8月11日发生在厦门地区的一次极端短时强降水事件进行了分析。研究表明:(1)这次过程发生在副高控制之下,具有弱天气尺度强迫特征。地面辐合线促进了线状对流系统的形成,其后向传播过程导致了局地极端强降水的发生。(2)对流系统的中层存在大粒子累积区,大粒子的下泻导致雨强增大。倾斜上升(下沉)气流的配置使得大粒子的下泻不会影响上升气流,有利于对流系统的发展与维持。下沉气流与偏南气流相遇触发了上游对流系统的发展,形成后向传播。(3)在弱天气尺度系统背景下,局地地形对于降水系统的影响得以凸显。地形造成的低层辐合使得差分反射率因子(Z_(DR))、差分传播相移率(K_(DP))等双偏振参数在迎风坡处明显增大,且大值区在此处维持。更大、更浓密的降水粒子形成了极高的降雨效率。(4)暖雨过程和冰相过程在这次极端降水事件中并存,前者对雨水的形成起主导作用,冰相粒子的融化加速了这一进程。(5)强降水时雨滴的破碎和碰并趋于平衡,雨强的增大取决于雨滴浓度的升高。因此,K_(DP)可作为判断雨强是否增大的指标。(6)Z_(DR)柱与K_(DP)柱的演变对于地面雨强的变化具有预示性,特别是在持续降水过程中,Z_(DR)(K_(DP))柱的再度发展预示着降水系统的再次增强。 展开更多
关键词 偏振相控阵雷达 极端短时强降水 弱天气尺度背景 地形降水
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一次早春冰雹天气过程的双偏振相控阵雷达回波特征分析
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作者 刘艳 张涛 《地球科学前沿(汉斯)》 2021年第9期1188-1194,共7页
本文利用成都市X波段双偏振相控阵天气雷达资料,对2021年3月6日成都市一次局地冰雹天气过程进行了分析。结果表明,X波段双偏振相控阵天气雷达提供的高时空分辨率雷达产品能够更精细地展现冰雹天气的演变过程;小的ZDR值和高的强度Z对应... 本文利用成都市X波段双偏振相控阵天气雷达资料,对2021年3月6日成都市一次局地冰雹天气过程进行了分析。结果表明,X波段双偏振相控阵天气雷达提供的高时空分辨率雷达产品能够更精细地展现冰雹天气的演变过程;小的ZDR值和高的强度Z对应的是纯冰雹区,一旦冰雹开始融化,ZDR的值也会随着融化而变大;利用模糊逻辑算法识别粒子相态的水凝物分类产品能够直观地给出冰雹云的垂直结构图,从而分析出冰雹的降落状态。雷达回波演变过程和雷达水凝物分类产品资料分析结合实况证明对流单体合并的尾声阶段开始降雹,且对流单体的合并区域是冰雹的主要落区。此外,早春的此次冰雹天气过程回波顶高最大值在5 km左右,有别于夏季的冰雹天气,需引起重视;垂直液态水含量(VIL)的跃增是降雹开始前的一个重要指征。 展开更多
关键词 冰雹 偏振相控阵雷达 垂直液态水含量 水凝物分类
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广州X波段双偏振相控阵天气雷达数据质量初步分析及应用 被引量:14
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作者 张羽 吴少峰 +4 位作者 李浩文 胡东明 黄辉 傅佩玲 田聪聪 《热带气象学报》 CSCD 北大核心 2022年第1期23-34,共12页
为提高X波段双偏振相控阵雷达(XPAR-D)数据质量,采用自适应约束订正方法对反射率因子Z_(H)、差分反射率因子Z_(DR)进行质量控制;利用广州S波段双偏振雷达(CINRAD/SAD)和地面二维雨滴谱观测对XPAR-D雷达的数据质量进行分析,结果表明XPAR-... 为提高X波段双偏振相控阵雷达(XPAR-D)数据质量,采用自适应约束订正方法对反射率因子Z_(H)、差分反射率因子Z_(DR)进行质量控制;利用广州S波段双偏振雷达(CINRAD/SAD)和地面二维雨滴谱观测对XPAR-D雷达的数据质量进行分析,结果表明XPAR-D雷达与CINRAD/SAD雷达的回波强度基本一致,由于XPAR-D雷达灵敏度较低,导致对弱回波的探测能力低于CINRAD/SAD雷达。将XPAR-D雷达测量的反射率因子Z_(H)与雨滴谱仪反演的Z_(H)对比,两者相变化趋势基本一致;XPAR-D雷达差分反射率Z_(DR)、差分相移率K_(DP)与Z_(H)的一致性较好,其中K_(DP)约是CINRAD/SAD雷达的3.3倍;XPAR-D雷达偏振参量能有效反映融化层的偏振特征;一次局地性强降水的观测结果表明相控阵雷达能够精细监测降水的触发、演变过程以及不同降水强度的微物理特征。 展开更多
关键词 X波段偏振相控阵雷达 数据质量 差分反射率ZDR 差分相移率KDP
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藏东南墨脱地区降水特征分析
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作者 李冉 王改利 +1 位作者 张永华 郭在华 《气象》 CSCD 北大核心 2024年第3期303-317,共15页
墨脱位于藏东南雅鲁藏布大峡谷水汽通道入口处,是青藏高原年降水量最多的地区。本研究使用墨脱云降水综合观测试验以来三年(2019—2021年)的自动雨量计数据,分析了墨脱降水的月变化和日变化特征。然后基于同址的降水天气现象仪和X波段... 墨脱位于藏东南雅鲁藏布大峡谷水汽通道入口处,是青藏高原年降水量最多的地区。本研究使用墨脱云降水综合观测试验以来三年(2019—2021年)的自动雨量计数据,分析了墨脱降水的月变化和日变化特征。然后基于同址的降水天气现象仪和X波段双偏振相控阵雷达观测数据,探究墨脱两次强降水过程的发展演变特征。结果表明:从统计结果来看,墨脱降水天数超过全年的70%,以降水率<5 mm·h^(-1)的弱降雨为主,日降水量<10 mm的小雨的发生率最高,但10 mm≤日降水量<25 mm的中雨产生的降水量最大。墨脱降水存在明显的月变化和日变化特征,受印度洋季风影响,降水主要发生在6—9月。受山谷风影响,降水主要发生在夜间。对于降水过程而言,由高原涡和南支槽影响下的系统性暴雨,范围大、持续时间长,降水主要由直径小于2 mm的雨滴产生,雷达反射率因子普遍不超过35 dBz。而由地形强迫引起的局地短时强对流降水过程,雨滴谱分布更宽,雨滴浓度更高,直径大于2 mm的雨滴对降水量的贡献最大,雷达反射率因子超过45 dBz,风暴的后向传播形成“列车效应”。 展开更多
关键词 藏东南 降水现象仪 X波段偏振相控阵雷达 降水特征 演变特征
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一次强对流天气的X波段相控阵雷达回波分析
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作者 李婵珠 莫伟强 +2 位作者 冼星河 张劲梅 蔡奕萍 《广东气象》 2024年第2期1-5,共5页
利用东莞市X波段双偏振相控阵雷达资料,对2021年7月28日东莞一次局地冰雹和短时强降水天气的雷达回波特征进行分析。结果表明:台风“烟花”登陆北上形成宽广的台风低槽、低层的北风和西风辐合是该次强对流天气发生的背景条件;前期台风... 利用东莞市X波段双偏振相控阵雷达资料,对2021年7月28日东莞一次局地冰雹和短时强降水天气的雷达回波特征进行分析。结果表明:台风“烟花”登陆北上形成宽广的台风低槽、低层的北风和西风辐合是该次强对流天气发生的背景条件;前期台风外围下沉气流造成的能量条件积累、中层的冷平流和珠江口低层西南风的加强为风暴的发展和维持提供了有利的环境条件。该次过程东莞东南部的对流风暴在原地生消,造成了塘厦镇125.5mm的局地短时强降水。低层KDP印对短时强降水有指示意义,而ZDR可以影响强降水阶段的雨强。东莞北部的对流风暴产生局地冰雹和8级短时大风,与东南部产生强降水的风暴不同,产生冰雹的风暴在降雹前具有强的ZDR柱,PPI上可观测到三体散射。风暴趋势产品VIL的两次明显下降对单体质心下沉产生辐散大风和冰雹的降落有较好的指示作用,相态识别产品也可作为判断冰雹是否落地的辅助工具。 展开更多
关键词 天气学 冰雹 短时强降水 X波段偏振相控阵雷达 东莞
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基于相控阵雷达的区域站雨量质控方法研究
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作者 陈荣忠 王证帅 +2 位作者 杨志勇 黄澎 陈伟 《海峡科学》 2023年第3期10-13,共4页
为提高站点雨量数据的准确性,提出了一种基于相控阵雷达的区域自动站雨量质量控制方法,结合区域自动站和X波段双偏振相控阵雷达对雨量数据的精准质控来提高设备的维护效率,降低疑误数据对预报人员的干扰。在对厦门市一次天气过程的实验... 为提高站点雨量数据的准确性,提出了一种基于相控阵雷达的区域自动站雨量质量控制方法,结合区域自动站和X波段双偏振相控阵雷达对雨量数据的精准质控来提高设备的维护效率,降低疑误数据对预报人员的干扰。在对厦门市一次天气过程的实验分析得出,该模型能够及时对疑误站点进行识别,有效改善了区域站降水数据的观测质量。 展开更多
关键词 区域自动站 X波段偏振相控阵雷达 质量控制
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台风“ 卢碧” 引发的福州极端降水成因初探 被引量:1
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作者 郑秀丽 柯杭 +2 位作者 陈彦 官雨洁 姚林塔 《海峡科学》 2022年第1期3-9,共7页
采用福州市地面自动站资料、ERA5再分析资料(0.25°×0.25°)以及X波段双偏振相控阵天气雷达等新型观测资料,分析了台风“卢碧”(2109)造成福州极端降水的成因,并介绍了X波段双偏振相控阵天气雷达资料在台风降水预报中的应... 采用福州市地面自动站资料、ERA5再分析资料(0.25°×0.25°)以及X波段双偏振相控阵天气雷达等新型观测资料,分析了台风“卢碧”(2109)造成福州极端降水的成因,并介绍了X波段双偏振相控阵天气雷达资料在台风降水预报中的应用。研究结果表明,强降水云带的持续影响、源源不断的水汽供应、强的高低层抽吸作用以及舒适的海温等有利因素是台风“卢碧”引发福州沿海局地极端降水的主要原因,而福州独特的地形对本次极端降水也有增幅作用。此外,研究表明,X波段双偏振相控阵天气雷达在台风等灾害性天气过程中对极端降水估测有较好的反应。 展开更多
关键词 台风“卢碧” 极端降水成因 X波段偏振相控阵天气雷达
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