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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
1
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 双偏振相控阵雷达 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
2
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 双偏振相控阵雷达 极端短时强降水 弱天气尺度背景 地形降水
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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
3
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波段双偏振相控阵雷达 数据质量 差分反射率ZDR 差分相移率KDP
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X波段相控阵偏振雷达观测墨脱地区云降水宏观特征的统计研究 被引量：4
4
作者 张蔚然 刘黎平 吴翀 《大气科学》 CSCD 北大核心 2023年第1期70-85,共16页
第二次青藏高原综合科学考察研究项目在墨脱布设了一部X波段相控阵偏振雷达(X-PAR),实现了首次对河谷地区云降水的雷达连续观测。为了揭示高原东南河谷地区云降水的宏观特征,本文利用墨脱X-PAR2019年11月至2020年10月的观测数据定量分... 第二次青藏高原综合科学考察研究项目在墨脱布设了一部X波段相控阵偏振雷达(X-PAR),实现了首次对河谷地区云降水的雷达连续观测。为了揭示高原东南河谷地区云降水的宏观特征,本文利用墨脱X-PAR2019年11月至2020年10月的观测数据定量分析了墨脱地区云降水回波强度、回波顶高等参数的月变化、日变化和高度变化,并与那曲地区夏季季风时期多普勒雷达观测数据进行了比较。研究发现:(1)墨脱地区回波顶高、面积、强回波所占比例以及回波分布范围在4~10月大于11~3月,4~10月降水频次高、对流性降水多,其中以6月最为显著。而进入4月后弱回波数量的大幅度增加导致了4~10月回波强度小于11~3月。降水回波月变化特征结合高原季风指数,将一年分为旱季(11~3月)与雨季(4~10月)。(2)雨季降水回波频次、顶高、面积均大于旱季,说明雨季降水频次更高、对流性活动更旺盛。降水回波频次、顶高、面积的日变化表明,旱季日降水主要发生在下午与上半夜,雨季主要发生在下半夜。(3)墨脱降水回波强度大部分小于30 dBZ,旱季在海拔高度3 km以上回波发生频次高,雨季在3 km以下高。(4)夏季季风期间墨脱回波顶高低于那曲,其顶高、面积日变化趋势与那曲不同。夏季季风期间那曲日降水主要集中在下午与上半夜,而墨脱则集中在下半夜。墨脱旱季云降水特征与那曲夏季季风时期特征较为相似。 展开更多
关键词 墨脱 相控阵双偏振雷达 云降水特征
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藏东南墨脱地区降水特征分析
5
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波段双偏振相控阵雷达 降水特征 演变特征
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相控阵天气雷达监测预警龙卷风的过程剖析
6
作者 吕雪芹 霍亚 曾瑛 《热带气象学报》 CSCD 北大核心 2024年第1期33-39,共7页
天气雷达作为龙卷风监测预警的重要手段之一,应用具有超高时空分辨率的X波段双极化相控阵天气雷达系统,较好地捕获并提前预警龙卷风。以2022年6月19日07时发生在广东佛山南海的一次龙卷风为例,详细剖析龙卷生消及雷达监测预警过程。借... 天气雷达作为龙卷风监测预警的重要手段之一,应用具有超高时空分辨率的X波段双极化相控阵天气雷达系统,较好地捕获并提前预警龙卷风。以2022年6月19日07时发生在广东佛山南海的一次龙卷风为例,详细剖析龙卷生消及雷达监测预警过程。借助雷达智能预警软件,利用X波段双极化相控阵天气雷达的双偏振量和超高时空分辨率数据,实时反演三维风场和分析龙卷碎片(TVS)特征,能够显著提高龙卷风监测预警水平。实例表明,本次成功地提前18分钟预警龙卷,进一步说明了X波段双极化相控阵天气雷达在强对流天气探测方面具有较强的生命力。 展开更多
关键词 X波段 双极化相控阵天气雷达 龙卷风监测
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X波段双极化相控阵天气雷达的防雷设计 被引量：4
7
作者 陈景荣 李文飞 黄春生 《气象水文海洋仪器》 2020年第4期50-54,共5页
文章基于X波段双极化相控阵天气雷达的结构和安装特点进行防雷设计,在总结了气象探测设备特别是新一代天气雷达以及风廓线雷达的防雷实践经验基础上,参考国家相关防雷规范,对X波段双极化相控阵天气雷达的防雷进行设计和应用。实践证明,... 文章基于X波段双极化相控阵天气雷达的结构和安装特点进行防雷设计,在总结了气象探测设备特别是新一代天气雷达以及风廓线雷达的防雷实践经验基础上,参考国家相关防雷规范,对X波段双极化相控阵天气雷达的防雷进行设计和应用。实践证明,设计方法可行,能够通过测试考验。 展开更多
关键词 X波段天气雷达 雷达防雷设计 双极化相控阵雷达
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梅雨锋中尺度涡旋内微型超级单体龙卷的形成研究 被引量：3
8
作者 戴建华 王国荣 +10 位作者 龚剑 宋宇辰 朱家恺 陈浩君 乔丹 罗川 赵长健 陆海荣 管理 孙敏 邵一巳 《热带气象学报》 CSCD 北大核心 2021年第5期693-709,共17页
对一次梅雨锋中尺度涡旋上发展的系列龙卷过程的形势背景、近风暴环境、龙卷演变过程和形成机理进行了研究。在高空强辐散区、中低层西南风急流的强风速辐合背景下,北侧干空气卷入后静止锋上形成了具有弓状结构的“逗点”状中尺度对流系... 对一次梅雨锋中尺度涡旋上发展的系列龙卷过程的形势背景、近风暴环境、龙卷演变过程和形成机理进行了研究。在高空强辐散区、中低层西南风急流的强风速辐合背景下,北侧干空气卷入后静止锋上形成了具有弓状结构的“逗点”状中尺度对流系统(MCS),MCS北部γ中尺度涡旋明显发展,产生多个龙卷。相较于S波段多普勒天气雷达,高分辨率(30m距离库、30秒体扫描)相控阵雷达探测到上海崇明陈家镇龙卷及其母体“微型”超级单体的精细结构和形成演变过程,及涡旋速度对、反射率空洞、高谱宽等典型标记;正、负径向速度对的结构和演变揭示涡旋源于近地面,发展后其高度最高达到2.0km;龙卷接地前2~3分钟,收缩拉伸的龙卷涡旋又呈现出从上向下接地的过程。分析表明:极低的抬升凝结高度和极强的低层垂直风切变为龙卷形成提供了环境条件,龙卷发生前低层垂直风切变显著加强;在中尺度涡旋东部降水回波后缘,西南干急流与东南湿急流汇集激发形成“微型”超级单体,其指状回波快速向单体主体靠近、收缩逐渐演变成钩状回波,形成具有空洞特征的龙卷涡旋区。该龙卷形成的可能机制是:指状回波包围区内上升运动与外围下沉运动分别作用于由低层垂直风切变形成的水平涡管上,使水平涡管倾斜向上逐渐转为垂直涡管,在上升运动的作用下不断拉伸加强,涡度迅速加大形成龙卷。针对该次过程,建立了中尺度涡旋上“大涡套小涡”的系列龙卷分布概念模型和“微型”超级单体上龙卷涡旋形成的概念模型。 展开更多
关键词 龙卷 中尺度涡旋 微型超级单体 相控阵雷达 梅雨锋
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