检索结果-南通市图书馆

作者：张蔚然中国气象科学研究院

学位级别：硕士

墨脱河谷地区云降水特征的研究,为分析季风、地形、两侧积雪和冰川、山谷风对该地区降水的影响提供了可能,对亚洲水塔水资源变化评估具有重要的科学与应用价值。为了弥补青藏高原东南部河谷地区云降水研究的空白,第二次青藏高原综合科... 详细信息

墨脱河谷地区云降水特征的研究,为分析季风、地形、两侧积雪和冰川、山谷风对该地区降水的影响提供了可能,对亚洲水塔水资源变化评估具有重要的科学与应用价值。为了弥补青藏高原东南部河谷地区云降水研究的空白,第二次青藏高原综合科学考察研究项目在墨脱设置了1部X波段相控阵双偏振雷达,首次实现了对该地云降水的雷达连续观测。采用X波段相控阵天气雷达提高了观测的稳定性和可靠性,实现了无人值守连续观测。但相控阵天气雷达的平面阵列天线使其雷达参数随仰角偏离阵面法向角而发生恶化,使雷达定量测量存在困难。在将墨脱X波段相控阵双偏振雷达数据用于统计云降水特征之前,本文首先对该型号X波段相控阵双偏振雷达的观测数据进行可靠性检验。由于墨脱地区缺少能够作为“标准”的对比雷达,因此选择广州市气象局布网的3部与墨脱同型号的X波段相控阵双偏振雷达进行数据精度检验。将广州市业务运行的S波段双偏振雷达作为参照雷达,利用基于经纬度不同雷达数据匹配法分析了广州3部相控阵雷达2019年3—4月回波强度、差分反射率的系统偏差及随时间、仰角的变化。对比结果表明:回波强度的误差不大,约0.82 d B,而差分反射率因子的误差则高达1.04 d B,并且偏差在不同仰角与不同时刻间也存在一定波动。Z系统偏差随时间变化的波动范围为1～3 d B,随仰角变化偏差波动范围为1～2 d B。Z系统偏差随时间变化有1～2 d B的波动,在不同仰角层间上下波动范围为0.5d B。通过上述对比研究,初步验证该型号雷达数据的可靠性,证明该型号X波段相控阵双偏振雷达数据可以用于云降水统计分析。随后本文利用墨脱站X波段相控阵双偏振雷达2019年11月—2020年10月的雷达观测资料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、回波面积、强回波所占比例以及回波分布范围在4～10月大于11～3月,说明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。墨脱云降水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30d BZ,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。

关键词：相控阵双偏振雷达定量对比墨脱降水宏观特征

新一代天气雷达气象回波与非气象回波识别方法的研究

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

新一代天气雷达气象回波与非气象回波识别方法的研究

作者：江源中国气象科学研究院

学位级别：硕士

雷达回波可以区分为气象回波和非气象回波。气象回波中的非降水回波会对降水因子有一定影响;而非气象目标一方面会在雷达探测时对雷达资料造成污染,并导致雷达数据的质量问题;另一方面某些非气象回波又可以反演出有用的气象信息。因此... 详细信息

雷达回波可以区分为气象回波和非气象回波。气象回波中的非降水回波会对降水因子有一定影响;而非气象目标一方面会在雷达探测时对雷达资料造成污染,并导致雷达数据的质量问题;另一方面某些非气象回波又可以反演出有用的气象信息。因此实时对探测到的雷达资料进行回波分类,对雷达资料的质量控制以及其在下游的雷达产品的生成有重要的意义。本文是在现有的基于模糊逻辑识别地物回波工作的基础上,发展适合于我国新一代天气雷达(SA)的地物回波识别的方法,采用北京和天津SA雷达体扫资料,同时使用了反射率因子和径向速度以及速度谱宽进行处理,分析了气象回波和非气象回波的特征,对地物回波进行识别;并采用CSI方法改进了地物识别的隶属函数;并探讨了晴空海浪回波的特征。本论文工作的开展为新一代雷达资料基数据的质量控制,雷达产品的质量,以及非气象回波反演大气特征等等提供了强有力的基础。论文的主要结论如下:(1)采用北京和天津SA雷达体扫资料,同时使用了反射率因子和径向速度以及速度谱宽进行处理,得到降水回波,地物回波的隶属函数的各种特征,并对各个函数进行分析;结果也表明地物回波和降水回波有不同的特征,即降水回波和地物回波的MDVE、SDVE、MDSW、TDBZ、GDBZ和SPIN这6个参量取值范围有明显的区别,用这6个参量能够反演地物和降水的回波特征并加以识别。(2)考虑到隶属函数的确定是地物识别准确率的关键,运用CSI评判标准确定了模糊逻辑超折射地物回波识别的最佳线性梯形隶属函数,结果表明该隶属函数能够有效识别地物和降水回波;将其与美国的隶属函数以及我国现有的隶属函数进行了比较,结果显示该隶属函数减小了将降水回波误判为地物的可能性;特别是减小了没有径向速度资料的空间变化梯度比较大的层状云降水回波被误判为地物的现象。(3)在对径向速度对回波识别的贡献的分析中,可以看出来,径向速度对雷达回波识别是有贡献的,综合使用雷达回波强度径向速度以及速度谱宽可以使雷达回波识别的准确率有所提高;并且经过效果检验发现其影响主要体现在对降水的识别上,使用径向速度有关的参量参与识别能减小降水的误判。(4)在对个例中降水的误判分析中也显示,对强降水的边缘回波的以及层状云降水回波的误识别主要是与回波强度的水平变化以及速度有关,速度参量不参与识别时误识别的可能性加大。这些也说明在地物回波的识别中使用径向速度数据是可以提高识别效果的。(5)对厦门地区的超折射海浪回波的个例分析中可以看出,其特点与超折射地物回波相似,但是也存在着一些明显的差别,如相比于地物回波,海浪回波的垂直变化高概率区比地物回波略大,这样会导致海浪回波的垂直变化隶属函数曲线在地物回波的右侧;而海浪回波的水平变化则比地物回波略小,其隶属函数曲线将在地物回波的左侧;而径向速度则显示海浪回波的高概率区范围在负值区略广于地物回波;海浪回波的速度方差范围则在地物的范围之内;速度谱宽则略广于地物回波。(6)对北京地区的层状晴空回波的个例研究表明,此次层状云晴空回波处于大气边界层内,主要散射机制符合湍流尺度为λ/2的布拉格散射。边界层晴空回波的出现,说明了边界层中存在较强的大气温、压、湿的不均匀结构,由温度、气压和水汽的梯度引起湍流过程。(7)同时,我们也应该注意到雷达回波识别问题仍然是一个比较复杂的问题,仅仅依靠预报员和雷达资料,要准确区别地物和降水回波有时是非常困难的;但是各种回波的识别又是非常有意义的,因此,进一步发展综合利用卫星和雷达资料来进行地物、海浪和晴空回波的识别是非常必要的。

关键词：雷达回波分类模糊逻辑法超折射回波海浪回波晴空回波

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

新一代天气雷达不同类型降水回波的谱宽分析

新一代天气雷达不同类型降水回波的谱宽分析

作者：苗子书兰州大学

学位级别：硕士

速度谱宽作为新一代天气雷达的三个基本产品之一，它可提供由于风切变、湍流和速度样本质量引起的平均径向速度变化的观测。由于谱宽与速度联系紧密，因而研究谱宽对进一步了解风场、风场变化和降水系统的发展有一定的指示意义。本文利... 详细信息

速度谱宽作为新一代天气雷达的三个基本产品之一，它可提供由于风切变、湍流和速度样本质量引起的平均径向速度变化的观测。由于谱宽与速度联系紧密，因而研究谱宽对进一步了解风场、风场变化和降水系统的发展有一定的指示意义。本文利用呼和浩特多普勒天气雷达和赤峰多普勒天气雷达观测资料，对降雪和降雨天气多普勒天气雷达体扫速度谱宽资料进行分析。通过对不同降水系统速度谱宽的特征分析、速度谱宽与回波强度、速度、距离的关系研究及速度谱宽与降水系统发展的关系研究，初步得到以下结论： (1) 地物回波造成的速度谱宽与降水回波引起的速度谱宽有很大的差异。地物回波造成的速度谱宽在位置上很少变化，基本上是零值带，或是零值带的中间存在一些非零值区。降水回波产生的速度谱宽值比地物回波引起的速度谱宽值大，而且随降水系统的发展而不断变化。 (2) 对流性降雨、层状云降雨和降雪天气过程的速度谱宽分布特征有明显的差异。对流性降雨的速度谱宽平均值最大，为2.5m／s。层状云降水的速度谱宽均值为2.1m／s。降雪天气过程的速度谱宽均值最小，为1.8m／s。对流性降雨、层状云降雨和降雪天气过程的速度谱宽垂直分布有明显的差异。 (3) 降雨过程中，对比径向速度和速度谱宽分布特征，可看出：速度谱宽值的大小与径向速度大小有较好的对应关系，多普勒径向速度较大的区域对应的速度谱宽值也较大;多普勒径向速度较小的区域对应的速度谱宽值也较小。在降雪过程中，速度谱宽值并不随径向速度的增大而增大，而是呈现出不规律的变化趋势。 (4) 降雨和降雪过程中，速度谱宽值的大小与距离的变化没有根本的联系。在不同的距离区间上，速度谱宽值的变化时而增加、时而减小，没有一定的变化趋势，这表明，速度谱宽与降水粒子距离雷达的距离没有太大的关系。 (5) 速度谱宽值在各降水系统发展初期、成熟阶段和消亡期呈现出逐渐减小的变化趋势。降雪天气过程，速度谱宽值的变化不是很明显。 (6) 速度谱宽值的大小与中尺度系统有着密切的关系。由于中尺度系统与暴雨和强对流天气有关，因而中尺度系统存在的区域常常会有较大的速度谱宽

关键词：多普勒天气雷达谱宽回波强度速度

基于S波段双极化雷达的最优化定量测雨方法研究

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

基于S波段双极化雷达的最优化定量测雨方法研究

作者：汪舵南京信息工程大学

学位级别：硕士

近年来,广东等地陆续建设了业务运行的双极化天气雷达。随着我国双极化雷达的发展步入业务应用阶段,提出了更多亟待开展的研究课题,如探测降雨能力的评估和提高、雷达测量信息可靠性控制等。针对我国业务运行的双极化天气雷达定量测雨... 详细信息

近年来,广东等地陆续建设了业务运行的双极化天气雷达。随着我国双极化雷达的发展步入业务应用阶段,提出了更多亟待开展的研究课题,如探测降雨能力的评估和提高、雷达测量信息可靠性控制等。针对我国业务运行的双极化天气雷达定量测雨精度的评估和提高工作,利用双极化雷达在目标信息识别技术方面的特殊优势,基于珠海业务运行的双极化雷达,本文提出了一种基于目标信息识别技术的双极化雷达HCA-LIQ最优化定量测雨方法。该方法参考了 CSU-ICE最优化算法的测量模型,以及利用了双极化雷达多种测雨公式的优势,并且对公式做了本地化改进。为了对本文提出的HCA-LIQ最优化方法的测量效果进行统计分析,利用珠海业务运行的双极化雷达和地面实测信息,以两次华南夏季典型的降雨样本为例,对HCA-LIQ最优化方法的测量偏差进行了时空变化分析,并且与CSU-ICE最优化方法、R (ZH)方法进行了对比研究。实验结果表明:本文HCA-LIQ最优化算法表现出与实测结果较强的相关性且有着较好的稳定性;三项误差评估指标均要优于CSU-ICE最优化算法;与R (ZH)方法相比,HCA-LIQ最优化算法很大程度上提高了对大到暴雨的测量精度。进一步对珠海和广州两部业务运行的双极化雷达做了对比研究。不仅比较分析了两部雷达在共同覆盖区域内对同一降雨样本探测的雷达电磁辐射强度大小,而且对比了使用HCA-LIQ最优化算法进行测雨的效果。实验结果表明:由于采样空间的差异、雷达波的衰减、雷达标定的影响,两部雷达在相同时段探测相同区域的电磁辐射强度是有差异的;广州雷达测雨效果的三项评估指标均要明显优于珠海雷达,其主要原因是2016年珠海雷达本身的系统误差偏大。

关键词：双极化雷达信息识别定量测雨最优化

新一代天气雷达非降水气象回波识别与效果分析

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

新一代天气雷达非降水气象回波识别与效果分析

作者：李丰兰州大学

学位级别：硕士

新一代天气雷达的大量部署使用使得我国的灾害性天气的监测、预警水平有了很大的提高。由于新一代天气雷达探测能力的提高,在气象条件为晴空或有云但无降水的情况下,在雷达站附近经常可观测到大面积的非降水气象回波。这些回波对定量估... 详细信息

新一代天气雷达的大量部署使用使得我国的灾害性天气的监测、预警水平有了很大的提高。由于新一代天气雷达探测能力的提高,在气象条件为晴空或有云但无降水的情况下,在雷达站附近经常可观测到大面积的非降水气象回波。这些回波对定量估测降水和雷达资料同化效果产生重要影响,为了有效识别这些非降水回波,在分析该类回波相关特征的基础上,本文使用北京SA雷达数据发展了基于模糊逻辑识别和回波分块的非降水气象回波识别算法。本文提到的非降水气象回波指的是在地面没有降水的情况下雷达探测到的大片回波。该类回波出现时,大部分情况下天空云量较少。在云较多的时候也有可能探测到该类回波。此外,非降水气象回波中也可能夹杂昆虫与鸟的回波。因为北京SA雷达探测到的非降水气象回波大部分为晴空回波,因此本文主要分析了北京地区的晴空回波特征及其与地面天气条件的关系。结果表明北京地区的晴空回波具有明显的日变化与季节变化特征。当11月份日平均气温开始低于0℃时,晴空回波不再出现。晴空回波出现时,地面风速均在6m/s以下。在回波识别时,首先借鉴SCIT(Storm Cell Identification and Tracking)算法原理将回波组合成片,在计算回波片属性值的基础上对PPI(plan position indicator)进行了初步的分类。对于不能初步判断为降水的PPI,依据相关参量及隶属函数对回波片的属性值进行计算,得到片内回波逐点识别时的阈值,从而实现了回波的动态阈值识别。当片回波属性值大于或等于0.5时,使用0.5作为点识别时的阈值;当片回波属性值小于0.5时,用1减去该属性值作为点识别时的阈值。当点回波的属性值大于或等于阈值时,将该点识别为非降水气象回波。这样做可以提高大部分降水回波的阈值,有助于减少降水回波的误判。但也应注意的是,这样做也会提高一些非降水回波的阂值,在一定程度上降低某些非降水回波的识别率。结果表明：该算法对大部分非降水气象回波识别效果较好,对较强降水回波误判较少,弱降水回波有时会出现较明显的误判。与NCAR的ICADA方法相比,动态阈值的方法能明显提高非降水气象回波的识别正确率,减少降水回波的误判。虽然本文方法所使用的参量及隶属函数是基于北京SA雷达的数据得出的,通过对杭州SA雷达的数据进行分析,本文方法对北京、杭州两地雷达的识别效果差别不大。本文对方法进行了业务化测试,单个基数据的处理时间一般在2s以内,可以满足业务化运行的需要。但本文方法仍有一定的不足,在回波片属性计算时所用参量较少,在弱降水的误判方面需要进一步的改进,较强非降水气象回波的识别效果需要进一步的改善。对于其它地区的雷达,所用参量及隶属函数可能需要进一步的调整。

关键词：非降水气象回波模糊逻辑回波识别动态阈值

EVAD技术的改善及其在人工影响天气中的应用

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

EVAD技术的改善及其在人工影响天气中的应用

作者：李瑞义中国气象科学研究院

学位级别：硕士

水平风场线性假设的传统EVAD技术适用范围为大面积回波降水,因为大面积回波降水水平风场往往相对均匀,更易于满足线性的假设,但真实风场并不是理想线性的而是非线性的。传统EVAD技术允许表征水平风场非线性程度较大的等距离圈(下文统称... 详细信息

水平风场线性假设的传统EVAD技术适用范围为大面积回波降水,因为大面积回波降水水平风场往往相对均匀,更易于满足线性的假设,但真实风场并不是理想线性的而是非线性的。传统EVAD技术允许表征水平风场非线性程度较大的等距离圈(下文统称“等距离圈的非线性程度”)进入计算,尽管赋以较小权重,但理论分析等距离圈非线性程度较大时不满足线性假设公式,因此在水平风场非线性程度较大的高度层会计算出代表性差的平均风场信息。针对传统EVAD技术存在的不足,本文对其进行了改善,仅让非线性程度较好满足线性假设的等距离圈进入计算,剔除掉非线性程度较大的等距离圈,使传统EVAD技术得到改善。提出了两种改善方法,一种方法是与传统EVAD技术一样在计算前固定水平范围,剔除掉固定计算范围内非线性程度较大的不满足线性假设的等距离圈,从而使传统EVAD技术得到改善;第二种方法是在计算前不固定水平计算范围,根据水平风场的连续性原理,等距离圈随着半径的增大非线性程度有增大趋势,分析雷达站上空等距离圈随着半径增大非线性程度的变化,当等距离圈非线性程度较大时,则此时的半径作为摒弃距离,半径小于摒弃距离的等距离圈进入计算。通过分析知2阶傅里叶级数拟合均方根误差RMS的大小能表征等距离圈非线性程度,因此设定合理的RMS阈值可以将非线性程度较大的等距离圈剔除掉,从而对传统EVAD技术进行改善。针对改善方法一,文中分析了三个不同类型降水个例,一个为广州对流性积云降水,一个为合肥飑线降水,一个为西宁积层混合云降水个例,分析阈值分别设置为1.5m/s、3m/s EVAD技术计算的平均速度垂直廓线与传统EVAD技术不设置阈值计算的平均风场信息的差异,并分析了计算的平均速度对真实速度场的代表性。对改善方法二,文中分析了2009年5月23发生在广州的一次积云降水过程,验证改善效果。第二部分内容是分析EVAD技术计算的平均风场垂直廓线信息与降水系统发展变化的关系以及在人工影响天气中的应用。在人工影响天气中,作业时机的选择很重要,而作业时机的选择又与降水系统的发展趋势有密切联系。利用EVAD技术计算的雷达站上空平均风场信息可以一定程度上预测降水系统发展变化。在文中分析了广州对流性积云降水个例、西宁积层混合云降水个例雷达站上空散度垂直廓线、速度垂直廓线、空气垂直速度垂直廓线与降水发展变化的关系,分析了两个个例人工增雨潜力。并分析了平均散度垂直廓线与雷达站上空表征降水系统发展变化的雷达参量的关系,包括回波体积、回波顶高、总回波强度等,进一步研究辐合辐散与降水系统发展变化的关系。论文的初步结论如下:(1)当雷达站上空水平风场非线性程度较小时,传统EVAD技术以及阈值设置为3m/s都能计算出代表性较好的平均风场信息,阈值设置为1.5m/s尽管最符合线性假设,但阈值太小会使非线性程度较小的高度层无法计算出代表性较好的平均风场信息。(2)当雷达站上空水平风场非线性程度较大时,传统EVAD技术会计算出代表性差的平均风场信息,阈值设置为3m/s在一定程度上可以避免计算出代表性差的平均风场信息,用缺省值“ND”表示。(3)不固定水平计算范围对传统EVAD技术改善方法,通过个例分析尽管对传统EVAD技术有一定改善,但其计算的各高度层平均风场信息代表范围不同,会给使用平均风场信息垂直廓线带来不便。(4) EVAD技术计算的平均风场信息对真实风场的代表性,可以利用计算范围内所有等距离圈2阶傅里叶级数拟合均方根误差加权平均来表征,平均RMS越大,则代表性越差,反之,平均RMS越小,代表性越好。个例分析中也表征了各高度层平均RMS能够代表EVAD技术计算的平均风场信息对真实风场的代表性。(5)通过个例初步分析出,雷达站上空水平风垂直切变的出现以及空气辐合上升往往预示着降水系统未来可能进一步发展,人工影响天气作业需要继续观察降水系统的发展情况再做出是否作业的决定。广州个例中,低层东南风的出现与中高层西南气流的相互作用以及空气的辐合上升使雷达站上空回波强度以及面雨强都明显增大,如果在此时进行人工增雨作业反而可能会使雨强减小,该降水过程人工增雨潜力相对较小。西宁个例中,大部分时段空气的辐合上升都没有使雷达站上空回波强度明显增大并且降水强度也较小,其原因可能是尽管水汽辐合上升供应相对较好但没有形成较大的降水粒子,因此在西宁个例中人工增雨作业潜力相对较大。(6)在分析的一次弱降水和一次强降水中,雷达站上空平均散度垂直廓线与回波强度体积、回波顶高的变化线性关系较好,强降水中散度垂直廓线与液水总含量以及面雨强线性关系都好于弱降水中,其原因是弱降水中辐合上升水汽凝结后没有充分降落,对下一时段分析造成影响。

关键词： EVAD技术傅里叶级数非线性人工影响天气

多普勒雷达资料与自动站雨量相关分析及雨量计密度对雷达估测降水的影响

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

多普勒雷达资料与自动站雨量相关分析及雨量计密度对雷达估测降水...

作者：东高红兰州大学

学位级别：硕士

为了弥补新一代多普勒雷达和自动站单独测量降水的不足,充分发挥雷达-雨量计联合校准的优势,本文在对天津多普勒雷达资料和加密自动站降水资料质量分析的基础上,对比分析质量控制前后雷达资料和自动站降水资料的相关性。然后采用雷达-... 详细信息

为了弥补新一代多普勒雷达和自动站单独测量降水的不足,充分发挥雷达-雨量计联合校准的优势,本文在对天津多普勒雷达资料和加密自动站降水资料质量分析的基础上,对比分析质量控制前后雷达资料和自动站降水资料的相关性。然后采用雷达-雨量计联合校准方法,对雨量计密度校准雷达估测降水的精度、不同类型降水所需雨量计分布密度及雨量计单个站点对雷达估测降水效果的影响等进行了分析研究。本论文研究为各地开展雨量计校准雷达估测降水业务、充分发挥雷达定量估测降水的作用及科学布设自动气象站等提供了一定的基础和科学参考依据。论文的主要研究内容和初步结果如下:1)以雷达资料和人工观测降水量资料为依据,对自动站降水资料的质量进行了分析,结果表明:天津自动站降水资料的质量是基本可靠的,仅有0.5%站次的降水量误差较大;对降水过程而言,平均每次过程有6.5%的自动站的小时降水量不可用;而仪器故障或测量时间不同步是造成其误差较大的主要原因。2)利用中国气象科学研究院开发的雷达基数据资料杂波抑制程序,对雷达资料进行去除地物杂波和超折射回波等的质量控制。并选取不同类型降水过程,对质量控制前后雷达和自动站降水资料的相关性进行对比分析表明:对雷达和自动站降水资料进行必要的质量控制,能明显提高二者之间的相关性及雷达对降水的定量估测能力。3)采用雷达-雨量计联合估测降水方法,以雨量计站点降水量为“真值”,对比分析不同雨量计密度对校准雷达估测降水的影响,结果表明:用雨量计对雷达进行校准能明显提高雷达对降水的估测能力;随着校准雨量计密度的加大,雷达估测降水的精度不断提高并趋于稳定;积云和积混对流性降水过程所需的校准雨量计密度比层云稳定性降水的大;而且变分校准法和最优插值法的校准效果要好于卡尔曼滤波法的。4)以所有有效雨量计校准雷达得到的估测降水格点场作为“真值”场,对比分析不同雨量计密度校准雷达对估测降水场的影响看到:随校准雨量计密度的加大,雷达估测降水场的估测精度不断提高、估测误差明显减小。5)在研究雨量计密度对校准雷达估测降水效果的基础上,分析了雨量计单个站点对雷达估测降水效果的影响。结果表明:在雨量计网中增减雨量计站点或改变其中单个站点的值会使雷达对站点周围降水的估计出现偏差,偏差的大小和范围与站点周围雨量计的密度及其雨量值改变大小有关,而和降水类型等无关。

关键词：雷达-雨量计校准质量控制相关性雨量计密度降水类型单站的影响

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

水凝物相态识别方法（HC）分析和参数改进

水凝物相态识别方法（HC）分析和参数改进

作者：徐舒扬成都信息工程大学

学位级别：硕士

本文是在国家重点研究发展计划(项目编号:2018YFC1506101,2018YFC1507401)的资助下完成的。相较于常规多普勒雷达而言,双偏振雷达利用自身特性提取出反映两个通道信号差异的偏振参量,通过这些偏振参量能得到更多关于水凝物粒子的大小、... 详细信息

本文是在国家重点研究发展计划(项目编号:2018YFC1506101,2018YFC1507401)的资助下完成的。相较于常规多普勒雷达而言,双偏振雷达利用自身特性提取出反映两个通道信号差异的偏振参量,通过这些偏振参量能得到更多关于水凝物粒子的大小、相态和形状等信息[1-3]。并且,雷达观测资料具有较高的时空分辨度,利于观测云内部结构的变化和水凝物的生消。因此双偏振雷达成为了提高相态识别[4]和降水估测水平[5]的重要工具。目前基于双偏振雷达的相态识别方法中,模糊逻辑降水粒子相态识别方法应用最广泛。虽然该方法的研究和应用都已经取得了不错的成果,但是仍然存在问题和局限。为此,本文针对以下几个问题对方法展开分析,关于方法的稳定性,如何确定观测误差对识别效果的影响,关于方法的准确性,如何确定最优模糊逻辑规则,关于方法的可靠性,如何确定识别结果是否符合物理规律。针对双偏振雷达降水粒子相态识别的不确定性,本文围绕方法的识别结果检验和方法改进展开统计分析研究。利用2016—2017年暖季广州S波段双偏振雷达数据,提出以下3种方法检验广州暖季降水相态识别的效果:(1)利用累加值(模糊逻辑相态识别的判据)进行识别效果检验,单独的累加值是方法进行相态识别的依据,而相态的累加值统计则可作为判断识别效果的依据。(2)方法对误差的敏感性检验,通过引入适量误差再次进行识别,雷达误差分为系统偏差和随机噪声,检验误差的影响时分别进行两种噪声的模拟,用适当的固定数值模拟系统偏差,用高斯白噪声模拟随机噪声。统计各相态识别结果的变化,变化比例高的相态更容易受到误差的影响,据此系统分析误差对识别效果的影响。(3)相态时空分布检验,统计各相态在不同高度出现的面积,计算相态在各个高度的出现频率,绘制成相态出现的频次图。据此分析识别出的相态时空分布是否符合云物理规律。基于以上3种方法的检验结果找出影响识别的关键因素,对模糊逻辑相态识别方法得出以下结论和改进方法:(1)通过识别效果检验,得到相态累加值的统计特征,据此找出不合理的模糊规则,分析模糊规则存在问题的原因。针对发现的问题,通过统计的方法得到更合适的隶属函数和权重矩阵,通过修改模糊规则对方法进行改进。(2)通过方法对误差的敏感性检验,发现了反射率因子的误差在-0.5d BZ0.5d BZ之间,差分反射率因子的误差在-0.1d B0.1 d B之间,雷达相关系数的误差在0.02,差分相移率的误差在-0.3d B0.9 d B的范围内,识别结果稳定性较好。(3)通过相态时空分布检验,分析各相态的时空分布特征,发现了低空有冰雹面积异常增加的问题。针对问题产生原因,提出了通过空间一致性检验的方法订正这些异常出现的识别结果。以上提出的识别效果检验方法为往后相态识别方法的应用提供了参考。改进方法提高了识别结果的可靠性和稳定性,主要表现在提高了隶属函数的可靠性,方法对相似相态(干雪和冰晶、大雨和冰雹等)的区分能力,以及冰雹识别的合理性。让方法能够更好地识别出降水粒子的相态,特别是强对流过程中的相态识别,这对于降水物理研究及临近预报有非常重要的意义。

关键词：模糊逻辑粒子相态识别双偏振雷达

高原涡东移引发的下游暴雨的降水结构和回波演变分析

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

高原涡东移引发的下游暴雨的降水结构和回波演变分析

作者：周淼中国气象科学研究院

学位级别：硕士

高原涡东移后，往往引发下游地区如四川盆地，华中华东甚至华南地区的强降水本文使用多种观测资料，特别是新一代多普勒天气雷达组网拼图数据，从高原涡和对应的降水系统的配置关系角度，研究此类持续性降水的结构和回波演变首先，使用T... 详细信息

高原涡东移后，往往引发下游地区如四川盆地，华中华东甚至华南地区的强降水本文使用多种观测资料，特别是新一代多普勒天气雷达组网拼图数据，从高原涡和对应的降水系统的配置关系角度，研究此类持续性降水的结构和回波演变首先，使用TRMM PR资料对组网拼图数据的有效性进行验证，经检验，两例降水发生发展的范围内基本不受到地形影响，三维拼图反射率回波连续性好，数据可靠随后，选取了发生在四川盆地和中下游至华北平原的两个强降水过程进行天气学诊断分析和降水结构的分析发生在2009年7月30至31日的青藏高原东侧背风坡的一次持续性强降水过程中，降水产生在高原涡和西南涡相继出现并相互作用的天气环境中，降水系统位于高原涡东南侧，随着高原涡的移动衰亡移出盆地并最终消散，降水系统和涡的强度相关在时间上有滞后，移动速度的突变较为一致在复杂的地形条件下，降水云团进入盆地后由于低于零度层高度的部分融化变为液相，使得云团从对流型降水变为呈现出分层结构的层云降水2010年7月17日9日，在我国中东部发生了一次由高原涡东移导致的下游暴雨天气过程，高原涡的东移是在典型的鞍形环流场和东亚大槽东移的引导下发生的高原涡在出现之初对应的降水系统并不发展，在涡迅速东移的过程中降水系统才发展起来，涡和降水之间在时间上存在6小时的滞后性降水回波出现时，位于涡的移动方向右侧，即东南侧，到后期发展为切断低压后回波呈现出类似热带气旋的螺旋云雨带结构降水系统在高原涡发展成熟到入海之前的时期保持局地发展，当涡开始移向渤海衰亡降水回波即迅速减弱消散

关键词：高原涡东移暴雨降水结构

新一代天气雷达海浪回波特征分析和识别方法研究

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

新一代天气雷达海浪回波特征分析和识别方法研究

作者：谭学成都信息工程学院

学位级别：硕士

沿海雷达在进行实时观测降水过程中，经常会受到海浪回波的影响，海浪回波会对雷达基数据造成污染，影响估测降水及相关产品，所以需要进行自动识别、剔除。本文是开发出适合于我国新一代天气雷达的海浪回波识别方法。采用福州、温州、... 详细信息

沿海雷达在进行实时观测降水过程中，经常会受到海浪回波的影响，海浪回波会对雷达基数据造成污染，影响估测降水及相关产品，所以需要进行自动识别、剔除。本文是开发出适合于我国新一代天气雷达的海浪回波识别方法。采用福州、温州、厦门、舟山、汕头、湛江的SA/SB多普勒雷达收集海浪回波资料，按出现时间关系将其分为两类。第一类海浪回波强度一般较强，主要在台风期间外的其余时间，降水过程前后出现;第二类海浪回波强度较弱且均匀，仅在台风期间，雷达位置的近海域出现。本文通过分析资料得到两类海浪回波不同于对应降水回波的各种特征，确定识别海浪回波的最佳隶属函数。针对第一类海浪回波，考虑到海浪回波很少与降水回波混合，本文采用了基于回波分块和模糊逻辑的海浪回波识别方法;首先利用算法预处理条件判断是否执行算法识别，然后采用SCIT算法将回波组合成块，计算每个独立回波块的属性值，对符合要求的回波块和离散回波点再进行基于模糊逻辑的逐点识别，并借鉴了刘黎平等提出的分步式回波识别方法并加以改进来实现回波点的动态阈值识别。针对第二类海浪回波，直接采用了基于模糊逻辑的分步式海浪回波识别方法。另外在第五章还研究了在新观测模式下的海浪回波识别。论文的主要结论如下：（1）通过回波强度、径向速度阈值的预处理，可以直接排除明显的降水回波。使得在统计特征分析时，更能有效地分析各种特征量。（2）第一类海浪回波和降水回波的TDBZ、SPIN、GDBZ、FOP、MDVE和MDSW这6个参量取值范围有明显区别，用这6个参量能够区分第一类海浪回波和降水回波并加以识别;第二类海浪回波和台风降水回波的TDBZ、SPIN、TVDBZ和MDVE这4个参量取值范围有明显区别，用这4个参量能够反演第二类海浪回波和台风降水回波特征并加以识别。（3）两种方法均能够分别有效识别两类海浪回波和对应的降水回波，在识别第一类海浪回波中，对于一般强度的海浪回波，本方法识别效果较好，可以识别出绝大部分回波;对于强度较弱（小于10dBZ）的第一类海浪回波，识别效果不是很好，有少量的剩余;在识别第二类海浪回波中，海浪回波的识别效果较好，可以识别出绝大部分回波，并且海浪回波的误判率和漏判率较小。（4）利用回波块的识别方法明显减少了对降水回波的误判;而利用分步式方法能进一步改善海浪回波的识别效果，特别是减少了没有径向速度资料的降水回波被误判为海浪回波的现象。（5）沿海雷达，在合理仰角选择范围内，可以降低扫描仰角，对降水能更完整、系统地进行观测，这样也有助于相应的产品的准确性。通过统计分析及识别结果表明：超低仰角-0.3°和0°观测下海浪回波识别参数(TDBZ、SPIN、TVDBZ和MDVE)与常规模式0.5°仰角下的概率统计分布差异不大。利用常规模式下的海浪回波识别算法应用在超低仰角下进行识别时可行的，但仰角越低，识别的准确率有一定的降低。

关键词：海浪回波模糊逻辑回波识别质量控制超低仰角