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长江中游复杂地形和盛夏局地大暴雨

气象科技 1989年第5期17卷 14-22页

作者：胡伯威万玉发顾宗华武汉暴雨研究所武汉中心气象台

本文利用武汉WSR-81S数字化天气雷达资料和其它中尺度气象资料分析了1987年8月18日相继发生在长江中游复杂地形区域的两场短历时局地特大暴雨的中尺度演变过程。在没有明显的次天气尺度上升运动直接启动和组织的情况下,两场局地大暴雨... 详细信息

本文利用武汉WSR-81S数字化天气雷达资料和其它中尺度气象资料分析了1987年8月18日相继发生在长江中游复杂地形区域的两场短历时局地特大暴雨的中尺度演变过程。在没有明显的次天气尺度上升运动直接启动和组织的情况下,两场局地大暴雨暴发的时间和地点都取决于边界层中尺度风场强辐合的出现。复杂地形对边界层气流的热力和机械的综合作用,在一定的大尺度气流背景下,形成有规律的中尺度近地面风场系统。它表现得相对定常并有一定的日变化,当来自临近地区的中尺度对流系统移近时,对流降水中产生的中尺度气流(例如飑锋)参加到由地形影响形成的中尺度边界层流场系统中,便在某些特定地点构成强的辐合。在这类辐合区中心的偏北一侧发展起强大而移动缓慢的复合单体或超级单体,带来局地大暴雨。山谷风环流、平原-山脉环流对盛夏局地暴雨的影响应受到重视。

关键词：中尺度系统辐合区天气尺度局地暴雨上升运动辐合线超级单体地面风山谷风对流回波

雷达与雨量计同步结合区域型估算降水方程的误差分析

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气象学报 2013年第2期71卷 332-343页

作者：万玉发王珏金鸿祥中国气象局武汉暴雨研究所武汉430074 武汉中心气象台武汉430074

在明确提出云雨转换的概念和建立4个区域型雷达降水估算方程的基础上,重点研究了A_(BS)区域型降水估算方程误差估算的表示方法和评估判据,并分析了误差产生的原因,由此建立一种可通过设定μ_i合理区间来判别雷达和雨量计错误数据对的质... 详细信息

在明确提出云雨转换的概念和建立4个区域型雷达降水估算方程的基础上,重点研究了A_(BS)区域型降水估算方程误差估算的表示方法和评估判据,并分析了误差产生的原因,由此建立一种可通过设定μ_i合理区间来判别雷达和雨量计错误数据对的质量控制新方法。单站云雨转换系数A_(Bi)是时-空的函数,带有强烈的天气系统和地理属性。A_(Bi)与区域云雨转换公共系数A_(BS)以b_f^(-1)为指数幂值的相对离差就等于单站降水误差估算因子μ_i,从而揭示了引起降水估算误差的根本原因。在μ_i的基础上扩展衍生出表示区域降水估算误差的4个量值,即区域平均绝对误差估算因子μ_A、区域降水误差估算率μ_S、区域降水绝对误差估算率μ_(|S|)及区域平均绝对误差估算量E_N,指明了各自的物理意义并分析其间的相互关系。理论和实践表明,在"基于准同雨团样本概念雷达和雨量计的实时同步结合方法"(RASIM)中,A_(BS)型区域降水估算方程对于区域各站降水总量的估算具有μ_S=0的特点。μ_A是区域内各单站|μ_i|的平均值,可诠释为多个单站的A_(Bi)相对于A_(BS)的聚合与离散程度的整体表示,与天气系统的结构及演变过程特征的复杂性密切相关,但μ_A与雨量大小无关,无力判定降水估算的误差量。而μ_(|S|)和E_N既联系着μ_A,又与雨量有关,是较为合理而实用的降水估算误差判据。经过武汉雷达探测4次降水过程的试验评估,总体绝对误差率μ_(T|S|)小于30%,比未经过质量控制的误差减少7%。

关键词：雷达-雨量计同步结合区域估算方程误差分析

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风暴生命史雷达特征量反演

应用气象学报 2008年第1期19卷 101-105页

作者：张家国万玉发王珏中国气象局武汉暴雨研究所武汉中心气象台武汉430074

从风暴演变各阶段物理特征出发,基于多普勒雷达观测的三维反射率因子,定义物理量——单体重力势能。结果表明:单体重力势能是一个能够简洁、客观描述风暴单体整体强度的物理量;利用该物理量可描述单体生命史为发展和减弱两个基本过程;... 详细信息

从风暴演变各阶段物理特征出发,基于多普勒雷达观测的三维反射率因子,定义物理量——单体重力势能。结果表明:单体重力势能是一个能够简洁、客观描述风暴单体整体强度的物理量;利用该物理量可描述单体生命史为发展和减弱两个基本过程;单体重力势能大小有助于辨别风暴类型和强度。同时,生成和分析了风暴单体演变各阶段的反射率因子垂直廓线,分析表明:在30～150km的雷达观测范围内,风暴单体的反射率因子垂直廓线(降水廓线)及其随时间的变化能较好地揭示风暴的垂直结构和生命史演变特征,但没有用重力势能那样简洁。

关键词：对流风暴生命史单体重力势能反射率因子廓线

数字化天气雷达联网拼图与卫星云图综合实时处理系统

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气象 1994年第8期20卷 26-31页

作者：万玉发陈少林罗建国武汉中心气象台

在ＭＹＴＲＯＮＳ系统的综合处理环节中，设计和研制成功具有双重功能的ＭＹＷＭＳ系统。它不仅象ＦＲＯＮＴＩＥＲＳ工作站一样，能综合处理雷达网和卫星图象，作出云雨场的分析和外推预报，而且还具有长江中游雷达网自动拼图的中央处... 详细信息

在ＭＹＴＲＯＮＳ系统的综合处理环节中，设计和研制成功具有双重功能的ＭＹＷＭＳ系统。它不仅象ＦＲＯＮＴＩＥＲＳ工作站一样，能综合处理雷达网和卫星图象，作出云雨场的分析和外推预报，而且还具有长江中游雷达网自动拼图的中央处理功能．

关键词：气象雷达联网卫星云图拼图

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一种自动多普勒雷达速度退模糊算法研究

高原气象 2012年第4期31卷 1119-1128页

作者：肖艳姣万玉发王珏王斌王志斌中国气象局武汉暴雨研究所湖北武汉430074 武汉中心气象台湖北武汉430074

提出了一种能解决孤立风暴、高切变和强台风等情况下速度模糊问题的自动多普勒雷达速度退模糊算法。该算法首先通过搜索最弱风区,第一次确定的最多两组初始参考径向和参考速度库,其中使用了相邻仰角初始参考径向应具有方位连续性的约束... 详细信息

提出了一种能解决孤立风暴、高切变和强台风等情况下速度模糊问题的自动多普勒雷达速度退模糊算法。该算法首先通过搜索最弱风区,第一次确定的最多两组初始参考径向和参考速度库,其中使用了相邻仰角初始参考径向应具有方位连续性的约束条件,剔除假零速度线引起的不恰当备用初始径向;然后从初始参考径向和参考速度库开始,对其周围邻近的速度库进行连续性检查,如果当前库的径向速度与参考速度的差值大于给定阈值就对其进行纠正;完成两次全方位径向退模糊处理后,算法进行径向和方位方向的强风切变检查,如果还有强风切变存在,那么通过搜索弱风切变区中有效速度库最多的径向,第二次确定一组退模糊的初始参考径向和参考速度库,再重复前面的退模糊过程,这有利于远离雷达的孤立风暴的速度退模糊。在多次退模糊过程中,判断速度模糊的标准由紧到松,切变阈值由小到大,以确保用于后面退模糊处理的参考速度的可靠性。利用我国S波段多普勒天气雷达观测的龙卷、飑线、孤立强风暴及台风等事件的1 000多个体扫资料对该算法进行了测试和评估,结果表明,速度退模糊准确率>99.5%。对于孤立风暴、高切变及强台风等复杂情况下的速度退模糊来说,新算法要优于我国新一代天气雷达业务退模糊方案。

关键词：多普勒雷达速度退模糊速度库

基于准同雨团样本概念雷达和雨量计的实时同步结合方法

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气象学报 2008年第2期66卷 262-273页

作者：万玉发吴翠红金鸿祥中国气象局武汉暴雨研究所武汉430074 武汉中心气象台武汉430074

文中提出一种基于准同雨团样本概念雷达与雨量计(R&G)的实时同步结合技术。由于存在探测时空和分辨率的两种差异,雷达与雨量计(R&G)的同样本对应历来被视为一道难题。但观测表明,雨量计与其垂直上空雷达的小时累积量(ZOH,QG)存在符合幂... 详细信息

文中提出一种基于准同雨团样本概念雷达与雨量计(R&G)的实时同步结合技术。由于存在探测时空和分辨率的两种差异,雷达与雨量计(R&G)的同样本对应历来被视为一道难题。但观测表明,雨量计与其垂直上空雷达的小时累积量(ZOH,QG)存在符合幂律的相关性。以此为基础,提出旨在基本消除时空差异的准同雨团样本概念和5个R&G直接对应关系,着重研究一种简便实用的"时间积分垂直同步采样"TIVS,以及具有幂律形式的ZOH-QG关系。有意义的是在固定指数条件下系数AB或AM,具有Z-R转换和雨量计调整(订正)同步结合于一式的功能,两种设备在探测分辨率上巨大差异而引起的降水估算误差由此得到明显缓解。这种利用ZOH-QG关系估算地面小时降水累积量的方法称为RASIM。经过两个降水个例的试验初步表明,雷达估算半径为230km内地面区域小时累积降水量的正确率在90%以上,而全过程以站为计的点评估相对误差率平均为20%左右。本文还对时间积分垂直同步采样在具有风漂移效应各种环境风场中的可利用性作了详细分析,揭示了时间积分垂直同步采样方法的物理本质,明确指出这是一种近似的准同雨团样本采样;同时通过分析R&G数据对的分布规律,研究提出了有效的质量控制方法,明显改善了ZOH-QG关系的稳定性和合理性。

关键词：雷达-雨量计准同雨团样本同步结合小时等效反射率

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闪电定位系统布网方案设计的技术探讨

气象 2002年第6期28卷 11-15页

作者：吴翠红左申正万玉发湖北省气象局多普勒雷达办公室武汉430074

以闪电定位系统的定位原理和误差分析方法为基础 ,利用系统布设客观分析软件的自动选站和误差计算功能 ,比较了以不同方式组成的闪电监测网在一定范围内的定位误差。结果显示 ,除了系统本身存在的方位和时间误差外 ,布设子站的数目、几... 详细信息

以闪电定位系统的定位原理和误差分析方法为基础 ,利用系统布设客观分析软件的自动选站和误差计算功能 ,比较了以不同方式组成的闪电监测网在一定范围内的定位误差。结果显示 ,除了系统本身存在的方位和时间误差外 ,布设子站的数目、几何形状、站距的大小对定位精度的影响均非常明显 ,与系统采取的定位算法也有很大关系。同时 ,提出并采取“一子多主 ,交叉组合”的技术策略 ,以湖北省为例 ,对闪电定位系统布网方案设计进行技术探讨。

关键词：闪电定位系统布网方案强对流天气定位精度灾害性天气

多普勒天气雷达双PRF径向速度资料质量控制

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高原气象 2016年第4期35卷 1112-1122页

作者：肖艳姣万玉发王志斌中国气象局武汉暴雨研究所暴雨监测预警湖北省重点实验室武汉430205 中国气象科学研究院灾害天气国家重点实验室北京100081

双PRF技术可用于扩展多普勒天气雷达不模糊速度的间隔,但是它也会导致径向速度资料受到离散奇异值的污染,在使用径向速度资料之前,需要对其进行质量控制。通过计算每个库的径向速度与其局地中值速度的差值,定量分析了CINRAD-SA、SC、CD... 详细信息

双PRF技术可用于扩展多普勒天气雷达不模糊速度的间隔,但是它也会导致径向速度资料受到离散奇异值的污染,在使用径向速度资料之前,需要对其进行质量控制。通过计算每个库的径向速度与其局地中值速度的差值,定量分析了CINRAD-SA、SC、CD和CC型业务多普勒天气雷达在双PRF模式下的径向速度数据质量,在此基础上提出了一种三步式的双PRF径向速度资料质量控制算法,即首先基于回波尺度大小对径向速度资料中的孤立噪声进行过滤,其次基于局地连续性原则对落在扩展不模糊速度间隔之外的模糊速度进行速度退模糊,最后基于已知的双PRF径向速度数据错误特征进行奇异值修正,并利用CINRAD-SA、SC、CD和CC型多普勒天气雷达的双PRF径向速度资料对该算法进行了测试。数据分析结果表明绝大部分点的速度都遵循连续性原则,与其局地中值速度的偏差较小或几乎没有偏差,而那些奇异值点的速度与其局地中值速度的偏差和高、低PRF的最大不模糊速度对应。对算法进行测试的结果表明该算法能有效地处理模糊速度并合理地修正速度奇异值。使用本算法对双PRF径向速度资料进行质量控制后,在保持原有数据空间分辨率不变的情况,径向速度数据质量得到显著提高。

关键词：多普勒天气雷达双PRF技术径向速度质量控制

基于多普勒天气雷达的两种垂直风廓线反演方法的对比分析

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高原气象 2015年第1期34卷 288-297页

作者：肖艳姣万玉发吴涛王珏中国气象局武汉暴雨研究所/暴雨监测预警湖北省重点实验室武汉430205 武汉中心气象台武汉430074

利用2010年阳江高精度探空仪国际比对试验中观测的探空测风资料、CINRAD-SA型多普勒天气雷达体扫资料及基于PUP-VAD方法反演的垂直风廓线产品资料,使用三种不同复杂程度的分层VVP方法(VVP1、VVP2和VVP3)反演了阳江雷达站上空的垂直风廓... 详细信息

利用2010年阳江高精度探空仪国际比对试验中观测的探空测风资料、CINRAD-SA型多普勒天气雷达体扫资料及基于PUP-VAD方法反演的垂直风廓线产品资料,使用三种不同复杂程度的分层VVP方法(VVP1、VVP2和VVP3)反演了阳江雷达站上空的垂直风廓线,以探空测风为参考,以平均风向、风速均方差和相关系数作为评估因子,将雷达站周围降水回波分布分为较均匀和不均匀两种情况,对比分析了基于分层VVP方法和PUP-VAD方法反演的垂直风廓线。结果表明,相比PUPVAD方法,分层VVP方法都能提供更实用、质量更好的垂直风廓线,特别是在雷达周围降水回波分布不太均匀的情况下。主要原因是在某一高度,相比PUP-VAD方法只分析某仰角某距离圈上的径向速度资料来说,分层VVP方法是通过对该高度层10~100 km范围内的所有有效径向速度资料进行多元线性回归来求解该高度层的平均水平风向、风速,受资料覆盖率的影响程度要小于PUP-VAD方法。

关键词：垂直风廓线分层VVP PUP-VAD 对比分析