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风廓线雷达在成都地区的适用性分析

激光与光电子学进展 2022年第16期59卷 43-51页

作者：李川倪长健李昕翼成都信息工程大学大气科学学院四川成都610225 高原大气与环境四川省重点实验室四川成都610225 成都市气象局四川成都611130

利用2020年1月至2020年7月成都市温江区气象站L波段探空雷达资料,基于风场和大气折射率结构常数(C^(2)_(n))的比对分析,探究了风廓线雷达产品在成都地区的适用性。结果表明:风廓线雷达反演的水平风场与对应时刻L波段探空雷达测风资料在... 详细信息

利用2020年1月至2020年7月成都市温江区气象站L波段探空雷达资料,基于风场和大气折射率结构常数(C^(2)_(n))的比对分析,探究了风廓线雷达产品在成都地区的适用性。结果表明:风廓线雷达反演的水平风场与对应时刻L波段探空雷达测风资料在各高度层均呈显著正相关(p风廓线雷达反演的水平风速较L波段探空雷达偏小,约0~1 m·s^(-1),各高度层水平风速有效样本率在90%~100%波动;在高层(>2.5 km),风廓线雷达反演的水平风速较L波段探空雷达偏小,约0.5~2 m·s^(-1),各高度层水平风速有效样本率在70%~90%波动。另外,风廓线雷达水平风向的有效样本率随高度上升呈波动增长趋势。在大气处于中等不稳定、弱不稳定、中性或弱稳定条件下,风廓线雷达C^(2)_(n)廓线与对应时刻L波段探空雷达反演得到的C^(2)_(n)廓线具有较好的一致性;在大气处于极不稳定或中等稳定条件下,风廓线雷达C^(2)_(n)廓线与对应时刻L波段探空雷达反演得到的C^(2)_(n)廓线虽呈现显著的正相关(p风廓线雷达反演精度的另一重要因子,降水条件下所测量水平风速的误差显著增大。

关键词：风廓线雷达 L波段探空雷达大气稳定度适用性成都

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风廓线雷达资料的应用:质量评估

大气科学学报 2023年第3期46卷 453-465页

作者：赵新宇闵锦忠朱利剑张晨南京信息工程大学气象灾害预报预警与评估协同创新中心/气象灾害教育部重点实验室江苏南京210044 内蒙古通辽市气象局内蒙古通辽028000

利用FNL全球再分析资料(Final Operational Global Analysis)、探空资料对2019年6—9月位于中国华北地区20个站点共5种型号(CFL-06、GLC-24、TWP8-L、CFL-03、CLC-11-D)的边界层风廓线雷达资料进行了质量评估。结果表明:各型号雷达均具... 详细信息

利用FNL全球再分析资料(Final Operational Global Analysis)、探空资料对2019年6—9月位于中国华北地区20个站点共5种型号(CFL-06、GLC-24、TWP8-L、CFL-03、CLC-11-D)的边界层风廓线雷达资料进行了质量评估。结果表明:各型号雷达均具有较强的探测能力,但不同雷达在水平风资料数据获取率以及有效探测高度上差异极大。不区分天气状况时,所有型号雷达均为V风质量优于U风质量。TWP8-L雷达U风测风质量相对最佳,CFL-03雷达紧随其后,GLC-24雷达U风测风质量最差,V风质量则差异不大,U风数据使用前需进行偏差订正以及质量控制。风廓线雷达观测对于降水较为敏感,降水使各型号雷达数据获取率在底层减小,中高层增加,增幅最大达到53%,但探测能力加强并不代表测风质量增加,统计结果表明降水是造成U风平均误差以及均方根误差较高的重要原因,其中,GLC-24、CLC-11-D雷达对降水最为敏感,降水状态相较于非降水状态均方根误差增幅均达到了5.5 m/s以上,降水情况下的U风及V风资料需进行进一步质量控制才可使用。

关键词：风廓线雷达水平风产品质量特点 FNL

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风廓线雷达去地杂波方法研究

北京大学学报（自然科学版） 2011年第1期47卷 79-84页

作者：张雯雯刘黎平阮征葛润生中国气象科学研究院灾害天气国家重点实验室北京100081

针对传统的回波模拟方法不能很好的模拟高斯白噪声的分布,也不利于反应真实的回波信号的问题,改进了回波信号的模拟方法,同时为了减小地杂波对信号参数估计的影响,在静态小波变换的基础上,提出了一种抑制风廓线雷达地杂波的方法,由于采... 详细信息

针对传统的回波模拟方法不能很好的模拟高斯白噪声的分布,也不利于反应真实的回波信号的问题,改进了回波信号的模拟方法,同时为了减小地杂波对信号参数估计的影响,在静态小波变换的基础上,提出了一种抑制风廓线雷达地杂波的方法,由于采用提升实现方式,其运算量并没有明显增加。相对于传统的基于DWT去地杂波的方法,新方法更加适用于较低信杂比的情况。仿真结果验证了新方法的有效性。

关键词：风廓线雷达验证系统地杂波静态小波变换

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风廓线雷达风谱的检测概率研究

数据采集与处理 2009年第2期24卷 175-179页

作者：李广柱蔡德林陈少应国防科技大学光电工程学院长沙410073 华东电子工程研究所合肥230031

为了衡量输入信噪比很低时,风谱形成算法对微弱风廓线回波的提取能力,提出了风谱检测概率的概念。通过对经典风谱形成算法的研究,在引入风谱的概率分布的基础上,推导出风谱的检测概率的模型。仿真实验验证了该模型的有效性。在此基础上... 详细信息

为了衡量输入信噪比很低时,风谱形成算法对微弱风廓线回波的提取能力,提出了风谱检测概率的概念。通过对经典风谱形成算法的研究,在引入风谱的概率分布的基础上,推导出风谱的检测概率的模型。仿真实验验证了该模型的有效性。在此基础上,通过对实际雷达回波数据的处理,利用该模型比较了几种风谱形成算法的性能。

关键词：风廓线雷达风谱形成信噪比检测概率

风廓线雷达资料在GRAPES-Meso模式中的同化应用研究

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大气科学 2019年第3期43卷 634-654页

作者：王丹阮征王改利朱立娟田伟红李丰中国气象局数值预报中心北京100081 中国气象科学研究院灾害天气国家重点实验室北京100081

以未来业务化应用为目标,本文进行了业务数值预报模式GRAPES_Meso(Global/Regional Assimilation and Prediction System)中的风廓线雷达资料同化应用研究。基于2015年7月的全国风廓线雷达观测数据,首先建立了面向同化应用的风廓线雷达... 详细信息

以未来业务化应用为目标,本文进行了业务数值预报模式GRAPES_Meso(Global/Regional Assimilation and Prediction System)中的风廓线雷达资料同化应用研究。基于2015年7月的全国风廓线雷达观测数据,首先建立了面向同化应用的风廓线雷达资料两步质量控制方案。通过对比分析质量控制前后风廓线雷达观测资料集与欧洲中心再分析资料ERA-Interim的差值场特征,论证了质量控制方案的合理性,两步质控后风场误差显著减小,同时观测背景差更接近高斯分布,符合数值同化应用假设。将质量控制后的风廓线雷达资料应用于GRAPES-3DVAR系统,开展有、无风廓线雷达资料同化的对比试验,通过批量试验和台风"莲花"个例分析来探讨风廓线雷达资料同化对数值预报的影响。研究表明:在循环同化过程中加入风廓线雷达资料对数值模式初始场有一定改善,风场、温度场、湿度场的分析误差均有减小,从而使短期降水(0~12 h)的预报技巧得以提高。针对台风暴雨个例分析结果表明,风廓线雷达资料同化能有效地调整台风降水区的动力结构和水汽分布,在模式中形成更有利于对流发展的环境条件,从而更好地预报降水的位置与强度。

关键词：风廓线雷达质量控制资料同化影响试验

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风廓线雷达在强降水监测预警中的应用研究

南京大学学报（自然科学版） 2014年第6期50卷 865-872页

作者：吴蕾董丽萍王令王国荣中国气象局气象探测中心北京100081 安徽四创电子股份有限公司合肥230088 北京市气象台北京100089

本文在风廓线雷达观测风场的基础上发展了低空风切变指数、高低空急流指数和温度平流三种产品算法，并将其用于两次强降水过程的监测预警研究。通过分析强降水发生前后风廓线雷达二次产品的变化得出：低空风切变指数在降水开始和结束时... 详细信息

本文在风廓线雷达观测风场的基础上发展了低空风切变指数、高低空急流指数和温度平流三种产品算法，并将其用于两次强降水过程的监测预警研究。通过分析强降水发生前后风廓线雷达二次产品的变化得出：低空风切变指数在降水开始和结束时均会出现较大幅度的增长；低空急流指数一般在降水前3~4个小时开始增强，降水减弱时则大幅减小；高空急流指数在降水前2个小时左右会出现小幅的波动；此外，高低层冷暖平流强度和厚度的变化与降水过程也有很好的对应关系。

关键词：风廓线雷达风切变急流温度平流强降水

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最大熵法在风廓线雷达谱分析中的应用研究

光谱学与光谱分析 2012年第4期32卷 1085-1089页

作者：胡明宝郑国光张培昌南京信息工程大学江苏南京210044 解放军理工大学气象学院江苏南京211101 中国气象局北京100081

为了解现代谱分析技术在风廓线雷达中应用的可行性,通过采用实测的和模拟的风廓线雷达回波信号,对比研究了FFT法与最大熵法的谱分析效果。结果表明:(1)当回波信号比较强时,两者都可以得到较好的谱分析效果;但是当回波信号较弱时,最大熵... 详细信息

为了解现代谱分析技术在风廓线雷达中应用的可行性,通过采用实测的和模拟的风廓线雷达回波信号,对比研究了FFT法与最大熵法的谱分析效果。结果表明:(1)当回波信号比较强时,两者都可以得到较好的谱分析效果;但是当回波信号较弱时,最大熵法分析效果优于FFT法,最大熵法对地杂波具有较好的抑制能力。(2)最大熵谱比较光滑,表明最大熵法对随机白噪声也有一定的抑制作用。(3)最大熵法的递推阶数对谱分析结果有一定影响,最终预测误差准则确定的递推阶数一般偏小,采用15阶的递推阶数进行最大熵法分析取得了较好结果。由于风廓线雷达回波通常都较弱,因此研究结果可望用于改善信号处理效果。

关键词：风廓线雷达 FFT法最大熵法谱分析

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风廓线雷达探测大气返回信号谱的仿真模拟

应用气象学报 2012年第1期23卷 20-29页

作者：王莎阮征葛润生成都信息工程学院成都610225 中国气象科学研究院灾害天气国家重点实验室北京100081

利用2008年1—9月北京延庆地区对流层CFL-08风廓线雷达和2009年7—12月广东东莞地区边界层CFL-03风廓线雷达晴空大气探测资料,对大气返回信号功率谱密度分布及雷达系统噪声幅度统计特征进行分析。基于大气返回信号的谱分布符合高斯分布... 详细信息

利用2008年1—9月北京延庆地区对流层CFL-08风廓线雷达和2009年7—12月广东东莞地区边界层CFL-03风廓线雷达晴空大气探测资料,对大气返回信号功率谱密度分布及雷达系统噪声幅度统计特征进行分析。基于大气返回信号的谱分布符合高斯分布的统计结果,采用高斯模型对大气返回信号谱进行模拟;雷达系统噪声是白噪声,其谱线幅度的统计特征呈高斯分布,在此基础上,通过生成高斯分布随机函数对雷达探测输出信号进行信号谱分布的仿真模拟,并采用雷达探测信号的谱参数对仿真模拟进行检验,效果较好。该文应用仿真模拟的数据,对风廓线雷达信息处理方法及其处理精度进行了初步试验和分析。

关键词：风廓线雷达大气返回信号信号仿真

风廓线雷达和地基微波辐射计在冰雹天气监测中的应用

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高原气象 2015年第1期34卷 269-278页

作者：黄治勇周志敏徐桂荣张文刚王钰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430074 中国气象科学院灾害天气国家重点实验室北京100081 武汉中心气象台武汉430074

利用风廓线雷达和地基微波辐射计观测资料,对2010年4月12日发生在湖北咸宁的一次冰雹过程进行了分析,探讨这两种资料在冰雹天气监测预警中的应用。结果表明:(1)这次冰雹过程中,850~700 h Pa之间低槽约在降雹前1 h过境,850 h Pa以下低槽... 详细信息

利用风廓线雷达和地基微波辐射计观测资料,对2010年4月12日发生在湖北咸宁的一次冰雹过程进行了分析,探讨这两种资料在冰雹天气监测预警中的应用。结果表明:(1)这次冰雹过程中,850~700 h Pa之间低槽约在降雹前1 h过境,850 h Pa以下低槽约在降雹前2 h过境。在降雹前约0.5h,0~4 km垂直速度大小随高度的波动明显增大。0~6 km始终存在较深厚的垂直风切变,每200 m高度的水平风垂直切变在2~2.5 km的正中心与冰雹发生相对应。(2)降雹前,0~10 km整层相对湿度垂直廓线大体呈5~10 km小、0~5 km大的"上干下湿"2层结构。降雹前约0.5 h,相对湿度呈"上下湿、中间干"的3层结构,大气液态水总含量ILW、大气水汽总含量IWV都呈波动快速增长,冰雹发生在ILW和IWV的波峰上。(3)在降雹前约6 h,K指数超过35℃,在降雹前CAPE平均值约为627 J·kg-1,0℃,-10℃和-20℃层高度分别在5 km、6 km和7.5 km。

关键词：风廓线雷达微波辐射计冰雹潜势