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天气雷达空中生态监测系统建设和应用

应用气象学报 2023年第5期34卷 630-640页

作者：梁丽马舒庆滕玉鹏胡程崔铠吴东丽吴蕾胡姮朱永超张光磊中国气象局气象探测中心北京100081 中国科学院大气物理研究所北京100029 北京理工大学信息与电子学院雷达技术研究所北京100081 北京华云东方探测技术公司北京100081

为深度挖掘天气雷达数据应用价值,设计并建设了天气雷达空中生态监测系统。分析天气雷达晴空回波数据特征和空中生物散射特性,利用模糊逻辑算法识别天气雷达网数据中的生物回波,实现对生物密度、迁飞路径、时空分布等昆虫生态活动的实... 详细信息

为深度挖掘天气雷达数据应用价值,设计并建设了天气雷达空中生态监测系统。分析天气雷达晴空回波数据特征和空中生物散射特性,利用模糊逻辑算法识别天气雷达网数据中的生物回波,实现对生物密度、迁飞路径、时空分布等昆虫生态活动的实时动态监测。2022年5月天气雷达空中生态监测系统投入试运行,在实时监测期间发现昆虫活动具有明显的时空分布特征、昼夜活动和迁飞活动规律,8—9月全国昆虫活动呈现数量大、活动范围广的特点,是虫灾防治的重点关注时段,监测结果符合昆虫活动特征。该系统可有效服务空中生态实时监测,为虫灾精准防治提供监测技术与数据支持。

关键词：生态监测天气雷达生物回波昆虫迁飞

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天气雷达反射率因子的实时衰减订正

高原气象 2003年第4期22卷 365-370页

作者：赵恒轩陈钟荣周枫南京气象学院江苏南京210044

基于当代天气雷达信号处理及其数据输出的特点,提出可供气象台站对天气雷达反射率因子进行实时衰减订正的基本订正算法和参考目标订正算法。通过数值仿真,比较了这两种算法的各自优缺点;还讨论了盲距衰减A(r0)和雷达系统误差ΔC对估算... 详细信息

基于当代天气雷达信号处理及其数据输出的特点,提出可供气象台站对天气雷达反射率因子进行实时衰减订正的基本订正算法和参考目标订正算法。通过数值仿真,比较了这两种算法的各自优缺点;还讨论了盲距衰减A(r0)和雷达系统误差ΔC对估算真实反射率因子的影响。

关键词：天气雷达衰减系数路径积分衰减衰减订正算法反射率因子估算

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天气雷达反射率数据方位分辨率提高

计算机工程与应用 2011年第8期47卷 18-20,24页

作者：李学华何建新何子述电子科技大学电子工程学院成都610054 成都信息工程学院电子工程学院成都610225

天气雷达反射率数据方位分辨率的提高,对中小尺度强对流天气过程的精细探测有重要的意义。以雷达气象积分方程为基础,通过对天气雷达反射率方位数据的过采样,建立雷达测量的低分辨反射率数据与真实气象目标高分辨率数据之间的矩阵方程,... 详细信息

天气雷达反射率数据方位分辨率的提高,对中小尺度强对流天气过程的精细探测有重要的意义。以雷达气象积分方程为基础,通过对天气雷达反射率方位数据的过采样,建立雷达测量的低分辨反射率数据与真实气象目标高分辨率数据之间的矩阵方程,提出使用截断奇异值分解算法优化超分辨反演方程逆求解及改善解稳定性。实验结果验证,该方法对反射率数据方位分辨率的提高是行之有效的。

关键词：天气雷达反射率数据超分辨截断奇异值分解

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天气雷达测试维修数据库的设计及应用

气象科技 2016年第6期44卷 896-901页

作者：王志武卢兴来陈昊浙江省大气探测技术保障中心杭州310017

天气雷达的测试维修是基于丰富的专业经验和知识面之上的,所涉及的信息量大且专业性强。本文以CINRAD SA/SB型为例,介绍了天气雷达测试维修数据库的制作,给出了天气雷达两级经验库、分级资料库以及经典案例库等内容形式,指出了本测试维... 详细信息

天气雷达的测试维修是基于丰富的专业经验和知识面之上的,所涉及的信息量大且专业性强。本文以CINRAD SA/SB型为例,介绍了天气雷达测试维修数据库的制作,给出了天气雷达两级经验库、分级资料库以及经典案例库等内容形式,指出了本测试维修数据库的兼容性、扩展性和建设目标。实践证明:本测试维修数据库可成为CINRAD SA/SB各级用户日常技术保障工作中得力的工具助手。天气雷达测试维修数据库需要足够的重视并不断地充实和完善。

关键词：天气雷达测试维修数据库设计应用

天气雷达数字视频处理器(DVIP)的积分精度

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气象科学 1993年第1期13卷 96-103页

作者：袁立功南京气象学院

数字视频积分器(DVIP)较模拟的视频积分器稳定可靠,尤为可贵的是可以与计算机联用因此当代的天气雷达几乎均采用DVIP。如何根据回波功率测量精度的要求设计一个DVIP或相反的情况,对于一个现有的DVIP,如何计算其积分精度,这是一个具有实... 详细信息

数字视频积分器(DVIP)较模拟的视频积分器稳定可靠,尤为可贵的是可以与计算机联用因此当代的天气雷达几乎均采用DVIP。如何根据回波功率测量精度的要求设计一个DVIP或相反的情况,对于一个现有的DVIP,如何计算其积分精度,这是一个具有实用价值的课题。为此本文将推导出DVIP积分精度的公式,并对雷达回波在资料经座标转换后落在网格内的数据进行平均,得出平均回波功率测量的精度,在近距离可得到很大的改善。

关键词：天气雷达视频处理器数字式积分

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基于微波链路的天气雷达降水场校准方法

气象 2023年第2期49卷 157-169页

作者：张鹏刘西川周则明宋堃杨平吕陆军工程大学教研保障中心南京210014 国防科技大学气象海洋学院长沙410005

为减小天气雷达反演降水场与地面实际降水的偏差,提出了利用贴近地面的微波链路对天气雷达降水场实施校准的方法,包括变分校准法、卡尔曼滤波校准法、平均校准法和克里金校准法。为验证校准效果,在两次不同类型的实际降水过程中,利用两... 详细信息

为减小天气雷达反演降水场与地面实际降水的偏差,提出了利用贴近地面的微波链路对天气雷达降水场实施校准的方法,包括变分校准法、卡尔曼滤波校准法、平均校准法和克里金校准法。为验证校准效果,在两次不同类型的实际降水过程中,利用两条微波链路,对S波段天气雷达反演的降水场进行了校准,校准结果与地面雨量计实测值进行了比较,结果表明:四种校准方法均取得了一定的校准效果,改善了降水过程Ⅰ中强降水的低估问题和过程Ⅱ中弱降水的高估问题。校准后的雨强分布与雨量计测值的一致性得到提升,统计误差明显降低,改善程度由高至低依次为平均误差、均方根误差、平均绝对误差。综合各种校准方法在两次降水过程中的表现,克里金校准法的效果相对较好,变分校准法和平均校准法的效果优于卡尔曼滤波校准法。对平均误差和均方根误差改善幅度最大的是克里金校准法,对平均绝对误差改善幅度最大的为变分校准法。平均校准法和卡尔曼滤波校准法得到的校准因子为某一时次的区域平均校准因子,而克里金校准法和变分校准法能够得到随时间和空间位置变化的校准因子场。研究结果表明微波链路是校准雷达降水场的有效手段。

关键词：定量测量降水校准微波链路天气雷达

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天气雷达资料实时并行处理方法

计算机工程 2009年第23期35卷 255-257页

作者：王志斌陈波万玉发吴涛罗兵沃伟峰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 国家气象中心北京100081

利用共享存储多处理器的集群环境,研究高频度实时多部天气雷达资料处理的并行计算方法,根据单部天气雷达的计算特点和多部雷达混合处理的方法,提出一种粗粒度消息传递接口分布式内存和细粒度OpenMP共享内存混合编程的2级并行方法。实验... 详细信息

利用共享存储多处理器的集群环境,研究高频度实时多部天气雷达资料处理的并行计算方法,根据单部天气雷达的计算特点和多部雷达混合处理的方法,提出一种粗粒度消息传递接口分布式内存和细粒度OpenMP共享内存混合编程的2级并行方法。实验结果表明,该方法使系统资料处理速度得到较大提高。

关键词：天气雷达资料处理加速比

基于S波段新一代天气雷达观测的下击暴流临近预报方法

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气象 2021年第8期47卷 919-931页

作者：肖艳姣王珏王志斌冷亮付志康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

下击暴流是对流风暴最常发生的天气现象,预报其初始爆发是强对流风暴预报中最具挑战性的内容之一。提出一种综合使用雷达和探空观测资料的下击暴流临近预报算法。在对雷达基数据进行地物杂波抑制和径向速度退模糊以及对探空资料进行处... 详细信息

下击暴流是对流风暴最常发生的天气现象,预报其初始爆发是强对流风暴预报中最具挑战性的内容之一。提出一种综合使用雷达和探空观测资料的下击暴流临近预报算法。在对雷达基数据进行地物杂波抑制和径向速度退模糊以及对探空资料进行处理得到0℃、-20℃和最小相当位温高度的基础上,该算法首先进行风暴单体识别追踪和冰雹指数的计算;然后进行中层径向辐合特征和中气旋识别,并使之与识别的风暴单体相关联;最后提取诸多风暴单体的雷达特征量,经批量下击暴流和非下击暴流个例统计分析后挑选出下击暴流的雷达先兆因子9个作为模糊逻辑法的输入,建立下击暴流临近预报方程。使用2015年6月1日发生在湖北监利导致“东方之星”客轮倾覆的下击暴流个例对该算法进行了测试,结果表明从20:41—21:21共有8个体扫时次预报了引起沉船事件的那个风暴单体将会产生下击暴流,首次预报时间比客轮侧翻时间21:28早47 min。使用2019年6—8月发生在湖北省的所有雷暴大风个例对下击暴流临近预报算法进行了效果评估,结果表明该算法预报下击暴流的击中率为86.4%,平均预报时效为39 min。按回波形态分类评估,则飑线类、线状对流类(飑线除外)和非线状对流类风暴的下击暴流临近预报击中率分别为93.2%、90.5%和75.6%。该算法模块已集成到中国气象局武汉暴雨研究所研发的分类强对流天气自动识别预警系统中,并于2019年开始投入业务运行。

关键词：下击暴流临近预报算法天气雷达

基于实测雨滴谱数据的微波链路和天气雷达降水估计关系研究

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气象 2021年第7期47卷 843-853页

作者：张鹏刘西川周则明宋堃杨平吕陆军工程大学教研保障中心南京210014 国防科技大学气象海洋学院长沙410005

利用南京地区连续两年夏季的实测雨滴谱数据,分析了雨滴谱和降水特征,区分降水类型计算了微波链路衰减系数与雨强的关系(雨衰关系)和雷达反射率因子与雨强(Z-R)的关系,所得关系与ITU-R雨衰模型和常用Z-R关系均有差异,其中对流性降水中的... 详细信息

利用南京地区连续两年夏季的实测雨滴谱数据,分析了雨滴谱和降水特征,区分降水类型计算了微波链路衰减系数与雨强的关系(雨衰关系)和雷达反射率因子与雨强(Z-R)的关系,所得关系与ITU-R雨衰模型和常用Z-R关系均有差异,其中对流性降水中的Z-R关系为Z=161.63R^(1.55),层状云降水中为Z=227.23R^(1.53)。在两次不同类型降水过程中利用微波链路和天气雷达反演降水,结果表明:使用ITU-R雨衰关系反演降水存在高估层状云降水、低估对流性降水的问题,使用常用Z-R关系反演降水存在明显低估降水的问题,而使用雨滴谱计算的雨衰关系和Z-R关系反演的降水与雨量计实测降水更加一致,平均绝对误差降低,相关性明显提高。说明使用实测雨滴谱数据计算得到的本地化的雨衰关系和雷达Z-R关系,能够提升定量测量降水的准确性。

关键词：雨衰关系 Z-R关系雨滴谱定量测量降水微波链路天气雷达