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气象科技 2023年第3期51卷 338-345页

作者：赵华生李晓静广西气象科学研究所南宁530006 广西幼儿师范高等专科学校南宁530006

针对传统方法采用天气雷达进行强降水的定量估测存在较大偏差问题,论文以1 h累计雨量为估测对象,基于雷达组网拼图资料,采用XGBoost(eXtreme Gradient Boosting)算法,建立新的雷达估测降水模型。该模型设计以前1 h的雷达组合反射率因子... 详细信息

针对传统方法采用天气雷达进行强降水的定量估测存在较大偏差问题,论文以1 h累计雨量为估测对象,基于雷达组网拼图资料,采用XGBoost(eXtreme Gradient Boosting)算法,建立新的雷达估测降水模型。该模型设计以前1 h的雷达组合反射率因子作为输入,进一步采用若干个剔除异常样本的策略有效清除建模样本中的部分噪声,更好地构建了雷达组合反射率与估测对象之间的非线性映射关系。在32万个独立检验样本的估测结果中,其均方根误差(RMSE)为6.04 mm、平均绝对误差(MAE)为3.50 mm、预报偏差(BIAS)为1.05;与目前业务系统上使用的ZR(300,1.4)关系方法相比,前者的RMSE和MAE分别下降了20.6%和10.3%,而BIAS指标则显示后者对降水量级的估测明显低估。进一步对小时雨强大于10 mm样本的统计结果表明,新方案的RMSE、MAE以及TS评分均大幅优于ZR(300,1.4)关系方法,可进行实际业务应用。

关键词：雷达降水估测 XGBoost 组合反射率雷达拼图

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雷达回波强度拼图的定量估测降水及其效果检验

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热带气象学报 2011年第1期27卷 1-10页

作者：梁建茵胡胜中国气象局广州热带海洋气象研究所/中国气象局热带季风重点实验室广东广州510080 广东省气象台广东广州510080

为了得到精度更高的高时空分辨率格点定量估测降水量,需要将雷达资料和雨量计降水量资料进行有效的综合利用。利用广东6部多普勒雷达的回波强度拼图资料和稠密的自动雨量计降水强度观测资料,采用概率密度法建立Z-R关系进行雷达降水估计... 详细信息

为了得到精度更高的高时空分辨率格点定量估测降水量,需要将雷达资料和雨量计降水量资料进行有效的综合利用。利用广东6部多普勒雷达的回波强度拼图资料和稠密的自动雨量计降水强度观测资料,采用概率密度法建立Z-R关系进行雷达降水估计,并采用客观订正方法利用雨量计资料对雷达降水估计进行校准。交叉检验表明:利用雨量计对雷达降水估计进行客观方法订正可以取得比单纯用雨量计资料进行OI插值好的效果。OI雷达订正法较优。

关键词：大气探测雷达降水估测客观订正方法交叉检验

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雷达-雨量计联合估测降水初值场形成方法探讨

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大气科学 2005年第6期29卷 1010-1020页

作者：李建通郭林杨洪平中国科学院大气物理研究所北京100029 厦门市气象局厦门361012 中国气象局武汉暴雨研究所武汉430000

在雷达-雨量计联合估测区域降水量中,参加校准的雷达初值场代表性好坏在很大程度上影响了最终的估测精度和雨量分布.作者从参加校准的雷达初值场的基本要求出发,分析了先前几种预处理方法的优缺点,提出一种新的资料预处理方法--时间权... 详细信息

在雷达-雨量计联合估测区域降水量中,参加校准的雷达初值场代表性好坏在很大程度上影响了最终的估测精度和雨量分布.作者从参加校准的雷达初值场的基本要求出发,分析了先前几种预处理方法的优缺点,提出一种新的资料预处理方法--时间权重平均法,并用1996～1997年的雷达和地面雨量站实测资料进行了分析.结果表明:该方法充分考虑了雷达和雨量计观测的时间一致性,能够在一定程度上改善雷达估测降水的初值场,提高了估测区域降水量的精度.

关键词：雷达雷达降水估测区域降水量精度

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雷达-雨量计联合估测降水初值场形成方法探讨

雷达-雨量计联合估测降水初值场形成方法探讨

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全国优秀青年气象科技工作者学术研讨会

作者：李建通郭林杨洪平中国科学院大气物理研究所厦门市气象局中国气象局武汉暴雨研究所

在雷达-雨量计联合估测区域降水量中,参加校准的雷达初值场代表性好坏在很大程度上影响了最终的估测精度和雨量分布。作者从参加校准的雷达初值场的基本要求出发,分析了先前几种预处理方法的优缺点,提出一种新的资料预处理方法——时间... 详细信息

在雷达-雨量计联合估测区域降水量中,参加校准的雷达初值场代表性好坏在很大程度上影响了最终的估测精度和雨量分布。作者从参加校准的雷达初值场的基本要求出发,分析了先前几种预处理方法的优缺点,提出一种新的资料预处理方法——时间权重平均法,并用1996997年的雷达和地面雨量站实测资料进行了分析。结果表明:该方法充分考虑了雷达和雨量计观测的时间一致性,能够在一定程度上改善雷达估测降水的初值场,提高了估测区域降水量的精度。

关键词：雷达雷达降水估测区域降水量精度

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距离—方位角双因素自适应最优Z-I关系模型定量估测降水

距离—方位角双因素自适应最优Z-I关系模型定量估测降水

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作者：王玉鑫南京信息工程大学

学位级别：硕士

在大气变化各种要素中,降水是较为重要的气象要素之一,精确的定量估测区域降水量对于相关部门防灾减灾以及预测预报有很重要的意义。虽然雨量站可以直接测量单点雨强随时间的连续变化,但是由于雨量站网密度稀疏,降雨量在空间上的变化比... 详细信息

在大气变化各种要素中,降水是较为重要的气象要素之一,精确的定量估测区域降水量对于相关部门防灾减灾以及预测预报有很重要的意义。虽然雨量站可以直接测量单点雨强随时间的连续变化,但是由于雨量站网密度稀疏,降雨量在空间上的变化比较复杂,雨量站的测量并不能精确反映降水在空间上的变化;而雷达测量范围广、时空分辨率高、可及时取得大面积定量降水资料的优点,因此,雷达定量估测区域降水量日益受到关注,不失为测量区域降水量的一个重要手段。本研究选取安徽省为研究区域,依靠安徽省合肥站、安庆站、黄山站、蚌埠站、阜阳站以及临近安徽省的南京站6部S波段的雷达站的雷达观测基数据和安徽省雨量站1h降水量资料,分别根据雨量站距雷达站的距离,雨量站位于雷达站的观测径向方位两个因素,建立距离-方位角自适应变化Z-I关系的雷达定量估测降水模型,依据对应模型的影响因素,将雨量站的Z-I关系的参数插值,得到研究区域网格化的参数分布,结合雷达回波的分布,即可得到研究区域降水量的空间定量分布,最后,对该模型进行精度评价,主要结论如下：(1)本文从保持雨量站和雷达资料的时间一致性和空间一致性出发,分别选取两种常用方法,共8种方式从雷达基数据中解析得到雷达回波初值场的分布,并采用直接统计法拟合降水,对比分析不同雷达回波初值场的拟合精度,最后发现,仰角平均方式1的时间权重平均产品拟合误差的均值及标准差较小,拟合效果为最好;(2)分析该模型得到的面雨量的空间分布特征,发现距离-方位角综合模型接近实测雨量的分布;(3)本文从不同降水过程和不同降水类型两方面对比分析了距离-方位角模型与新一代天气雷达Z-I关系模型,发现距离-方位角综合模型拟合效果较好且估测过程雨量的能力较分类型最优法好。

关键词：雷达雷达降水估测面雨量自适应 Z-I关系

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亚太地区夏季降水雨滴谱特征分析及定量降水估计

亚太地区夏季降水雨滴谱特征分析及定量降水估计

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作者：吴祖航国防科技大学

学位级别：硕士

雨滴谱对于理解降水微物理过程、提高雷达定量降水估计等具有重要作用。不同地理环境、不同天气系统乃至同一降水系统的不同部位,其雨滴谱特征存在较大差异,这反映了不同的降水微物理过程,也给雷达卫星定量降水估计带来了许多不确定性... 详细信息

雨滴谱对于理解降水微物理过程、提高雷达定量降水估计等具有重要作用。不同地理环境、不同天气系统乃至同一降水系统的不同部位,其雨滴谱特征存在较大差异,这反映了不同的降水微物理过程,也给雷达卫星定量降水估计带来了许多不确定性。因此,需要对一些关键地区、不同气候背景下的雨滴谱进行分类研究。本文从降水的微物理角度出发,揭示了西太副高、东亚季风、梅雨锋和热带气旋等多种天气系统背景下,亚太地区夏季降水的雨滴谱统计特征,主要包括以下四个方面:(1)对西太平洋三块典型海域的降水微物理特征进行对比研究,结果表明西太平洋西部海域(WWP)和南部海域(SWP)的冷云过程比北部海域(NWP)更显著,WWP海域强降水中大雨滴数量要高于SWP海域,NWP海域降水以中段粒子为主,总的来看西太平洋的降水主要由小滴和中段粒子组成。(2)对东亚夏季风雨带东、西两段的微物理特征差异进行分析研究,并讨论了气溶胶对降水的影响,结果表明雨带西段对流活动更强,高浓度气溶胶抑制暖云过程,而增强冷云过程发展;雨带东段斜压性强,较大的水平风切变作用加剧了雨滴的碰撞破碎过程。同时,利用雨滴谱观测对GPM卫星降水产品进行订正,发现GPM低估了东亚季风雨带的实际降水量,其对雨带西段的低估比对雨带东段的低估更为严重。(3)对亚太地区六次海上台风降水的雨滴谱特征进行综合分析,结果表明台风降水的暖云过程显著,由于下垫面湿度高,云底较低,有利于暖云进一步发展;与季风降水相比,台风降水的小滴浓度更高,而雨滴粒径更小。(4)对亚太地区总体海上降水进行归纳分析,发现该地区海上对流性降水的微物理参数分布大致满足

关键词：雨滴谱亚太地区西太平洋东亚季风梅雨锋热带气旋雷达降水估测

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