PDF《风廓线雷达数据质量影响因子及处理算法》

高祝宇, 阮征, 魏鸣, 等.

风廓线雷达数据质量影响因子及处理算法.应用气象学报,

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1 6,

2 7 (

2 ) :

1 4

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1 5 9. d o i :

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0 2

0 3 风廓线雷达数据质量影响因子及处理算法 高祝宇1 )

2 ) 阮征2 ) 魏鸣1 ) 葛润生2 ) 刘瑞婷1 )

2 ) 1) ( 南京信息工程大学, 南京

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4 4 ) 2) ( 中国气象科学研究院灾害天气国家重点实验室, 北京

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8 1 ) 摘要风廓线雷达系统误差和探测数据时空代表性影响风的数据质量.针对五波束探测风廓线雷达, 提出雷达系统 误差检测方法并分析风的空间不均匀分布和时间代表性对风数据质量的影响.在此基础上, 通过比较4组三波束 计算的两组水平风, 龇至坷氩罱蟹绲目占渚刃耘斜, 并比较了一致性平均和数学平均两种时间代表性处理 算法间的测风精度差异.利用广东风廓线雷达站网2

0 1 4年3―5月1 0部雷达数据进行方法应用和评估.结果表 明: 稳定大气条件下, 3种型号雷达( L C, P B, P A) 的有效数据高度分别达到3, 6k m 和1 0k m 的雷达系统功能设计 需求.经空间均匀性检验与时间一致性平均处理的风数据在降水期间质量优于业务雷达数据, 3―5月1 0部雷达 获取的两组, 分量离差标准差约为1m・s -1 , 表明经过空间一致性检验和时间一致性平均处理后的数据质量 较好. 关键词:风廓线雷达;

探测系统误差;

空间均匀性;

时间代表性 引言风廓线雷达主要利用大气湍流对电磁波的散射 作用对大气风场等物理量进行探测, 在气象领域内 应用非常广泛[

1 6] .从2 0世纪8 0年代开始, 美国、 日本相继布设了风廓线雷达业务观测网[

7 8] , 并应用 于强雷暴天气监测预警及数值模式同化预报[

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1 0 ] . 近年来, 我国风廓线雷达网的建设也进入了快速发 展时期, 为充分发挥站网数据在天气分析及数值预 报中的作用, 需开展针对数据质量影响因子及处理 算法的研究. 国外对风廓线雷达探测资料的质量控制算法研 究较多, S t r a u c h等[

1 1 ] 将一致性检验算法应用于径 向速度数据平均过程中, W e b e r等[

1 2 ] 提出连续性检 验算法, 这两种算法均能很好剔除低信噪比引起的 错误观测数据及飞机、 鸟类干扰等造成的飞点数据;

L a m b e r t等[

1 3 ] 总结前 人 工作 并结合 新的 图 像处理 技术, 设计了风廓线雷达站网数据算法流程: 一致性 检验、 降水污染数据识别、 中值滤波算法或 W e b e r Wu e r t z ( WW) 算法. 有关数据评估工作主要分为两类: 一类是将风 廓线雷达资料与探空资料进行对比评估[

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1 6 ] , 这种 评估方法通过分析雷达测风与探空数据差异, 评估 风廓线雷达测风数据质量, 但受到各自探测系统测 风原理差异影响.另一类是利用五波束风廓线雷达 观测资料进行自对比评估[

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1 9] , 利用五波束雷达获 取两组相互独立的水平风, 分量, 评估分析风的 空间不均匀分布对雷达测风影响, 得到风廓线雷达 测风的可信度. 降水期间返回信号受降水粒子下降速度影响, 风廓线雷达的数据质量有所降低.S t r a u c h等[

1 7 ] 指 出垂直 运动对风测量精度影响不可忽视;

Wu e r t z 等[

1 8] 使用S t r a u c h等[

1 7] 提出的降水识别方法, 对数 据进行均匀性降水、 时间不均匀降水、 空间不均匀降 水3种降水天气的标识;