PDF《风廓线雷达数据质量影响因子及处理算法》

邓闯等[

1 9] 认为降水对风20150521收到,

2 0

1 5

1 1

0 4收到再改稿. 资助项目:国家自然科学基金项目(

4 1

4 7

5 0

2 9 ) , 公益性行业( 气象) 科研专项( GYHY

2 0

1 3

0 6

0 0

4 ) , 中国气象局数值预报( G RA P E S ) 发展专项 通信作者, e m a i l : r u a n z @c a m s . c m a . g o v . c n 第2 7卷第2期2016年3月应用气象学报JOUR NA LO FA P P L I E D ME T E O R O L O G I C A LS C I E N C E V o l .

2 7,N o .

2 M a r c h2

0 1

6 廓线雷达测量精度的影响主要来自垂直速度的空间 不均匀分布;

李晨光等[

2 0 ] 发现在有强阵雨天气, 通 过一致性 检验的数据仍存在质量较差情况;

万蓉等[

2 1 ] 指出降水期间风廓线雷达数据获取率增加, 但 数据质量下降.我国降水频发, 如何有效使用降水 期间风廓线雷达数据是风廓线雷达数据处理方法所 面临的问题. 面向数值预报和资料同化分析使用的风廓线雷 达数据处理, 需考虑雷达探测系统误差、 数据空间一 致性、 时间代表性等影响, 本文提出探测系统误差检 测方法和针对空间均匀性及时间 代表 性的 处理 算法, 使用2

0 1 4年3―5月广东风廓线雷达站网数据, 对雷达系统进行检测, 并给出晴空情况下的数据有 效高度, 评估几种数据处理算法, 对经过空间均匀性 检验和时间一致性平均处理后的风数据进行数据质 量分析.

1 设备及资料 选用2

0 1

4 年3―5 月广东风廓线雷达站网

1 0 部雷达的探测资料进行评估.广东区域站网1 0部 雷达包含8部边界层雷达( L C) 、 1部对流层I I型雷 达( P B) 和1部对流层I型雷达( P A) , 8部LC雷达 分别位于珠海、 潮州、 从化、 连州、 龙门、 罗定、 新会、 增城, P B雷达位于湛江, P A 雷达位于萝岗.

1 0部雷达均采用五波束扫描探测方式, 1个探 测周期 包含2~3 个探测模式, 探测周期为3~ 6m i n , 不同型号雷达的数据时间分辨率和距离库数 不同.详细雷达参数见表1. 表1 风廓线雷达参数

1 樽 蟛问 边界层雷达( L C) 低模式 高模式 对流层I I型雷达( P B) 低模式 高模式 对流层I型雷达( P A) 低模式 中模式 高模式 波长/ mm

2 3

2 2

3 2

6 7

4 6

7 4

6 7

4 6

7 4

6 7

4 探测起始高度/ m

1 0

0 1

0 5

0 1

5 0

2 0

7 0

1 5

0 3

0 3

0 4

9 5

0 探测终止高度/ m

2 7

4 0

5 9

7 0

3 6

3 0

1 0

4 7

0 3

7 5

0 6

6 3

0 1

6 9

5 0 距离库数

4 5

8 3

3 0

3 6

3 1

1 6

2 6 距离库长/ m

6 0

6 0

1 2

0 2

4 0

1 2

0 2

4 0

4 8

0 我国风廓线雷达探测系统提供3级数据输出, 分别为谱分布、 谱矩数据和风产品, 本文从第2级谱 矩数据( R A D 数据) 着手进行数据处理分析, 该级数 据提供

5 个探测波束各个距离高度上的信噪比(SNR) 、 径向速度和速度谱宽. L C雷达 R A D 数据时间分辨率为5 m i n ,

2 0

1 4 年3―5月总 探测次数为26288次;

P B 雷达(湛江站) R A D 数据时间分辨率为3~4m i n , 总探测次数 为3

7 5

1 0次;

P A 雷达( 萝岗站) R A D 数据时间分辨 率为5~6m i n , 总探测次数为1

7 1

0 9次.统计时段 内, 潮州站、 从化站、 新会站、 萝岗站分别缺测1, 2, 3,

2 1d .

2 探测系统误差检测 2.

1 检测方法 业务风廓线雷达在使用前对雷达探测系统架 设、 安装有明确规范, 但仍需要对探测数据是否受到 探测系统误差影响进行检测评估. 风廓线雷达由径向速度合成风时应用了均匀风 场假设条件, 均匀风场条件认为水平气流在波束空 间范围内均匀分布, 同时, 计算中还需用垂直波束获 取的垂直速度代替4个倾斜波束上的垂直速度, 即 在同一探测高度上, 风廓线雷达各波束指向位置处 的风速、 风向相同, 垂直运动速度也相同.分别用 r e, r s, r w, r n表示五波束风廓线雷达东、 南、 西、 北4个倾斜波束上的径向速度, r z表示垂直波束上 的垂直速度, 雷达探测径向速度远离雷达方向为负, 朝向雷达方向为正, 用, , 代表某一高度风的3 个分量, 在以上假设基础上, 风廓线雷达探测径向速 度可表示为 r n =+sinθ+cosθ, r e =+sinθ+cosθ, r s =-sinθ+cosθ, r w =-sinθ+cosθ. (