测雨微波辐射计与雷达联合观测实验

如何定量地测量降水,为人们所关切。雨是大气中的热辐射源,因此微波辐射计可以作为检测降水的工具;微波辐射计在测量某方向上大气中降水的总量,已取得了成效,但是对于降水分布测量尚有缺陷。雷达测量雨的反射回波,并能探明降水的分布。但是由于雨滴谱等参数的不定性,给探测雨强方面带来较大的误差。若将微波辐射计和雷达联合测雨,必能提高测量雨强分布的精度。为此我们研制了测雨(3cm)微波辐射计,将     

测雨雷达的视频积分处理器

测雨雷达探测到的降水回波,由于降水质点的大小、密度及其相对位置的迅速不规则的变化,其相应的回波强度也迅速地上下变化着,这种现象称为回波的涨落。回波的涨落影响了雷达对降水的定量测量,近年来为了解决这一问题,对回波的涨落进行了研究,设计了一种视频积分处理器,对回波信号进行积分平均处理,使得雷达测定降水趋于定量化。视频积分处理器是应用电子学的方法,将雷达探测范围区分成径向距离为1—2公里的许多小的面积     

贵州省天气雷达人工数字化拼图和定量测量降水系统

本文介绍了贵州省天气雷达回波人工数字化拼图、层状云回波Z-I关系式和雨强分布图以及计算机处理等技术。应用这些技术可将全省天气雷达探测到的回波信息快速集中,经微机处理后,输出具有一定定量测量降水和预报强对流天气的实况资料和预报产品。     

711测雨雷达探测及摄取回波资料的一些考虑

目前,国产711测雨雷达已普遍使用。如何在探测中积累有价值的探测资料,是普遍关心的问题。由于这个问题涉及的面较广,在《测雨雷达观测手册》中不可能做详尽的具体规定,因此主要还是应根据各测雨雷达站的任务、服务侧重点以及准备研究、总结的问题而自行考虑。本文从测雨雷达观测记录要求,711测雨雷达的探测特性,雷达气象的基本知识,以及摄取各种尺度天气系统回波时应注意的一些问题,提出一些粗浅认识,供大家参考。 《测雨雷达观测手册》中要求探测的内容有:回波性质、回波强度、回波顶高、回波底高、回波移向移速、回波演变情况、强中心位置等。这些项目可以     

湖南夏季个体积云降水强度的雷达测定

一、引言 利用雷达定量测量降水在国外已作过大量的研究和实验,近几年来国内也有不少这方面的探讨。目前我国大多数气象台站使用的是711型天气雷达。由于这种雷达波长短,回波受降水的衰减较大,特别是特大暴雨时可以使雷达探测不到目标物,因而不适合在雨强很强和降水范围很大时测定降水。在云物理研究和夏季积云人工影响天气试验中,无更优的雷达可供使用之前,还得利用     

TRMM卫星测雨雷达及其应用研究综述

热带降水测量卫星测雨雷达（TRMM－PR）是第一部星载测雨雷达。卫星于1997年11月28日成功发射，其测雨雷达经过在轨测试定标之后，已向地面发回大量的雷达观测信息。本文主要根据1999年7月如开的第29届雷达气象国际会议的文集和作者所看到的其它文献资料，简要介绍该卫星、星载测雨雷达及其测信息处理和应用的一些研究成果。     

S波段WSR-88D双偏振雷达观测非降水回波识别方法研究

与新一代天气雷达相比,双偏振雷达能发射水平和垂直极化偏振波,具有更多的测量信息,利于区分降水和非降水回波,在雷达定量估测降水中发挥着重要作用。本文根据双偏振雷达的测量变量(水平反射率、差分反射率和相关系数)及降水与非降水回波的结构特征,发展了一套S波段双偏振雷达数据质量控制算法,重点研究晴空回波和生物回波的识别。利用上海南汇WSR-88D偏振雷达的观测数据做测试和评估,评估结果表明该算法对南汇偏振雷达非降水回波识别准确率达93%以上,且对降水回波的误判率仅为3.82%。     

第九讲 雷达定量测量降水

天气雷达除了具有探测降水和警戒灾害性天气的能力以外,还具有定量测量降水的能力。它能够较迅速地获得大范围内的降水量分布。应用回波功率(P_r)—降水强度(Ⅰ)统计关系式,可以定量地估算出降水强度的分布情况,这对于水文部门的洪水预报、水库的蓄放及江河流域水量的短时预报都是很重要的。六十年代以来,国外在雷达定量测量降水方面有许多研究,1966年美国国家强风暴实验室曾利用雷达测得的降水资料,经数字化处理后供业务上试用。七十年代初,我国也开始了这方面的工作。本文简要介绍如何利用天气雷达测量降水回波功率。并由此估算降水强度和降水量,以及雷达回波资料的数字处理等几个方面的问题。     

713测雨雷达测定区域降水量初探

本文应用1983年7月14日、1984年8月30日和9月1日三次降水回波资料,初探了雷达探测区域降水量的可能性。试验表明:雷达测量能满足一定精度。若采用雷达—雨量计系统联合探测降水的方案,精度可进一步提高。如用Apple—Ⅱ微机与713测雨雷达联接组成的天气雷达探测与资料处理系统,还能实时提供区域降水量信息。     

地面雷达-辐射计联合测量降水的数值实验

利用地面辐射计作为雷达定量测量降水的一种补充手段,是近年来刚刚发展起来的方法。中国科学院大气物理研究所在1980年研制了8mm和3.2cm的雷达一辐射计联合系统,进行了一些实测试验,并提出了这种联合系统测量降水的求解方案。本文通过数值实验方法,对3.2cm波段上的这种方法以及另两种雷达测雨的求解方法进行系统的考察和比较,对每种方法由各种因子引起的误差进行了初步讨论,从而对三种求解方法的实际可行性得出一些有意义的结论。     

两次降水过程的微降雨雷达探测精度分析

垂直指向微降雨雷达(MRR)能够测量从近地面至高空的雷达反射率因子和雨滴谱分布特征,对认识降水微物理结构,改进雷达定量降水估计精度有重要作用。为评估MRR探测的雨滴谱分布、降水和雷达回波精度,利用南京地区夏季观测的两次降水过程,将MRR与业务S波段天气雷达、二维视频雨滴谱仪、常规雨量筒观测进行层状云降水和对流性降水下的定量对比分析。结果表明,MRR垂直探测的雷达反射率因子与S波段雷达观测在中低层(＜4 km)平均差异＜1 dB, 但高层(＞4 km)出现显著低估,且该现象随降水强度增强更明显,这主要是雷达回波衰减导致。MRR在回波强度＜35 dBz时对降水率的探测精度较高,但在＞35 dBz时低估降水。其中,层状云降水的降水率比对流性降水更接近雨量筒观测。常规雨量筒对0.1 mm以下的降水无探测能力,而MRR探测敏感度较高,对于微弱降水率的估计效果也很好。由于MRR最大探测范围的限制,相对于2DVD而言,MRR探测的最大粒子直径低估、最小粒子浓度高估,但在中间段的探测效果和2DVD雨滴谱观测一致性较高。总体而言,MRR是一个有效的降水探测仪器,其探测结果在层状云降水过程中优于对流性降水过程。     

抑制雷达回波涨落的新方法

目前测雨雷达为了消除回波涨落以提高降水强度定量测量的精度,广范地采用了视频积分处理器。但是视频积分器在测量精度与空间分辨率之间存在着矛盾。本文试图利用雷达接收机中的“线性—对数”中频放大器来抑制回波的涨落。此方法即能提高测量精度,又不会降低空间分辨力。在设备上还可省去一个造价高的视频积分离。     

利用雷达分层资料制作降水分布图

雷达定量测量降水正在向应用方面发展,国外随着雷达测量的定量化和计算机技术的发展,已部分投入业务使用,美国、日本、英国已取得一定成效。 我国在定量测量降水方面也做过不少研究和试验,有些地区还统计出一些可用的Z-R关系。但由于雷达定量化和数据处理还存在不少问题,因此尽管在单点降水测量方     

“711”气象雷达

测雨雷达是利用云滴、雨滴、雹粒、雪片等对电磁波的散射作用,来探测云、雨、雪、雹的。当从雷达天线发射出去的电磁波在云、雨中传播时,云滴,雨滴、雹粒、雪片等对电磁波的散射作用,使一部分电磁波能量返回到雷达天线并被接收下来。这时在雷达显示器的荧光屏上就出现了许多明亮的图象,这就是云、雨、雪、雹的回波图象。所以用测雨雷达可以随时提供几百公里范围内云和降水的分布和结构的气象情报。     

应用中小尺度回波系统的演变特征来证正雷达对降水的定量测量

在实际应用雷达进行定量测量降水时，必须考虑中小尺度回波系统的演变，可应用这些系统的变特征 来对Ｚ－Ｒ关系测量降水的工作进行动态的订证，以进一步提高其精度。     

微波主被动联合测雨的应用研究

通过雷达-辐射计联合测雨的野外试验,本文用较多的实例对比表明,该方法的精度相对单部雷达测雨方法有明显改善.文章同时分析了联合测雨法的主要误差来源,还指出需要对无雨背景亮温T_(bs)的确定作恰当的选择,以及需对雷达回波垂直结构的不均匀性予以重视,并作适当订正等.本工作对主被动联合遥感降水分布的实际应用将提供有价值的参考.     

TRMM星载测雨雷达和地基雷达反射率因子数据的三维融合

TRMM卫星上的测雨雷达(TRMMPR)探测资料分布均匀且具有很高的垂直分辨率,但灵敏度较低;地基雷达(GR)水平分辨率较高且具有较高的灵敏度,但其垂直分辨率低。通过将TRMM PR与GR反射率因子数据的三维数据融合,得到了更优的反射率因子图像。测雨雷达与地基雷达三维数据融合主要分为以下几步:测雨雷达与地基雷达数据预处理——如去杂波、衰减校正;测雨雷达与地基雷达时空匹配;选取和应用合适的三维图像融合算法;对融合后的图像进行效果评估。试验结果表明:融合后的图像不仅增大了信息量,更好地检测弱降水,还提高了空间三维(3D)分辨率,能更好地反映降水区域细节,且使得数据总体上具有更高的完整性和可靠性。此外,还将基于雷达资料估测的降水数据与地面雨量计数据进行对比,估计反射率因子数据融合在降水测量上的有效性。      

应用中小尺度回波系统的演变特征来订正雷达对降水的定量测量

在实际应用雷达进行定量测量降水时，必须考虑中小尺度回波系统的演变，可应用这些系统的演变特征来对Z—R关系测量降水的工作进行动态的订正，以进一步提高其精度。     

热带测雨卫星的星载雷达和地基雷达探测云回波强度及结构误差的模拟分析

为了揭示热带测雨卫星上的测雨雷达热带测雨卫星的星载雷达与X波段多普勒雷达在探测云的反射率因子的大小和结构方面的差异 ,用散射模式和数值模拟的方法讨论了这两种雷达的波长、雷达波入射方向、波瓣宽度等参量对反射率因子的大小和结构的影响 ,并利用所得结果讨论了两种雷达实际观测的差异。结果表明 :雷达波长和入射方向的不同引起的两种雷达测量的反射率因子的差异在 2 .0dBz以内 ,TRMMPR可在强回波中心探测到更大的反射率因子 ,并在很大程度上平滑了回波的结构 ,在强回波和弱回波区分别低估和高估 3～ 5dBz,造成了观测的云的面积增大、平均回波强度减小、面积积分降水量增大。这些理论结果还不能完全揭示两种雷达实际观测结果的差异 ,看来星载雷达和地基雷达探测结果的对比问题很复杂 ,其中雷达波的衰减问题是必须考虑的。     

客户端联网故障分析与解决

我国新一代天气雷达网建设即将成功,天气雷达在估测降水、人工影响天气方面会起到越来越重要的作用。本文介绍了天气雷达测量降水的基本原理并对其误差来源进行了分析,讨论了雷达估计降水的研究现状以及雷达测雨在水文中应用的前景及发展方向。