基于Google地图的新一代天气雷达产品在气象服务中的应用

根据等效地球代替地球半径近似定位来计算指定雷达仰角及经纬度上空所通过雷达波束的方位角、及波束长度以及波束所处位置的海拔高度,使得指定经纬度上空的雷达回波的实时获取更加方便可靠、可信,从而有效迅速地将雷达回波由极坐标方式转换为麦卡托方式,并在Google地图上显示。雷达产品和卫星地图叠加后,增强了雷达产品的可视化效果,更方便于灾情定位、灾情调查、人影作业等。     

新一代天气雷达业务化系统地图设计及模式应用

天气雷达回波需要与地理信息融合应用，以定位雷达回波，指导气象服务。本文针对新一代天气雷达业务化系统（ROSE）产品显示子系统，设计了全新的开放地图格式，采用全国一份地图数据文件，各地雷达站点动态匹配的方式, 改进了现有雷达业务系统中主用户处理系统（PUP)需要各个站点分别申请定制地图的不便。ROSE产品显示子系统支持多种型号业务雷达数据在不同地球投影方式下的地图自适配显示。地图应用子模块程序设计中引入设计模式，有效解决了精细化地图数据的显示效率问题，实现了显示信息与速度的平衡。     

网上雷达回波经纬度定位系统的设计与建立

基于气象业务的需要,开发了网上雷达回波经纬度定位系统。该系统能够依托于网上雷达图像进行回波的定位,包括回波高度,回波相对雷达站的距离、方位角,相对炮点的距离、方位角、作业时的仰角。可以为人影作业时作业时机、打炮方向及仰角提供更精确信息,减少盲目性,提高增雨(防雹)作业效率。该系统用Visual C 编程,界面友好、直观,操作方便、快捷,具有很强的实用性。     

S波段相控阵天气雷达与新一代多普勒天气雷达定量对比方法及其初步应用

受外场试验条件的限制,相控阵天气雷达在测试过程中难以与用于对比的多普勒天气雷达保持相同位置,造成不同雷达之间的观测资料无法直接对比。为了较全面地分析该情况下相控阵天气雷达的探测能力,提出了针对不同地理位置不同分辨率的雷达反射率因子匹配方法和观测资料的定量对比方法。初步使用该方法对2010年5月21日的S波段相控阵天气雷达（S-PAR）与相距54 km的南京新一代多普勒天气雷达（CINRAD/SA）观测资料进行了结构的对比及数值的分析。结果表明：（1）S-PAR的回波结构与位置均较为合理,与CINRAD/SA相比反射率因子测量偏差很小,未受地物影响的径向速度较为接近,同时单波束发射4波束同时接收的扫描方式大大节约了扫描时间;（2）S-PAR受宽波束的影响,100 km外的回波出现了明显的平滑现象,难以探测到细微结构;（3）S-PAR的灵敏度比CINRAD/SA差,100 km处的最小可测反射率因子偏高16 dBz,通过相同灵敏度的模拟后发现S-PAR较差的灵敏度是造成回波结构差异的主要原因;（4）提出的经纬度匹配方法较好地将不同位置下的雷达资料对应起来,经纬度匹配后在垂直方向的不同处理方式得到的结果存在细微差异,基于采样体积的平均方法取得的效果最佳。     

数字展宽地球同步卫星扫描云图的定位

本文将地球作为旋转椭球体,推导出地球同步卫星扫描云图的定位公式,消除了以往把地球近似为球体所带来的定位误差,提高了精度。同时还介绍了在计算机云图处理中地球同步卫星扫描云图加经纬度网格及地图的方法。     

黔西南州人影作业指挥系统

以人影工作流程为总的设计思路、以提高人影作业指挥水平为指导思想，采用VB6．0、ACESS数据库及网络编程语言ASP(Active Server Page)相结合的方式进行编写。通过Internet实现作业时间的申请、回复及州、县之间乡镇雨情的自动传输；调用局域网中相关气象资料及Xdd03a雷电探测系统显示闪电指数；通过PCVSAT卫星接收站调看卫星云图、雷达回波等资料；同时自动对全州的雨情、灾情进行分析后以图形的方式投影到全州地图上。经过对以上资料综合分析，再对应冰雹预报的方法，形成最后预报结果，将此结果应用到作业指挥中，并采取直观对比和定量计算两种方式对本次作业效果进行评估。     

青海省东部农业区一次区域性大到暴雨成因分析

利用常规气象观测资料和T213数值预报产品、卫星云图、多普勒雷达回波产品和闪电定位资料,对2010年5月25日08时至26日08时发生在青海东部农业区的一次区域性暴雨天气过程进行了诊断分析。结果表明:高空低槽东移是影响此次强降水过程的主要大尺度环流背景;中低层低涡暖切变是暴雨的直接影响系统;有利的热力、水汽条件和动力条件是强降水产生和维持的机制;卫星云图资料、雷达回波特征和闪电定位频数,有利于追踪中尺度系统的发展演变趋势。     

基于SRTM数据的波束遮挡能量耗损率计算方法和效果分析

地形对波束遮挡是影响雷达观测资料质量的重要误差源之一。基于SRTM数据的雷达波束遮挡能量耗损率方法是根据雷达站地理位置及其周围一定范围内的地形信息,计算出探测目标时波束能量的耗损百分比。可以用于对雷达波束能量遮挡进行定量订正,提高雷达基数据质量控制精度。本文详细介绍了波束遮挡能量耗损率计算原理和方法,并利用晴空回波特点分析了波束遮挡对雷达回波强度的影响;提出雷达回波概率特征方法,通过建立北京CINRAD/SA雷达样本数据集,统计得到不同仰角层的概率空间分布,并与波束遮挡能量耗损率进行对比分析。结果表明:雷达波束遮挡能量耗损率与实际雷达回波资料统计的概率空间分布有很好的一致性。      

利用太阳法提高新一代天气雷达探测精度

针对一些型号新一代天气雷达普遍存在太阳法天线波束指向检测成功率低、精度差,而且没有天线波束宽度、雷达接收系统全链路回波强度测量误差检测功能等问题,采取5个方面改进措施:(1)改进算法;(2)改进数据质控方法;(3)改进天线控制方式;(4)改进太阳位置搜索方式;(5)降低天线转速并提高采集分辨率。实际测试评估表明:改进后的太阳法天线波束指向检测明显提高了天线波束指向精度,解决了太阳法天线波束指向检测可靠性差、成功率低的问题;现场太阳法天线波束宽度测量可靠性高,测量精度可以满足回波强度定标要求;雷达接收系统全链路回波强度测量误差检测功能能够发现雷达回波强度定标中无法发现与天馈参数有关的回波强度测量误差偏大问题。     

新一代天气雷达基数据的三维拼图和产品生成软件系统

本软件系统采用C++和Fortran语言开发,定位于15部左右的新-代天气雷达区域基数据拼图,在Windows XP操作系统的微机上运行.在雷达资料质量控制的基础上,完成省或区域中心的新一代天气雷达基数据组网,实时提供经纬度、海拔高度网格的回波强度资料,并生成部分产品,为中小尺度天气分析、临近预报、人工影响天气、水文等应用奠定基础.     

基于气候统计特征的雷达回波质控方法

利用北京南郊S波段雷达2011—2016年的观测资料,从雷达气候统计的角度,利用不同强度回波发生频率的统计特征及其空间分布特征,对雷达地物杂波和波束遮挡的识别与订正方法进行研究。结果表明:①利用雷达回波出现频率特征,可以很好地识别雷达近中心地物杂波和受地形高度影响的地物杂波特征;同时还可以直观地识别出雷达波束遮挡区域以及遮挡程度。北京南郊雷达地物杂波主要分布在近雷达中心和北京西部、西北部的山前地区,地物杂波主要集中在0.5°仰角和1.5°仰角层上。雷达波束遮挡主要集中在由高大建筑引起遮挡的东南方位向和由于地形引起波束遮挡的西西北方位向,波束遮挡主要集中在0.5°仰角层。②采用局部可变区域平均垂直廓线方法利用高仰角回波订正低仰角回波,能有效订正地物杂波,并保留回波的局部特征。对于波束遮挡区域的回波填补,也能够较好地保持上下层仰角回波之间的连续性,同时兼顾了回波不均性分布等特性。③基于雷达气候特征进行地物杂波识别和波束遮挡识别,无需依照先验知识,相比于传统方法能更好地反映本地雷达回波真实情况,且具有方法简单、可快速复用、本地适用性强等优点。     

窄波束C波段双偏振多普勒天气雷达及其探测能力分析

为了评估南京信息工程大学窄波束C波段双偏振多普勒天气雷达的观测性能和应用潜力,对雷达的高分辨率回波数据进行了分析,利用固定地物订正了径向定位误差,以及在线太阳信号修正了差分反射率因子(Z_(DR))偏差;通过对流降水和层状云降水回波分析,发现了共振散射效应、不同降水粒子的回波特征、非均匀波束填充(NUBF或NBF)现象、降水倾斜结构和可能存在过冷水的证据。     

1998年梅汛期第一场暴雨短时预报研究

运用排除法明确降水时段和非降水时段,然后利用卫星云图和雷达回波进行跟踪预测。本文运用数值预报产品、卫星云图、雷达回波、天气图对1998年梅汛期第一场暴雨进行短时预报研究,并对数值产品进行适当的订正。     

基于体扫模式的组合RHI自动实现算法

天气雷达的RHI扫描方式能够直观地提供云雨回波垂直结构的详细信息,因而该扫描方式在实际业务工作中,常常被用于人工影响天气的指挥作业。传统RHI方式需采用人工定位的手工操作方式,且只能获取指定方位空间的有限信息,这些都制约了新一代天气雷达全空域自动监测效能的有效发挥。在现有自动连续的体扫工作模式下,所开发的算法利用有限仰角层数据实现了自动组合"RHI"的功能,以增强基于现有新一代天气雷达业务扫描方式的业务产品功能。     

GIS精细化地图资料在新一代多普勒天气雷达中的应用

使用中国新一代多普勒天气雷达cINRAD系统的底图资料,分析了其二进制文件的数据存取格式,设计了精细化地图数据编辑应用软件.此软件通过增加热点区域的地理信息,在预报中可准确定位雷达回波强度的地理位置,为相关政府部门提供精细化的气象预报服务产品.     

基于茂名市GIS新一代C波段多普勒天气雷达(CINRAD/CCJ)基数据的应用

以Mapinfo公共数据为数据源,利用VS2018在C#开发坏境下开发实现精细到乡镇的茂名市精细化地理信息系统(GIS),为茂名市气象部门基层一线业务人员提供了一个精细化GIS与新一代多普勒C波段天气雷达基数据结合应用的业务工具,还介绍了新一代C波段多普勒天气雷达在GIS系统中成图成像的原理。茂名市精细化GIS与信宜的新一代C波段多普勒天气雷达(CINRAD/CCJ)的回波数据相结合,可以精细、准确定位雷达扫描到的强回波区域,一方面对做好突发性强灾害天气气象服务具有针对性的指导作用,预警讯号可以及时或提前发出,提高了气象防灾减灾能力,增强了对本地突发性强灾害天气预警监测的能力手段,对"监测精密、预报精准、服务精细"的要求有很好的提升作用;但另一方面因PPI图是锥面,直接叠加到GIS平面地图,沿着雷达波束,距离越远,距离地面越高,外加地球曲率,误差也会增大。     

雷电资料与雷达数据综合分析系统的设计与实现

利用Microsoft VC#和.NET 2.0编写的雷电资料与雷达数据综合分析系统,能够在雷达地图上显示产品雷达图及同步闪电数据.并对选取矩形区域的雷达闪电图进行分析,分析出在雷达不同值的区间上闪电的分布情况;按照回波不同强度来统计所选区域内闪电个数、闪电比等具体信息,将所选区域的图像保存到事先设置的路径中,可以自动按顺序播放雷达图,方便寻找雷达预测雷电的规律.     

利用空间相关性进行天气雷达波束阻挡数据的识别和订正

波束阻挡影响了天气雷达数据的质量,使雷达的导出产品存在误差。根据雷达观测数据的空间相关性,提出了不依赖于高精度数字高程模型的波束阻挡识别和订正算法,可以方便地用于天气雷达反射率因子的阻挡订正。对于部分阻挡或小范围完全阻挡造成的回波数据不准确情况,先进行阻挡识别,再进行线性插值处理,实现对阻挡数据的订正。论文建立了阻挡识别算法和阻挡订正算法,并利用雷达数据进行了对比验证。结果表明:利用本文的算法,可以有效地对阻挡数据进行订正,提高了雷达数据质量。     

多普勒天气雷达地图系统的设计与实现

根据国家测绘局提供的地理数字线划图数据DLG及中国新一代天气雷达CINRAD所需地图投影变换后的数据格式，研究天气雷达地图信息处理技术，设计了相应的系统软件。该雷达地图生成系统能够根据国家测绘局提供的地图数据实时生成符合我国CINRAD要求格式的全国任何一个地点指定探测范围内的地图，并可在雷达数据终端和雷达产品进行叠加显示。     

"5.26"甘肃局地强对流天气过程综合分析

利用天气图、FY-2卫星云图和兰州新一代天气雷达的基本产品,详细分析了2003年5月26日甘肃强对流天气的环流背景、影响系统、回波演变过程,进一步揭示了强对流发生时,环境流场、物理量场及雷达回波的特征。