雷达回波综合分析图的应用

去年3月20日—7月10日,华东区域中心试播了雷达回波综合分析图(有的称为区域雷达拼图)。每天播发上海、南京、盐城、阜阳、南昌、金华,建阳、郑州等8个雷达站的4:00、9:30和15:30的雷达回波实况。我们约在实况出现1.5小时后收到雷达综合图,这比从其它方面获得的“面”的资料要迅速得多。由于它提供了回波区的移动方向、速度、强度、发展趋势、影响范围、覆盖面积、降水性质、回波顶高等较精确的信息,因而为提高短时预报的服务效果创造了条件。下面介绍我们应用雷达回波图的体会。     

雷达回波综合图用于降水预报的若干统计

1984年3—8月,中南地区组织天气雷达组网、联防试验,由长沙通信台试播了雷达回波综合分析图(下称综合图)。每天播发长沙等14个雷达站9:30、15:30和18:00的雷达回波实况。我台接收了前两个时次的综合图。这些适时有效的预报信息,为短时、短期预报服务提供了依据。下面介绍我们试用综合图的若干分析统计和体会。     

雷达回波综合分析图在预报中的应用

从1980年起,华东地区的天气雷达联防组网试验为气象台站提供了一个新的预报工具——雷达回波综合分析图(以下简称综合图)。它是根据多部雷达探测到的资料拼制而成的,由于它连续地反映了空间降水或其它天气现象的变化,因而弥补了天气图的不足。综合图提供的回波区的性质、形状、范围、方位和移向移速及强回波中心的位置、强度和高度等信息,在短期晴雨预报中已经取得较好的效果,对提高暴雨预报的能力也发挥了作用。下面介绍目前使用综合图作预报的几种方法。     

雷达回波特征向量应用初探

在雷达产品相似度比较中提出雷达回波特征向量这一概念,将雷达回波产品用一组有限长度的数字进行描述,使得雷达回波相似度的比较转化为线性代数计算。通过受干扰回波自动识别,雷达回波的聚类应用展示雷达回波特征向量的应用前景。     

气象雷达回波电码翻译绘图打印程序设计

众所周知,气象雷达对短时强对流天气预报很有用,预报员都很重视雷达回波情况。近几年来,我台也经常收到金华、洞头、定海雷达站发来的气象雷达回波电报,但因无相应的雷达回波底图,不能确定回波区和强回波中心的确切位置,使用起来很不方便。为了解决无雷达的台站正确利用雷达信息问题,我们设计研制了这个雷达回波电码翻译绘图打印程序,主要利用GWBASIC语言在长城0520微机彩色屏幕上显示和绘图功能,把雷达回波电码变     

台站级CINRAD/SA雷达数据质量检测技术及应用

新一代天气雷达产品均由雷达基数据直接或通过算法等生成的,可能会出现数据质量问题,因此,利用雷达基数据和雷达主要状态信息,开展数据质量检测,能及时发现雷达回波强度异常值、无回波、奇异回波图等问题。本文对CINRAD/SA雷达运行的性能参数、监控信息、报警信息进行梳理,形成判据及阈值,并对江苏省SA雷达异常回波、基数据进行统计、分析,以解决由于雷达本身原因造成的回波异常,构建台站级雷达数据质量检测的方法,重点对雷达基数据进行数据质量检测,及时发现异常回波、无回波等数据质量问题,通过短信预警,指导台站进行维护维修,从而限制由于雷达自身原因造成的异常回波资料进入预报领域。     

中小尺度强对流天气的雷达回波图像生成方法

为生成复杂环境下的优质雷达回波图像，减少目标信息缺失现象与相对成像误差，提出基于中小尺度强对流天气的雷达回波图像生成方法。采用可最大限度保留雷达回波特性的傅里叶插值法，形成空间分辨率均匀的雷达回波三维规则网格数据；基于改进变分贝叶斯理论，实现中小尺度对流天气雷达回波图像超分辨重现，生成雷达回波图像。试验结果表明，该方法处理后的中小尺度强对流天气雷达回波范围与原图相似度高，可最大程度留存雷达回波信息，该方法能够生成清晰的雷达回波图像，且不存在目标信息缺失现象，相对成像误差极小。     

冰雹云钩状回波的一些特征

近几年在平凉恢复高炮防雹工作以来,我们发现天气雷达观测冰雹云的雷达回波多数具有气旋性回波形状,直至局部演变成钩状回波。为了探讨冰雹云雷达回波形状的这一特点,进而有助于从雷达回波图形上识别冰雹云,我们分析了12年平凉强雷暴观测的雷达回波资料,表明:(1)强雷暴云中凡有降雹的雷达回波,除雷达反射率高(回波强中心一般达到40db 以上)、云体伸展高(达到10千米左右)和强回波区厚度大(4.5千米左右)外,70％以上雷达回波都存在有类似于气旋性的钩状回波;(2)钩状回波出现的明显程度、维持的时间、钩状气旋控制面积的大小和出现的位置,与雹暴发展演变的阶段和剧烈程度及地形影响有关.     

新一代天气雷达回波强度异常分析与处理方法

根据新一代天气雷达回波强度在线定标修正原理,结合新一代天气雷达(CINRAD/要SA和SB)回波强度接收和定标及发射功率在线测量信号流程,对雷达回波强度出现的异常现象进行了详细分类和分析,总结提出了新一代天气雷达回波强度偏强、偏弱、回波面积减少等异常问题的分析思路和处理方法,列举了有效解决雷达回波强度异常故障的案例.结果表明:采用这种方法能提高处理新一代天气雷达回波强度异常故障的时效性和可靠性.     

兴安盟冰雹云雷达回波概念模型

用兴安盟1996—2002年711数字化雷达回波资料及雷暴和冰雹天气的地面实况资料,把雷暴和冰雹天气的时空分布特征作为雷达回波的隐含参数指标,分析了雷暴和冰雹雷达回波的特征参数及形态结构特征。把冰雹与雷雨差别显著的雷达回波特征参数作为判别指标,建立了兴安盟冰雹云雷达回波概念模型。     

福建古田地区人工降水试验效果的回波参量统计分析

本文根据1977—1978年、1980年和1982—1983年4—6月在古田试验区内观测的混合型云体的雷达回波资料,通过非参量性秩和检验方法,对非催化云和催化云作业后每隔10分钟的回波参量——最大回波顶高、雷达回波厚度、最大雷达回波强度——的演变以及它们之间的差异进行统计分析。结果表明:催化使得混合型云体的雷达回波厚度和最大雷达回波强度出现明显增厚、增强。     

雷达回波综合图与云层分析图相结合作短期降水预报的效果检验

1984年以来,北碚区气象站即开始使用雷达回波综合图(以下简称综合图)作短期降水预报。1987年6—9月又接收了国家气象局卫星气象中心绘制的云层分析图,将其与综合图相结合作短期降水预报。应用实践表明,两种图相结合作短期降水预报,其效果,比单用一种图要好。下面我们将具体方法及其效果检验作一介绍。     

新一代天气雷达均一性评估

为实现对全国天气雷达不同波段、不同型号、不同区域的回波差异进行检测和评估,确保雷达组网数据的均一性,利用经过严格数据质量控制后的单站雷达CAPPI格点数据,建立了可靠的相邻雷达回波强度均一性检测算法,并根据我国天气雷达回波差异实际状况制定了均一性评估标准,实现均一性算法的业务运行,使雷达观测同一区域回波反射率的实时均一性评估成为可能。从评估结果来看:①S波段雷达整体均一性强于C波段雷达,SA雷达均一性状况最好,CC、CD雷达均一性状况较差;②以SA型号雷达为主的华东、华南地区均一性较好;③雷达波段不一,型号繁多的偏远区域均一性较差。均一性评估系统对有回波但回波强度、回波位置不正确以及雷达数据时间错位的情况,能有效弥补其他质控算法的短板,及时发现雷达回波异常,缩短故障修复时间,提高雷达数据准确性。     

C波段多普勒天气雷达地物识别方法

地物回波对雷达数据应用会造成负面影响,是影响定量降水估测等产品精度的重要因素,识别并剔除地物回波是雷达基数据质量控制的一个重要内容。该文在现有S波段雷达地物识别方法的基础上,使用长治、哈尔滨两部CINRAD/CC雷达2011年观测数据,对C波段雷达地物回波特征进行分析,改进识别参量的隶属函数,建立适合C波段多普勒天气雷达的地物识别方法 (MCC方法),并对该方法进行效果检验。结果表明:S波段及C波段雷达地物回波与回波强度有关的参量分布较为相近,与降水回波的参量分布有明显区别;S波段雷达地物识别方法中与回波强度有关的参量可用于C波段雷达地物的识别,与速度有关的参量中仅中值速度可用于C波段雷达。通过统计分析与个例分析,相对于现有S波段雷达识别方法,MCC方法可显著提高C波段雷达地物回波的识别正确率,并可减少层状云降水回波的误判。     

C波段高山天气雷达对森林火灾的探测能力初析

借鉴前人在S波段新一代天气雷达上探测森林火灾和城市大火烟尘的方法和研究成果,利用收集到的云南十部C波段新一代天气雷达的34次森林火灾个例资料,立足云南C波段高原高山雷达的一些特点,采用分类对比进行分析研究,得出C波段高山雷达森林火灾回波的一些特有指标。提出按雷达海拔高度分别设置森林火灾判别阈值、引入速度场特征、降水回波过滤等一些新指标和方法,进行这类地区的雷达森林火灾探测。随后开展了业务实践,经检验和实地踏勘,取得了一定效果。证明C波段雷达同样具有一定的探测森林火灾回波的能力,主要技术指标有:高山雷达由于海拔高差的影响,应分别针对不同雷达设置相应的阈值参数;根据森林火灾回波的上升和飘散特性,雷达回波速度场与周围回波有时呈现出一定差别;采用过滤晴空回波、过滤杂波、过滤地物回波、过滤二次回波、过滤降水回波、识别速度场特殊回波等办法,可得到滤出的火灾烟尘疑似回波。这些指标和方法对西部高山雷达探测应有一些参考作用。     

基于雷达回波强度面积谱识别降水云类型

基于谱分析原理提出了雷达回波强度面积谱的概念及算法,利用宁夏银川多普勒天气雷达回波资料,分析了不同性质降水云的雷达回波强度面积谱,并根据不同性质降水云雷达回波强度面积谱特征,提出了基于雷达回波强度面积谱识别降水云类型的方法,利用强回波面积（回波强度不小于40 dBZ的回波面积）占总回波面积百分比和基本降水回波面积（回波强度不小于20 dBZ的回波面积）占总回波面积百分比作为降水云类型判别的主要因子,提炼出基于雷达回波强度面积谱特征参数的层状云、积层混合云、对流云等不同类型降水云的判别指标,建立了基于雷达回波的降水云类型自动判识模型。利用该模型对2016-2017年6次强降水过程进行了降水云类型判别试验,模型准确判别出6次强降水过程中2次为对流云降水、4次为混合云降水,判别结果较好地反映了降水云类型,验证了判识方法的可行性。     

傅立叶相位技术在雷达回波移动矢量特征分析中的应用

应用傅立叶相位分析技术,建立了一种新的基于雷达体扫资料的回波移动矢量、移动路径计算和临近预报算法。其基本思路是：对两个相邻时刻的雷达体扫回波资料分别进行快速傅立叶变换,得到两个雷达回波的相位差,再计算出回波的移动方向及移动速度。利用X波段多普勒多偏振雷达在吉林省获得的雷达资料对本算法进行检验,结果表明,此方法可以给出雷达回波内更加精细的回波移动矢量结构,能够较准确地反映出不同类型回波的中小尺度系统移动特征,对雷达回波移动路径有较好的追踪和临近预报能力。对一次飑线过程的计算结果显示,飑线上的强回波区移速移向存在明显的不均匀性。     

天气雷达回波区域拼图实现方法

针对目前天气雷达存在型号繁多、开机时间不定等问题，提出天气雷达回波图像功率、时间、空间的归一处理方法，将不同雷达的回波图像归一化，为拼图提供统一的数据源，利用重叠区域回波技术构成组网雷达回波图像，采用球面投影技术，得到较为理想的天气雷达区域回波图。     

一种数字化天气雷达回波原始资料的数据压缩方法

采用方向滤波编码法压缩数字化天气雷达回波的原始资料。首先对回波资料进行二维傅里叶变换，分别出雷达回波的低频分量和高频分量；然后用方向滤波器从回波的高频分量中提取出回波的边缘和纹理，最后对雷达回波的低频分量和边缘，纹理组成的各方向图分别编码，以达到压缩雷达回波原始资料的目的。     

雅安区域暴雨的雷达回波特征及预报规则

本文利用雅安雷达回波资料,分析了暴雨的雷达回波结构及其演变规律;统计了午后回波的性质、强度、移向移速等与后期暴雨的关系,归纳出了短期短时暴雨雷达回波预报规则。