雷达在水文预报应用中的研究进展

雷达可随时跟踪雨区范围、暴雨走向和降雨量的变化,而降雨是水文预报最重要的输入信息,对于水文预报、水库蓄放及江河流域水量的短时洪水预报都是很重要的。本文在介绍雷达测雨及国内外雷达测雨业务系统的基础上,重点总结了国内雷达测雨在水文预报中的研究进展,并提出了雷达在水文预报中的应用思路,探讨了雷达测雨在我国水文应用中的前景及其发展方向。数字化雷达测雨、地理信息系统以及数字高程图等系列新信息,将进一步推动新一代分布式降雨—径流模型的开发,并将极大地拓宽水文预报研究的思路和方法,从而提高预报精度。     

CHILL、NEXRAD雷达测瞬时暴雨数据的质量评估

雷达可以获取较高时空分辨率的瞬时降水信息,这对河流流量、洪水预报等至关重要.但由于雷达测雨本身的复杂性,使得测雨结果仍存在误差.本文针对美国丹佛机场附近范围内2008年8月9日的一场降雨,对CHILL及NEXRAD雷达获取的降雨数据,利用METv3.0软件,采用l km×1 km网格及UW-MEAN插值方法,对测雨数据质量进行评估.结果表明:利用METv3.0软件可以进行雷达测雨数据质量评估,能得到测雨可靠的统计分析结果,CHILL雷达的RZK反演模式中研究区的测雨效果最好,降雨强度高估或低估的趋势减弱.所给出的结果对雷达测雨效果的进一步研究及METv3.0在雷达测雨数据分析中的应用研究有重要参考价值.     

雷达定量降水估算在水文模式汛期洪水预报中的应用试验

通过雷达测雨技术获得高时空分辨率的降雨信息,作为水文模型的输入,用以提高水文预报的精度。文章以湖北省白莲河流域为例,利用分组Z-I关系转化雷达反射率为雨强,运用地面雨量站网实测雨量对其进行校准,将不同方法估算得到的雨量结果输入新安江模型进行洪水预报测试,结果表明未校准雷达估算降雨量直接输入水文模型,其结果是不理想的;利用校准后的雷达估算降雨量进行洪水预报,精度得到了很大提高。     

雷达测雨及其在水文水资源中的应用研究进展

在回顾国内外雷达网建设和在水文水资源学中发挥重要作用的基础上,着重对国内外的雷达降水的估测算法、雷达临近降水预报和雷达测雨信息在水文模型中的应用研究进行了探讨和分析,并就未来雷达技术应用于水文水资源学的研究进行了展望。     

双线偏振雷达在水文预报领域的应用——实时水文预报系统的研制

根据１９８０—１９８７年巴家咀水库流域各水文站及雨量站的流量和降雨强度资料，建立了一个利用中国科学院兰州高原大气物理研究所平凉雷达站的双线偏振雷达实时遥测降雨的雷达回波资料进行实时水文预报的模式。当接收到以无线电方式传输来的雷达资料后，该模式可进行包括各子流域的降雨总量、径流、汇流及到达水库的流量、洪峰流量和时间等水文参量的预报，并在计算机监视器上显示，在打印机上打印并存盘。这一方法与普通水文预报方法相比具有及时并能了解云发展趋势等优点。这一模式的建立及应用为防汛指挥、水库的调度提供了可靠、直观的依据，它将气象部门的高科技成果用于水文领域，开拓了气象雷达的应用范围，使雷达在暴洪监测中更好地发挥作用     

双线偏振雷达的水文预报领域的应用——实时水文预报系统的研制

根据１９８０－１９８７年巴家咀水库中水文站及雨量站的流量和降雨强度资料，建立了一个利用中国科学院兰州高原大气物理研究所平凉雷达站的偏振雷达实时遥测降雨的雷达回波资料进行实时水文预报的模式，当接收到以无线电方式传输来的雷达资料后，该中进行包括各子流域的降雨总量，径流，汇流及到达水库的流量、洪峰流量和时间等水文参量的预报，并在计算机临视器上显示，在打印机上打印并存盘，这一方法与普通水文预报方法相比具有     

数字天气雷达监测暴雨洪水研究

从加强水资源管理和减少洪水危害来看.应用数字天气雷达定量测定大范围区域降水量,并建立降雨量对水文参量的预报方程是有应用价值的方案.统计表明,在建立预报方程时应区分不同类型降水.经过仔细标定的数字化天气雷达,在探测区内少数地面雨量计的校准下,可以30%(层状云降水)和60%(混合型降水)的精度实时监测降雨风暴并做出外推形势预报.与洪水关系密切的过程降雨总量之测量误差对不同类型降水均在±40%之内.用双线偏振等特种天气雷达系统,并考虑截流地表特性和地面蒸发等因子,则可进一步提高测量预报精度.     

雷达估测降雨水平分辨率对径流模拟的影响——以西苕溪流域为例

天气雷达估测降雨是径流模拟和洪水预报的重要信息之一。由于雷达网格降雨存在误差,且误差随着网格水平尺度的增大而减小,因此对于径流模拟,高分辨率的雷达降雨数据并不意味着径流模拟的精度更高。采用FSS(Fractions Skill Score)方法和HEC-HMS模型(Hydrologic Engineering Center's Hydrologic Modeling System)分析江苏省西苕溪流域雷达估测降雨水平分辨率对径流模拟的影响。在2010年和2011年夏季两场降雨实例中,雷达估测降雨在不同降雨阈值情况下,FSS达到目标精度值对应的最小有效水平尺度为2~8 km,分别以2、4、6、8 km水平分辨率的雷达估测降雨和雨量站测雨作为HEC-HMS模型输入进行径流模拟,结果表明:基于不同水平分辨率的雷达估测降雨的径流模拟结果与实测径流资料基本吻合,雷达估测降雨2、4、6、8 km水平分辨率的变化对径流模拟效果的影响不明显。      

JOPLE算法结合双偏振雷达在不同降水过程中的测雨效果分析

JOPLE(Joint Polarization Experiment)算法是反演降水的一种合成算法,适用于偏振雷达。基于雨量站的测雨数据,对美国科罗拉多州丹佛市2008年8月9日强降雨和2009年7月3日有冰雹降水的过程进行对比,分析CHILL双偏振雷达结合JPOLE算法的测雨模式(简称RZK)与其他三种基于不同R(Z)关系的CHILL(简称RZDG、RZ88)、NEXRAD雷达测雨模式(简称KFTG)的测雨结果统计特征及测雨效果。结果表明:在强降雨过程中,RZK正确估测降雨位置525个,降雨量高估1 mm,测雨数据与雨量站测雨数据的相关系数为0.81,误报率低,测雨精度比其他模式好;在有冰雹的降雨过程中,RZK正确估测降雨位置604个,降雨量高估8 mm,测雨数据与雨量站测雨数据相关系数为0.71,与RZDG模式的测雨精度相当,但其FAR(虚假警报率)、CSI(临界成功指数)和H-K(汉森-奎伯斯技能得分)的STDEV值比其他模式的大;在两场降水中,四种测雨模式计算得到降雨数据的FAR值都随降雨强度的增大而减小。     

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。