天气雷达回波运动场估测及在降水临近预报中的应用

在常用的基于天气雷达反射率因子图像的相关方法跟踪回波运动的TREC(Tracking Radar Echo by Correla-tion)技术基础上,文中发展了一种基于差分图像(时间梯度图像)的相关方法追踪雷达回波运动(Difference Image-based Tracking Radar Echo by Correlations)技术,简称DITREC,并与TREC技术进行比较。个例分析表明,DITREC矢量场消除了TREC矢量场中由于回波型的迅速变化导致的一些无序矢量,使得DITREC矢量场的时间连续性和空间连续性好于TREC矢量场。在TREC矢量场中不存在无序矢量的地方,DITREC矢量场与TREC矢量场基本一致。分别用DITREC矢量场和700 hPa风场作为回波运动估测场外推合肥CINRAD/SA雷达反射率因子复合扫描图,得到1 h外推降水场。以地面雨量计为标准,对外推降水场进行评估,结果表明,DITREC外推小时降水优于700 hPa外推小时降水,但其精度还与所采用的Z-R关系有关。     

TRMM/PR与香港雷达资料对比分析

1999年8月23日，“Sam”台风在香港及其邻近地区造成暴雨。将热带降水测量卫星（TRMM）上降水雷达（PR）测到的降水率及雷达反射因子与香港雷达测量的相应值进行了对比分析，总的来说，它们之间有很好的一致性。在对比分析过程中，采取了两种方法：平均法和最佳匹配法。用最佳匹配法所得到的相关系数明显大于平均法。另外，当所测雨区与香港雷达距离小于100km时相关系数较大。PR测量的雷达反射因子大于香港雷达的测量值，两者的差值随距离的增加而增大。在PR测量的雷达反射因子小于20dB时，香港雷达测量值较大，反之PR测量值较大，两者之间的差值随PR测量值的增加而增大。     

对流性降水云辐射特性研究

结合MM5模式和三维微波辐射传输模式，对2002年7月22～23日发生在湖北宜昌附近一次中尺度强降水过程中的强降水中心的对流性降水云的微波辐射特性进行了模拟，模拟结果表明：MM5模式可以较好地模拟此次降水过程；云中各微物理量的含量和分布对上行微波辐射亮温有重要影响；就物理方法而言，选用适当的云廓线，是利用微波信息反演降水的关键。     

洋面上层状性降水云数值模拟研究

利用改进后的双参数层状性降水云模式，对洋面上层状性降水云进行了数值模拟研究。模拟结果表明：对于洋面上较厚的层云降水机制为冰相降水粒子的融化导致的，但降水增长与大陆上层状云不同，主要是在0℃层以下的暖区中进行的。在0℃层以上的负温度区域，几乎不存在液态雨滴。     

使用物理方法反演中国陆地雨强和水凝物垂直结构

使用MM5模式模拟了11个降水个例,获得中国陆地的降水廓线,由蒙特卡罗辐射传输模式计算其上行辐射亮温,构成初始云一辐射数据库.采用对照表方法从中获得Db_ml和Db_m2两个数据集,作为GPROF反演算法的先验数据集.对2007年7月的3次强降水过程的地面雨强进行反演,与微波成像仪(TMI)及NESDIS、GSCAT、...     

NONHYDROSTATIC NUMERICAL SIMULATION FOR THE“96.8”EXTRAORDINARY RAINSTORM AND THE DEVELOPING STRUCTURE OF MESOSCALE SYSTEM

During the period of 3—5 August 1996(for short “96.8”),an extraordinary rainstorm eventoccurred in Henan,Hebei and Shanxi Provinces in China,resulting in severe flood catastrophe.Synoptic analyses indicated that the stable gross col field and the interaction between a northwardmoving typhoon(down into low pressure)and its east lateral Pacific subtropical high were thelarge-and meso-scale circulation conditions of the “96.8” extraordinary rainstorm.The mesoscaletyphoon-low and its specific dynamical and thermodynamical structures were directly related to thisrainstorm event.The nonhydrostatic version of mesoscale numerical model MM5 was used toconduct investigation of numerical simulation for this case.The simulation with the full physicalprocesses of nonhydrostatic version MM5 was basically possessed of a capability to reproduce thegenesis,development and evolution of the large-scale and meso-α scale synoptic systems.Thesimulative results using a two-way interactive nesting procedure revealed that the typhoon-low waspossessed of an intensive coupled mechanism between the dynamical and thermodynamical fields,namely,the developing typhoon-low was possessed of a structure of the.cyclonic vorticity columnwith warm center and high humidity,the vorticity column on the lower levels was the moistconvective instability and negative moist potential vorticity structure:the intensive ascendingvertical motion and the intense divergence on upper levels and intensive convergence on the lowerlevels as well as the development of the convective cloud cluster were intercoupling:the intensesouthern wind jet companied by the typhoon-low was not only the interaccompanying andintercoupling condition of the development and maintenance of the typhoon-low and convectivecloud cluster,but also was the transportable belt of the moisture source and heat energy of the“96.8”extraordinary rainstorm.The analysis of simulative results of precipitation indicated thatthe distribution of the rainfall belt and rainfall rate was basically consistent with that of theobservation in spite of some rainfall centers less or larger than those of the observation for coarseor fine mesh domain,respectively.     

区域膨胀法在剔除Doppler雷达径向速度中地物杂波的应用

由于地物杂波不可避免地出现在雷达回波资料中，因此剔除地物杂波对于提高雷达观测资料质量的控制，充分发挥其在实际业务中的作用及其潜力具有重要意义。笔者利用区域膨胀法设计了一种新的剔除地物杂波方法。该方法首先利用区域膨胀法将雷达速度回波分成具有不同性质的几个区域，然后对每一个区域进行统计分析，设定阀值并识别出地物，同时将地物剔除。区域膨胀法的目标是将输     

四频微波辐射计控制与数据处理系统研究

论述了采用80C196单片机开发的四频微波辐射计的控制与数据处理系统，该系统主要包括接口电路、数据采集电路、时序控制电路和控制与数据处理的软件模块。任务通信、实时时钟和输入输出及中断管理4部分组成。在软件设计中编写了实时多任务操作系统，由任务调度、数据处理方法采用了当前国际上先进的数字调制解调技术。该系统可以完成实时控制、数据采集与数据处理、实时显示及实时通信等功能。由于采用了单片机控制结构，使该系统结构简化、体积缩小、成本降低、可靠性提高，具有较好的应用价值。     

优化ZI关系及其在淮河流域面雨量测量中的应用

利用合肥新一代天气雷达2003年6—7月观测数据和地面观测的逐时雨量资料，得到分段最优化Z-I关系，在淠河灌区的水源地响洪甸流域和佛子岭流域进行降水测量。结果表明：强降水阶段流域面雨量，优化Z-I关系后得到的流域累积面雨量与雨量计比值从39％提高到73％，同时相关系数从0．78提高到0．8。528小时时间序列上佛子岭流域在优化Z-I关系之后，流域平均面雨量与雨量计的回归线斜率从0．4提高到0．72，lmm·h^-1以上流域平均面雨量累积值与雨量计累积值的比值从48．4％提高到了85．9％。可见，优化Z-I关系后雷达反演值更接近于雨量观测值，同时雷达定量估测流域面雨量的精度得到很大提高。     

用神经网络方法对雷达资料进行降水类型的分类

利用不依赖先验统计模型的多层前馈神经网络模型对合肥的新一代S波段A系列雷达2001-2003年的降水资料进行了三种降水类型的分类,并将训练完成后的网络应用于一次降水过程。利用单隐层的多层前馈神经网络模型,在取适当参数时,已经可以较好地对雷达资料进行对流云降水、层状云降水和混合云降水三种降水类型的分类。同时验证了：训练集样本的数量和顺序、隐层神经元的数目以及学习率的选择等都将影响分类的成功率。