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.     

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     

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     

气象水文耦合的洪水预报研究进展

从洪水预报中定量降水预报应用进展、面向洪水预报的流域水文模型研究进展、气象水文耦合预报不确定性研究进展三个方面系统介绍气象水文耦合的洪水预报研究进展。研究指出,融合预报员预报的格点化定量降水预报技术是提高面向洪水预报的流域降水预报精度的重要方法,中尺度集合预报技术是提升流域局地性强降水预报能力的主要途径;概念性与物理性相结合的分布式水文模型是面向洪水预报的流域水文模型发展方向;水文集合预报是考虑气象水文单向耦合预报不确定性有效解决技术,贝叶斯系列模型可为分析气象水文预报不确定性提供重要的借鉴意义。     

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。     

雷达产品算法及其在预报中的应用

本文主要介绍雷达产品的基本算法,包括风暴单体识别与跟踪算法、冰雹指数算法、风廓线算法以及降水算法,同时指出了根据这些算法得到的产品在天气预报中的应用。     

雷达回波在暴雨临近预报中的应用

统计分析表明:雷达回波必须要达到一定的强度才能产生暴雨.北海天气雷达站从2006年起制作雷达责任区内的暴雨临近预报,在工作中发现,将回波强度作为预报指标结合线性外推法作暴雨临近预报可以提高预报的准确率.     

数字化雷达资料在冰雹短时预报中的应用

在大量数字化雷达资料的基础上,通过统计分析,找出了冰雹、暴雨等灾害性天气的一般特征与判据,使其与一般天气从雷达数字化图像中迅速、准确地分离出来。在此基础上,对冰雹、暴雨的个例进行了详尽的分析,提出了简单的冰雹、暴雨预报流程框图,为应用数字化雷达资料进行短时预报奠定了基础。     

卫星雷达资料在梅雨期暴雨短时预报中的应用

利用日本ＧＭＳ卫星红外云图，武汉数字化雷达回波以及逐时雨时资料，结合天气形势背景研究，初步建立孝感市梅雨期暴天气０￣６小时短时强降水预报的几种概念模型和短时预报流程。     

GRAPES气象-水文模式在一次洪水预报中的应用

尝试将GRAPES (Global-Regional Assimilation and PrEdiction System) 模式与水文模型结合,构建GRAPES气象-水文单向耦合模式,进行洪水预报。气象模式选取GRAPES_Meso模式,分别采用15 km×15 km和5 km×5 km水平分辨率,15 km×15 km的GRAPES模式由NCEP全球预报场提供初始场和侧边界条件;5 km×5 km的GRAPES模式由15 km×15 km GRAPES模式提供初始场和侧边界条件,将GRAPES_Meso模式的定量降水预报分辨率统一降尺度到5 km×5 km分辨率,用于驱动水文模式。水文模型选取新安江模型与分布式新安江模型。以淮河王家坝站以上流域和息县流域为试验流域,将GRAPES降水预报场驱动水文模型进行单向耦合,构建GRAPES气象-水文单向耦合模式,选择2009年8月28日08:00(北京时,下同)—9月9日14:00汛期一次洪水过程,进行实际预报试验。结果表明:15 km×15 km和5 km×5 km的GRAPES模式预报降水与实况降水分布相一致;与水文站观测降水驱动水文模型洪水模拟结果相比,GRAPES气象-水文模式对洪水预报的预见期延长效果明显,对洪水模拟精度也较高,与水文模型输入场分辨率要求相匹配的降水产品对洪水模拟的精度更高。     

岳阳市特大暴雨雷达产品分析及预报服务

利用多普勒天气雷达产品结合其它气象资料,对岳阳市一次局地特大暴雨的个例回波特征及成因进行了较为细致的分析,并简要介绍了这次过程的短时预报服务情况。     

新一代天气雷达在河西走廊强对流天气预报中的应用

通过对2006年张掖地区强对流天气的多普勒雷达资料分析,总结了本地强对流天气的雷达带状、块状强度回波特征;分析了强对流天气的中尺度系统中低空急流、暖平流、冷平流、逆风区、垂直风切变的雷达回波特征,将回波进行客观定量化,并引进了稳定度指标,得出具有可操作性的短时预报简明判据。     

用多普勒雷达对三次强对流天气的短时预报对比分析

利用2006年6月12日夜间、7月12日凌晨和7月12日夜间天津地区3次强对流降水过程的多普勒雷达产品资料,对比分析发现:在降水的开始和成熟阶段,多普勒雷达径向速度场的变化一般先于回波强度场的变化,在做降水短时预报时应重点关注多普勒雷达径向速度场的变化,同时还可参考Auto-nowcaster系统的预报结果,通过判断未来雷达回波的强度变化及移动方向,提高对强对流降水过程的短时预报准确率.     

陆面水文过程研究进展

在简单介绍陆面过程模式和水文模型发展的基础上,阐述了陆面水文过程包括的各种物理过程,介绍了陆面水文模式研究的发展现状,并对国内外进展作了总结。重点介绍了目前国内外用于同气候模式耦合的陆面水文模型,指出了陆面水文过程研究以及与大气模式耦合过程中存在的问题,讨论了陆面水文过程研究的发展方向：应在加强蓄满和超渗两种产流机制兼容的混合产流模型及融雪径流模型的研究的基础上,改进传统水文模型,发展基于传统水文模型的大尺度陆面过程水文模型。     

美国WRF模式的进展和应用前景

WRF(Weather Research Forecast)模式系统是美国气象界联合开发的新一代中尺度预报模式和同化系统，2004年6月对外发布了第二版和三维变分同化系统。这个模式采用高度模块化、并行化和分层设计技术，集成了迄今为止在中尺度方面的研究成果。模拟和实时预报试验表明，WRF模式系统在预报各种天气中都具有较好的性能，同时实现在线完全嵌套大气化学模式，不仅具有较好的天气预报水平，而且具有预报空气质量的能力，具有广阔的应用前景。     

HUBEX强化观测期雷达测雨在水文过程模拟中的应用

选择全球能量与水循环亚洲季风试验区的淮河黄泥庄水站控制的史河流域(805km^2)为研究区域，基于数字高程模型，生成栅格水流流向，构建数字流域及空间拓扑关系；然后，将阜阳雷达观测数据经过订正校准后作为研究区内每一栅格单元上的雨量输入，并在每一栅格上应用新安江模型构建产流模型；再根据每一栅格至流域出口断面一黄泥庄水站的距离，运用Muskingum方法进行汇流演算，从而获得黄泥庄站的流量过程。计算结果显示，从1998年5月31日。8月3日的强化观测期内模型确定性系数为92．41％，其间4场洪水的确定性系数分别为85．64％、86．62％、92．57％和83．91％，高于应用地面雨量计观测的数据计算的结果。这说明雷达测雨数据具有较高的时空分辨率，当它应用于水过程模拟时优于地面雨量计资料，基于栅格的水模型为充分利用雷达数据提供了良好平台。     

多普勒雷达在南宁大雨预报中的应用

通过对1999~2003年南宁市引进多普勒天气雷达以来43个大雨过程进行分析和总结,将天气形势和多普勒天气雷达资料相结合,以天气来向的角度,对各类型多普勒雷达回波的源地、生消影响关键区、径向速度场特征进行总结,建立了3种类型的南宁大雨天气概念模型。