测风红外雷达

美国麻省理工学院林肯实验室在美国国防部支持下,研制了二氧化碳红外相干雷达。用这种雷达测气溶胶的多普勒频移,可以测出8千米高空的风速,精度高于0.5米/秒。一、红外雷达系统概述图1是系统的方块图。表1是其特性。10瓦二氧化碳连续波主振荡器产生的信号被放大到3千瓦;通过一系列的共轴光路,由     

多普勒声雷达测风与直接测量仪器的观测比较

文中对多普勒声雷达测风和325 m铁塔上风速、风向仪及超声风速仪的测量值进行了观测比较。结果表明,当信噪比大于1时,两种方法测量的平均风速、风向的相关较好,风速、风向廓线较为接近;声雷达测量的垂直风速平均值和均方根差比超声风速仪的测量值略偏大。这与国外进行的观测比较结果一致。 需要指出,声雷达和直接测量仪器的观测比较中存在一定差异,特别是对比每一次的观测值就可以看出,在某些情况下还存在明显差异。进一步分析声雷达测风产生偏差的原因,对误差做出合理的订正是十分必要的。     

L波段探空雷达测风质量控制方法研究

以美国NCEP的FNL再分析场和我国GRAPES初估场为参考对北京探空雷达测风从平均偏差、标准偏差、概率密度分布、峰度系数、偏度系数、相关系数和均方根差等多参数进行评估。基于评估结果对雷达测风资料进行质量控制,并再次求解参数进一步评估质量控制效果。结果表明：L波段探空雷达测风质量较高,平均偏差基本在±1 m/s内,其与参考标准一致性随气压减小而减小;风的东西分量和南北分量的一致性基本保持一致;四个季节中夏季数据一致性最高;基于FNL的评估结果优于GRAPES,即基于FNL的所有参数相对于GRAPES的参数更接近最优值。基于评估结果质控后的测风一致性得到提升,保留了原有特征。该质量控制方法能够有效地消除季节性差异,且质控后两个背景场的评估结果差距缩小。     

边界层风廓线雷达测风精度分析

利用CLC-11-D型边界层风廓线雷达的5波束观测数据,对比分析了晴空、稳定性降水和对流性降水等不同类型气象条件下边界层风廓线雷达测风的准确性,并对2016年3月1日—2017年2月28日共计7300时次的晴空观测资料进行了测风质量评估,得出结论如下:在晴空条件下大气均匀稳定,水平风速和风向测量精度要优于稳定性降水和对流性降水天气,降水出现前后环境大气扰动较大是导致稳定性降水和对流性降水天气下测风精度较差的原因;150 m以下近地层高度的测风质量较差,与地杂波干扰较强有关;夏季有效探测高度最高可达6300 m左右,春秋季有效探测高度比较接近,分别为2000 m和2500 m左右,冬季有效探测高度最低,仅为1100 m左右;4个季节测风质量评估达标高度分别为900、4000、2200 m和1100 m,大气环境的湿度条件和水平风速、风向标准差的波动是影响测风质量评估的重要因素。     

705测风雷达故障二例

1故障之一1．1故障现象一摇动方位手轮，喇叭和示波管中即出现较大的干扰。具体现象是：增益开关置于“手动”时，喇叭中有“喀拉”声，同时测角示波管上的四条亮线顶部有上下跳动的虚影（虚影是指亮线顶部较暗的一段），测距示波管上的扫描基线也上下跳动，“喀拉”声越大，虚影和基线跳动的幅度也越大；增益开关置于“自动”时，现象与“手动”时基本相同，有所不同的是：在发出“喀拉”声的同时，杂波幅度降低，“喀拉”声过后，杂波恢复正常。天线停转时干扰马上消失。1．2原因分析从上述现象来看，故障是由于天线转动时产生某种干扰进…     

风廓线雷达测风精度评估

采用风廓线雷达5波束探测模式的数据对测风精度进行评估分析,用垂直波束和其中两个相邻倾斜波束的探测数据构成一对计算因子,通过对同一距离高度上的4对计算因子进行误差分析,评估风廓线雷达的测风精度,得到水平风在垂直指向连续高度上的精度。对北京延庆CFL-08风廓线雷达2010年3,6,9,12月4个典型代表月份逐日连续探测资料进行了处理分析,结果表明:该雷达满足风速误差不大于1.5 m·s-1、风向误差不大于10°探测精度要求的最大探测高度6月、9月为8 km,3月、12月为6 km,基本符合该雷达探测高度的设计要求。信噪比、大气风场的不均匀性是影响雷达测风精度的主要因素:信噪比影响了高空的测风精度,-15 dB可以作为判断雷达测风可信数据最大探测高度的阈值;晴空大气出现的风场不均匀性对风廓线雷达的测风精度影响不大,降水出现时环境风场不均匀性造成水平风向、风速的测量误差较大,不能满足测风精度要求,特别是对流性降水发生前的1~2 h,水平风向、风速的方差增长迅速,可以作为强降水出现的预警指标。     

701雷达盲区测风资料的计算

当目标超过地面雷达固有的工作仰角时,测角误差显著增大,造成目标定位上的错误,不能完成雷达的正常工作,这就是雷达的盲区。对于701测风雷这来说,通常称之为最低工作仰角。     

701-X雷达测风软件的改进

针对701-X探空雷达测风软件在实际业务工作中碰到的问题,如“异常启动”按钮频频显示、无法显示历史资料、特殊情况下无法保证探空信号的连续性和完整性等不便之处,进行源程序分析研究,找到症结并提出相应的解决办法。在保证了探空资料的准确、及时、完整的前提下,增加功能、完善了工作流程。     

705雷达探空测风数据处理的程序设计

一、概述 我们从1980年开始进行705雷达探空测风数据处理设备的论证,承担了软件的研制。程序的编制使用Inter 8080的汇编语言,以国产59型探空仪的探空信息作为处理对象,对雷达接收到的探空信     

多普勒测风声雷达

本文简要地介绍了多普勒测风声雷达的基本原理和探测方法。指出用锁相技术可以较精确地测量多普勒频偏值。根据声雷达观测资料计算了水平风速、风向和垂直风速,并与325米气象塔上直接测量的仪器进行了比较。结果表明,两种方法测量的水平风速、风向的平均值比较接近,声雷达测量的垂直风速比塔上直接测量的结果略有偏高。用声雷达测量的水平风速、风向和垂直风速的方差都比直接测量的大。 我们用多普勒测风声雷达的连续观测资料,计算了垂直风速谱,得到了在对流边界层中垂直速度谱随高度的分布规律。在一定的频率范围内(低频部分)得到了功率谱fP(f)ocf~(+1)的规律,并将240米高度上用声雷达测量的垂直速度谱和直接测量的垂直速度谱进行了比较。     

用二步变分法反演的单多普勒雷达 风场研究中尺度暴雨

采用二步变分法反演多普勒雷达风场来研究中尺度暴雨过程.首先采用多元最优插值方法将常规探空资料插值生成初始风场,在此基础上在不考虑背景场约束以及三维风场平滑量约束的条件下极小化目标函数,反演出的三维风场作为最终反演所需的背景场,然后再进行反演得到最终的三维风场.将最终反演结果与WRF模式模拟的结果进行对比检验,两者的一致表明此方法具有一定的可用性,并用得出的结果分析了2005年6月发生在江苏中部的一次中尺度暴雨过程,初步揭示了强降水中心形成的原因,印证了采用二步变分法反演多普勒雷达风场可以揭示出中小尺度降水的特征.     

单点声雷达探测垂直速度一种新的处理方法

本文根据几何声学和折射规律,推导出在水平风速作用下单点声雷达测量垂直速度的精确计算公式.对不同水平风速和声束宽度作了数值估计.最后用该方法的计算值与中国科学院大气物理研究所和美国在BAO(波德大气观测站)四家声雷达与塔上直接测量资料进行比较,计算值与实测值比较一致.     

Off-shore wind measurements by HF doppler ground-wave radar

Remote measurements of wind velocity are performed, up to 100 km away from the shore, by using some features of the Doppler spectrum of HF radio waves backscattered by the sea. The variation with radio-frequency of the ratio of the amplitudes of the two Bragg lines in this spectrum shows a discontinuity occurring at a value simply related to the wind velocity. The validity of these measurements is discussed by comparison with meteorological data obtained by conventional methods.     

A two-step variational method for three-dimensional wind retrieval from single Doppler radar

Summary A two-step variational method is developed to retrieve the three-dimension wind field from single-Doppler radar observation for operational applications. The first step produces a proxy background wind field, and the second step retrieves the detailed wind structures in data dense areas on a high-resolution grid. The background field is called proxy because it is obtained in the first step by a spectral analysis of the same radial-wind observations that will be used in the second step and thus the background is not independent of the observations. In the second step, the wind retrieval is constrained by the proxy background and the advection equation of liquid water content in the cost function. Tested with a dataset collected during Meiyu front heavy rainfall on 22 July 2002 in China, the two-step approach is shown to yield the best performance in comparison with a single-step approach that uses either only the proxy background field or the retrieval without the proxy background.     

云中风和湍流的多普勒雷达探测

一、发展概况 微波多普勒雷达可以用来测量各类降水云系中的风和湍流的场结构,这是其他一般探测方法难以做到的。 多普勒雷达接收的是回波的频移信息。频移的大小正比于降水粒子相对于雷达射束的径向速度。从分布杂乱和运动着的大气降水粒子反射回来的信息往往是展宽了的多普     

风廓线雷达在高空风场分析中的应用

利用大连风廓线雷达高时空分辨率风场观测资料,统计2011年雷达站上空各层水平及垂直风速的分布特征.通过分析发现:最大水平风速通常出现在12 km上下,受高空急流的影响,各季节高空最大水平风速出现高度不同,4 km以下高空水平风速随高度的变化各月份存在一定差异,4 km以上至最大风速层,水平风速随高度的升高而增大,最大风速层以上至雷达测量的上限水平风速随高度增加先减小后增大;高空垂直风速在夏季较为明显,秋季次之,冬春季节最小;6月是全年月均垂直风速最大的月份,在500～1300 m高度层存在一个上升气流中心,平均风速大于0.6 m/s,2月各高度平均垂直风速全年最小.     

风廓线雷达风场资料质量控制初探

基于2016年2月和8月江西宜春风廓线雷达探测水平风场数据,分别利用扩展经验正交函数(EOF)分析重构法和高斯滤波法对其进行质量控制。结果发现,相比原始观测风场,EOF分析重构法和高斯滤波法均能有效过滤风廓线雷达原始风场的高频脉动。两种方法对比分析发现,对于空间尺度的瞬时扰动,EOF分析重构法质控效果优于高斯滤波法;对于时间尺度的瞬时扰动,高斯滤波法质控效果优于EOF方法。     

A method for measuring mean wind velocities in a canyon with tracer balloons

A method using balloons as tracers for measuring mean wind velocity in street canyons or mountain valleys has been developed. Tests of the method with numerical experiments showed that the method reproduced an assumed wind field quite well provided that the buoyancy component of the balloon velocity was larger than the downward velocity component of the wind. Tests of the method with measurements of wind velocity in a street canyon of downtown Chicago showed that the method yielded flow patterns quite similar to photographic results of flow visualization of phisical simulations by other investigators. However, no direct measurements of wind velocity were available for quantitative comparison.