WSR-88D多普勒天气雷达冰雹探测算法及评价

详细介绍了ＷＳＲ－８８Ｄ多普勒天气雷达冰雹探测算法的设计,使用,并进一步分析该算法存在的优点和不中,最后,指出业务运行中改进的使用步骤和方法,有效地提高了ＷＳＲ－８８Ｄ多普勒天气雷达探测,预报冰雹的能力。     

上海WSR-88D雷达故障诊断和分析

上海市气象局于1997年从美国引进了一部多普勒天气雷达WSR-88D,该雷达采用24 h连续工作的方式投入日常的业务运行,在天气探测和气象服务中发挥了重要作用。在多年的运行过程中,该雷达也出现了各种不同类型的故障,有些重要故障直接导致了雷达的停机,给气象服务带来了一定影响。文章介绍和总结了该雷达出现的一些主要故障,这些故障集中在雷达发射机部分的射频驱动器、聚焦线圈电源、触发放大器、调制器、后充电调整器等部件上。通过对这些部件的功能和工作原理的分析,详细介绍了分析和排除这些故障的关键技术。     

Nexrad:下一代天气雷达(WSR-88D)

Nexrad是正开始在美国全国布网的下一代天气雷达,能提供反射率和径向速度数据,可用于精确、及时地对强烈天气和水文测量提供警报。回波反射率大的动态范围和地物杂波抑制的极高要求是雷达设计中要着重解决的。已经确证该雷达在50km处体反射率检测能力为0.37×10~(-12)m~2/m~3(—8dBZ);天线旁瓣为—29dB,在10°之上可逐渐达到—40dB;扫描时固定地物杂波抑制为54dB;动态范围为95dB。该雷达设计成能远程自动操作,可将回波反射率、平均径向速度和频谱宽度这些基本数据传送到产品生成处理器,在其中由天气轨迹、强烈天气和降水量算法生成显示产品,并通过窄频带线路分配给多用户。     

WSR-88D雷达降水产品的优化

研究了WSR 88D降水处理系统的质量控制步骤 ,并通过对降水预处理算法、降水率算法、降水累积算法、降水订正算法的深入了解 ,根据本地区的地理、气候特征和本站的条件、业务需求等进行了各种降水可调参数的研究和设置 ,以期获得可能的最好降水估测。该研究通过优化WSR 88D的降水产品 ,改进了降水处理系统的降水测量精度 ,对目前全国布网的新一代雷达应用有一定的参考应用价值。     

一次冰雹天气的WSR-88D双偏振雷达特征分析

受高空冷空气和低空切变线共同影响,2015年4月28日,一次长生命史冰雹强风暴袭击了上海西南部地区,位于南汇的WSR-88D双偏振雷达在可视范围内进行了全程监测。利用天气图资料和双偏振雷达资料,分析了这次风暴形态的时间演变和双偏振特征。分析结果表明,强风暴中心水平反射率因子普遍超过60 dBZ,发展高度超过了15 km,中下层出现了有界弱回波区和钩状回波,径向速度图上还出现了中气旋;风暴发展旺盛时段出现了明显的"非均匀波束充塞"现象,风暴中心附近中底层出现了低差分反射率的冰雹信号(差分反射率洞)、高差分反射率弧(超过4.0 dB)、高比差分相位脚(超过4°·km~(-1))和低相关系数区(低至0.8),强烈的上升气流区将低层液态水和各种降水粒子带到高层,导致高层出现了差分反射率柱和比差分相位柱,高度伸展到了-20℃层以上,并与较低的相关系数(0.9左右)相对应,以上各种特征证明了冰雹的存在。最后,在强风暴传统概念模型的基础上,根据双偏振特征,归纳出了这次风暴的概念模型,给出了各种典型特征的水平和垂直位置关系,并根据传统的动力模型,分析了其形成的物理基础。与他人研究结果有所不同的是,本个例的低层高差分反射率弧的范围从风暴中心的前部扩展到相邻的弱回波区。     

多普勒天气雷达数据管理及运行保障系统

围绕多普勒天气雷达运行中存在的突出问题,开发了"新一代天气雷达基数据管理系统"、"新一代天气雷达二次产品浏览系统"、"新一代天气雷达远程终端监控系统"3个子系统,分别运行于不同的雷达终端上,实现了雷达基数据压缩管理、二次产品共享浏览、远程终端监控等功能。每个子系统均为一个特定的任务设计,针对性强,解决了该领域的突出问题。系统使用多项成熟的软件开发技术,涉及到软件开发的诸多方面。多线程、目录监控、远程控制、图像缓存、内存文件传输等核心技术的使用,确保了系统的稳定和高效运行。     

上海南汇WSR-88D双偏振天气雷达的生物 回波识别与分析

为识别我国新一代天气雷达的生物回波,研究长江中下游地区天气雷达观测到的生物迁飞发生发展规律,选取上海南汇WSR-88D双偏振天气雷达2018年春季的观测数据,应用反射率因子Z、双程差分相位Φ_(DP)、0延迟相关系数ρ_(HV)等雷达物理量和反射率因子纹理SD(Z)、差分相位纹理SD(Φ_(DP))等反映观测值小尺度数值变化的参量,用Python语言设计基于模糊逻辑算法的雷达回波分类程序识别生物回波,识别结果以生物回波采样点的生成时间(世界时)为横坐标,分析了2018年春季上海南汇天气雷达生物回波识别结果的日变化特点,讨论了降水、风及温度等气象条件对生物迁飞的影响。结果表明,S波段天气雷达无法分辨生物单体,但在春季有大规模生物迁飞的时段能够对昆虫成层定向迁飞的现象进行有效识别,3月生物迁飞活动强度较弱,4月和5月回波强度显著增强。地物回波(超折射回波)在雷达低仰角观测中,对有效识别生物迁飞回波尤其具有阻碍性。为此,在原有算法的基础上,用标准化频率直方图对迁飞现象明显时段的数据中生物回波点的以上4个变量观测值进行概率统计,揭示生物回波与地物(超折射)回波雷达物理量之间的差异。     

上海青浦CINRAD/SAD雷达和南汇WSR-88D雷达数据对比分析

上海青浦CINRAD/SAD雷达和南汇WSR 88D雷达型号不同,并且采用不同的双偏振技术升级方案,实际业务运行中2部雷达存在一定的数据偏差。为了对雷达的探测性能进行定量评估,在共同探测区域遴选2022年7—9月及2023年6月共30个过程3933个时次数据,以稳定性降水与对流性降水分类并按强度分级进行对比,评估了反射率因子ZH,差分反射率ZDR,相关系数CC和差分传播相移ΦDP的水平分布特征及随方位变化趋势,雷达灵敏度随仰角变化趋势以及ZH和ZDR偏差的定量统计。结果表明：2部雷达ZH的观测结果接近,青浦CINRAD/SAD雷达的ZH,CC和ΦDP受地物及避雷针影响较大,随方位变化不稳定,青浦CINRAD/SAD雷达在低层的非气象回波滤除效果较南汇WSR 88D雷达差。2部雷达ZH和ZDR的偏差在ZH大于40 dBz的区域较大,ZH平均偏差为0.9 dB,ZDR为-0.14 dB。本文基于台风、冰雹、短时强降水和梅雨降水数据,定量化评估了上海2部S波段双偏振天气雷达数据之间的差异,为后续算法改进以及数据订正提供参考。     

云南省新一代天气雷达防雷设计施工及运行情况

云南省2000年12月—2011年12月投入业务运行的7部C波段新一代多普勒天气雷达系统,是我国今后相当长时间气象防灾减灾工作的骨干业务天气雷达,也是我国灾害性天气监测网的重要组成部分。然而,云南地处低纬高原地带,年平均雷暴日在45.7～111.5 d/a之间,属于典型的高雷暴和强雷暴区域,为了保障这些天气雷达的正常运行,云南省雷电中心承担了各站的防雷工程设计和施工管理工作,经过几年来业务运行,全省7部天气雷达目前运行状态稳定,各项功能正常。该文介绍了云南新一代天气雷达站防雷工程设计施工及运行情况。     

WSR-88D冰雹探测算法在贵州地区的评估检验

通过制定一定的规则,使用贵州504个防雹炮点的冰雹观测资料及2005,2006年贵阳雷达站8次冰雹过程观测资料,使用时间窗方法间接地将风暴单体与降雹记录相联系,建立了冰雹算法校验数据库,并对降雹校验数据库的数据进行统计分析,应用探测概率、虚警率、临界成功指数来检验冰雹探测算法。强冰雹概率 (POSH) 的强冰雹探测算法的总体评估结果表明:当POSH算法的强冰雹预警阈值为30%时,在贵州地区获得最高的临界成功指数评分,但这个阈值在每次强冰雹预警时并不是都获得最佳结果。强冰雹预警阈值选择模式 (WTSM,即根据冻结层高度动态选择每天强冰雹指数的预警阈值) 在不同地区气候状况下的差异,是导致缺省的POSH算法在贵州地区应用不佳的最主要原因,这也说明对冰雹探测算法的局地性适用评估非常必要。通过对WTSM的调整,改进了原来的POSH算法。     

利用CINRAD WSR-98D探测夏季对流云特征

利用南昌CINRAD WSR-98D多普勒雷达,对2002-2003年夏季36个对流云天气过程连续观测基础上,选取有代表性观测个例及不同层次、不同时刻回波产品资料,分析夏季对流云结构特征。结果表明,对流云回波基本反射率面积值为11．18×109 m2;组合反射率面积值为19．85×109 m2;对流云回波顶高平均10．71 km,最大顶高15．11 km,回波顶高面积值为7．71×109m2。分析结果可为江西范围内的人工增雨作业提供科学依据。     

新一代多普勒天气雷达远程诊断控制管理方案研究

随着中国新一代多普勒天气雷达网大规模快速建设和发展,传统的维护和技术支持方式已经不能满足需要,探索经济、实用、高效的远程维护手段和方法日趋必要。鉴于雷达系统硬件设备的维护只能在现场进行,文章探讨雷达软件系统的远程维护诊断的可行性,分析雷达软件系统远程实时诊断监控管理方案。雷达软件系统远程实时诊断监控可为雷达系统维护人员,特别是为雷达软件系统技术人员直接提供远程诊断和控制支持。     

提高新一代多普勒天气雷达产品数据质量的途径与方法

简要介绍和探讨利用CINRAD/SA/SB/CA/CB系列(统称WSR-98D)最新Build 10雷达软件系统提高气象产品数据质量的几种途径与具体实用方法,主要包括:生成正确的地物杂波滤波控制图,对速度数据进行退模糊处理,考虑地理地形环境对降水产品质量的影响,用实际测量降水数据对雷达估测降水产品进行调整和订正,正确设置使用局地环境数据。     

WSR-88D常规产品集(RPS)的设置

ＷＳＲ－８８Ｄ多普勒天气雷达拥有７０余种产品（包括基本产品和导出产品）,大大提高了对天气现象的探测和预报能力。由于通讯、资料处理与存储等限制,在主用户处理单元（ＰＵＰ）上只能同时获取部分产品。对于不同的天气类型、现象及其不同的落区,各种产品组合的选定显得十分重要。常规产品集（ＲＰＳ）在ＷＳＲ－８８Ｄ的产品生成与分发中起了重要作用,本文对ＲＰＳ的设置作了分析和研究,提出针对不同情况的设置原理方案,并结合上海地区特点给出了实例     

WSR-88D常规产品集(RPS)的设置

ＷＳＲ－８８Ｄ多普勒天气雷达拥有７０余种产品,大大提高对天气现象的探测和预报能力。由于通讯,资料处理与存储等限制,在主用户处理单元上只能同时获取部分产品,对于不同的天气类型,现象及其不同的落区,各种产品组合的选定显得十分重要。常规产品集在ＷＳＲ－８８Ｄ的产品生成与分发中起了重要作用,本文对ＲＰＳ的设置作了分析和研究,提出针对不同情况的设置原理方案,并结合上海地区特点给出了实例。