Ka波段雷达弱降水雨量估计方法与试验

毫米波雷达适合降水云的水凝粒子的观测,设备轻便且空间分辨率和角度分辨率较高,可用于机载或星载等对有效载荷要求苛刻且关注云雨探测的应用,因而毫米波雷达在气象科学研究中备受关注。在成都地区进行了Ka波段雷达弱降水累积雨量的观测,采用了HTI(高度时间显示)观测模式,分析了雷达测量降水的方法,联合雨量计对比了Z-R关系与衰减法计算累计降水量的效果,并通过测量误差拟合调整经验参数,减小了估测误差。     

气象雷达产品可视化的设计

气象雷达是专门用于大气探测的雷达,用于警戒和预报中、小尺度天气系统[1],气象雷达产品显示系统与气象雷达产品生成系统进行数据通信,负责将雷达产品数据用二维图像,三维图像,字符以及地理信息等形式显示,并可以对显示结果进行系列的操作及控制,得到需要的产品,为相关部门提供一套精准,便捷的气象显示系统,优化天气分析工作质量。本文主要概述了气象雷达显示系统的主要功能,系统结构以及关键技术的实现方法。     

雷达风矢产品性能对比分析

在对比风廓线雷达和多普勒雷达风廓线产品两种雷达风矢产品的探测原理和产品性能的基础上,对两种雷达风矢产品在不同天气状况下的探测资料进行了对比,并寻找两者在不同天气状况下的异同点。结果表明:两种雷达风矢产品都可以获得时间分辨率较高的风矢变化过程资料,并且两者对确定低空急流、垂直风切变、涡度、冷暖平流等都有重要帮助。晴天和大降水情况下,两者差别较小,可信度较高。在小降水和系统过境时,两者差别较大,需要验证以后才可使用其所得数据。     

大气二氧化碳遥感反演精度检验及时空特征分析（可下载全文）

 利用卫星遥感探测大气二氧化碳(CO₂)浓度,相比传统的地面观测方法,具有稳定、连续、大尺度观测等诸多优点,能更好地获得全球CO₂的时空分布与变化特征。随着卫星遥感技术的发展,一系列具备大气CO₂探测能力的卫星相继发射升空,大气制图扫描成像吸收光谱仪(SCIAMACHY)、温室气体观测卫星(GOSAT)、大气红外探测仪(AIRS)等卫星传感器,已经获得了多年的全球CO₂浓度分布产品。对这些卫星资料进行对比分析,并与本底观测数据进行全球范围的长时间序列的对比验证。研究显示,3种CO₂卫星遥感产品中,SCIAMACHY数据系统性略高于本底数据,且观测范围局限性较大;GOSAT数据稳定性较好,但系统误差较大,平均低于本底数据近9ppmv;AIRS数据产品相比前两者优势突出,单月全球覆盖率达到90%左右,与本底观测数据平均误差小于2ppmv(0.5%),相关系数达到0.9以上,能够较好地反映全球大气CO₂浓度的时空特征。卫星遥感产品与本底观测资料显示,全球CO₂浓度空间分布呈现出明显的纬度分布规律与海陆分布规律,时间变化规律方面则表现出明显的季节性周期变化。     

毫米波雷达与雨滴谱仪观测弱降水的对比分析

针对毫米波雷达测量的数据需要进行验证,提出利用雨滴谱反演雷达观测量:回波强度、径向速度、速度谱宽和归一化的功率谱密度数据对比毫米波雷达在最低有效观测高度处探测弱降水数据的方法及分析毫米波雷达观测量误差来源。结果表明:2种观测仪器得到的回波强度随时间变化趋势大致相同但变化幅度差异较大,误差主要源于雷达天线的积水;径向速度由于空气的上升速度、湍流等影响使两者数值有一定差异,但是变化趋势却十分接近。速度谱宽两者结果是演变趋势和变化范围都非常接近;两者归一化功率谱值曲线随速度变化趋势相似,然而由于空气的上升速度、湍流等影响导致两者曲线出现整体平移。     

毫米波云雷达反演层云微物理参数的个例试验

为了研究层状云微物理性质,了解层云粒子分布特征,通过毫米波雷达收集的功率谱数据估算层状云中的空气湍流谱宽值,并利用雷达回波强度、多普勒速度、速度谱宽及湍流谱宽值得到层状云微物理参数反演公式。将反演得到的反射率谱与毫米波雷达实测反射率谱进行对比,发现反演的反射率谱与雷达实测反射率谱比较类似,结果验证了反演方法的合理性。研究结果表明,层云反演方法能够比较准确的反演层云微物理参数,反演结果对了解层状云微物理性质与分布特征具有一定的参考意义。     

风廓线雷达对折射率结构常数的实测分析

大气折射率结构常数（Cn2）是大气中折射率大小的体现,为了改善风廓线雷达（WPR）数据质量,提高WPR数据业务应用的可靠性,对边界层风廓线雷达近1年的实测数据采用归纳对比的方法,分析得到Cn2与温度湿度变化的关系,并总结出成都地区晴朗天气下,四季Cn2量级的变化范围,与理论推导一致.夏天10-12到10-20,春秋10-13到10-20,冬天10-14到10-21,此外,根据降水量大小不同,Cn2提升3到6个量级,获得这些定量的范围,为相关风廓线雷达产品识别提供了方法和依据.     

数字化雷达软件

以基于网卡的光纤遥控系统和有线拨号ＭＯＤＥＭ遥控系统为基础,分析了数字化雷达遥控系统的软件设计方法,给出了软件流程图。另外,介绍了ＳＶＧＡ显示卡中数字化雷达软件常用的３种显示模式,分析了在ＤＯＳ、ＷＩＮＤＯＷＳ环境下雷达图象处理软件的编制要点。     

福州SA雷达新观测模式结果对比及海浪回波识别

福州SA雷达经过调整常规观测模式采用超低仰角进行扫描,这样可以改进常规观测模式的不足,如远距离和底层探测能力、台风预警预报等,但也易受海浪回波等非气象回波的影响。这些非气象回波会对雷达定量估测降水及其他产品造成污染,所以必须进行自动识别、剔除。分别对超低仰角与常规观测模式仰角下收集到的海浪回波做特征统计分析对比,并利用常规观测模式下的海浪回披识别算法对超低仰角层下观测的海浪回波进行识别。通过特征统计分析及识别结果表明：海浪回波算法识别参数（TDBZ、SPIN、TVDBZ、MDVE）统计特征均无太大变化,利用常规模式下海浪回波识别算法能很好地识别超低仰角下的海浪回波。通过上述验证分析得出：利用常规观测模式下的海浪回波识别算法应用在超低仰角下进行识别是可行的。     

对流层折射对超视距雷达信号定位的影响

超视距雷达信号的精确定位对于提高超视距探测能力有十分重要的意义。但由于对流层中的折射效应，定位系统所测目标的仰角、距离等参量均存在一定的折射误差。主要分析对流层的折射效应对超视距雷达信号定位的影响，并且给出相应的折射误差图（仰角误差和距离误差）；此外，还针对3种不同的大气折射指数模型进行比较，得出折射误差对比图。     

多普勒雷达资料在飞机增雨作业中的应用研究

利用滨州714SDN雷达体积扫描资料、济南探空和机载PMS微物理探测资料,按降水冷云云层分布特点,选择不同Z-M关系计算降水条件下各特定层垂直积分含水量;结合天气资料及雷达速度场分布特征,分析降水云层演变特征及人工增雨播云条件,确定增雨作业时间和区域.     

基于GprMax2D的土洞数值模拟与实测研究

文章根据覆盖型岩溶塌陷区第四系内土洞的性质特点及电性特征,使用GprMax2D软件构建多个土洞模型,对土洞探测进行数值模拟,分析不同频率地质雷达波对各种土洞的响应特征,之后与实际探测剖面进行对比.研究结果表明,雷达波频率为80 MHz和200 MHz这2种主频能满足探测浅部土洞分辨率的要求,而80 MHz拥有更大探测深...     

新探测技术发展评述——气象卫星廿五周年

1960年美国航空与宇航局(NASA)的第一个泰罗斯(TIROS,由电视和红外观测卫星英文字头组成)试验卫星施放成功,开辟了一条进行全球大气探测的新路,使大气探测由过去的单点探测扩展为全球探测,由大气层内直接探测发展为空间遥感。通过廿五年的发展,气象卫星在大气科学的研究和气象业务应用中发挥了愈来愈巨大的作用。同时也由于其他新技术:例如气象雷达、激光和大气声探测、计算机、图象处理和显示技术等的迅速发展,使大气探测提高到一个前所未有的新水平,从而大大推动了气     

风廓线雷达极低信噪比信号的小波方法提取

风廓线雷达回波信号中包含的噪声不仅降低信号的质量,而且还严重影响各种相关处理算法的有效性,甚至影响雷达本身的探测能力。因此,提出高效稳健的信号提取方法对于风廓线雷达数据的有效应用起着非常重要的作用。针对风廓线雷达回波信号非常微弱导致有用信息提取困难的问题,对比分析现有3种小波滤波方法,提出一种基于连续回波相关的空域相关新算法。利用MATLAB软件进行风廓线雷达信号降噪提取的仿真实验,结果证明改进后的方法优于原空域相关滤波方法和经典风廓线雷达信号处理方法,并取得较好的去噪效果。     

上海LAP-3000边界层风廓线雷达在强对流天气预报中的应用初探

在简要介绍上海LAP-3000边界层风廓线雷达探测原理和产品生成的基础上，利用近两年来搜集的资料，分析风廓线雷达资料短时强降水、龙卷风等局地强对流天气预报中的应用。结果表明，LAP-3000边界层风廓线雷达资料时间和空间分辨率较高，能有效揭示常规天气资料难以分析的一些大气动力和热力特征，在短时强对流天气预报中有较好的业务应用前景。     

丽江市冰雹天气的红外云图和雷达回波特征分析

利用丽江市2006—2008年3—9月的25次降雹资料,分析了丽江市冰雹时空分布特征和大气环流特征。选取2008年3月22日、6月9日和9月24日发生在丽江3次冰雹天气过程的红外云图和雷达回波进行分析,结果表明：春季南支槽冰雹天气云层厚度小（类似层状云降水）且TBB值较高,冰雹云雷达回波强度弱,高度低;夏秋季节在典型环流背景下,强对流冰雹云的TBB值最低、最集中、附近强对流天气单体活动最剧烈,在雷达回波上表现为较大区域内出现有组织、相对孤立的点状回波,这些点状回波发展较快、生命史较长,通过雷达加密监测,可及时发现对流天气并及时预警。     

基于双线偏振多普勒雷达识别地物回波

地物回波的存在严重影响雷达数据质量,从而影响定量降水估测精度。双线偏振多普勒天气雷达在识别地物回波方面具有明显优势。分析了北京市气象局C波段双线偏振多普勒天气雷达探测到的降水回波和地物回波的特征,在刘黎平的模糊逻辑算法基础上选择容易区分降水回波和地物回波的特征量,加入偏振参数构成偏振模糊逻辑算法。利用2012年的"7.21特大暴雨"个例对识别效果进行分析,并与常规模糊逻辑算法识别效果对比。结果表明,加入偏振参数的模糊逻辑算法能有效识别地物回波,对地物回波识别效果有明显改善,并有效解决了过度识别零速度降水区的问题。     

激光测烟雷达探测烟气抬升的初步研究

本文分析了在山西某电厂进行的大气环境测试中用两部激光测烟雷达同时分段对210米烟囱排放的烟羽探测的资料,并对几个常用的、有代表性的烟气抬升高度计算式进行了比较分析。实测数据表明:在近中性类稳定度条件下的烟流抬升路径与“2/3次律”相近。在此基础上经验拟合出了适用于该测试地区C、D和E—F类大气稳定度条件下的烟气抬升高度计算式。     

气象雷达地物杂波抑制器

气象雷达是中小尺度天气预报的主要大气探测工具之一。地物杂波严重干扰气象回波信号的识别、影响降雨量的定量测定和雷达数据的进一步处理,本课题从经济和现役天气雷达的现状出发选用非相参三脉冲对消器来抑制地物杂波,提取气象信号。本抑制器在脉冲重复频率200Hz,天线转速3转/分,脉冲宽度2μs,波长6.6cm的713雷达上作实验,取得地物杂波抑制比大于21分贝,气象信号损失小于5分贝的结果。 本文对气象雷达地物杂波抑制器的可取方案进行简要分析,给出二脉冲和三脉冲对消器的杂波和气象信号的衰减曲线,对本课题的非相参MTI系统进行说明,最后给出外试验埸结果、分析以及今后的工作的设想。     

概述地质图空间数据库的建设

地质图空间数据库利用GIS软件建立并用两种数据格式存储。通过新一轮国土资源大调查信息项目的具体建库过程,对MAPGIS环境下实现扫描矢量化、建立数字地质图空间数据库方法提出了具体认识。