利用雷达资料对自动雨量计实时质量控制的方法研究

自动雨量计资料是对降水的直接测量,在流域面雨量计算、气候研究、气象服务等方面具有重要意义。但是,由于风力、蒸发、灌溉、校准、漏斗堵塞、机械故障、信号传输等原因往往造成其存在不同类型的系统误差和随机误差, 自动雨量计数据在定量使用前需要进行质量控制。目前,天气雷达以其高时空分辨率的优势已经成为监测降水的重要手段,本文首先采用两步校准法改善雷达估测降水,然后对雷达—雨量计对之间的差异进行统计学的分析,确定自动雨量计质量控制的一些标准,从而对雨量计进行质量控制。最后用两个降水过程对自动雨量计质量控制的结果进行了检验,结果表明:两步校准法改善了雷达估测降水的系统性偏差,并减小了雨量计站点上的相对误差;可以利用雷达估测降水实现对自动雨量计的实时质量控制,就整个数据集而言,约0.1%的数据被怀疑为误判,误判的自动雨量计主要位于雨带的边缘。但该质量控制算法同时也存在一定的局限性:在雨带的边缘或没有天气雷达覆盖的区域,以及雷达资料存在数据质量问题的情况下,往往会造成对雨量计的误判。     

CINRAD／SA新一代天气雷达RHI／PPI扫描模式设计

中国新一代天气雷达CINRAD／SA，是以美国下一代天气雷达NEXRAD WSR-88D技术为基础进行研发的。由于NEXRAD雷达只支持体积扫描工作方式，需要对CINRAD／SA雷达系统进行改造，以实现RHI／PPI扫描工作方式。对CINRAD／SA雷达RHI／PPI扫描模式的系统设计和实现方法进行了讨论。     

CINRAD/SA雷达天线的辐射特性分析及其支持双线偏振升级的可行性研究

文中较全面地测量了CINRAD/SA天线的水平和垂直共极化和交叉极化辐射数据,分析了CINRAD/SA天线的主瓣、旁瓣、交叉极化电平等天线辐射特性,并与美国WSR-88D雷达双线偏振改造前后的辐射特性进行了比较,提出了CINRAD/SA双线偏振升级后降低旁瓣电平的几个措施,讨论了同时发射和同时接收双线偏振收发体制下,由天线水平和垂直偏振辐射不均衡产生的ZDR误差和偏振交叉耦合项ICPR值。结果表明:(1)CINRAD/SA雷达天线具有较好的辐射性能,主瓣波束较均匀,旁瓣和交叉极化电平优于设计指标值;(2)CINRAD/SA的天线辐射性能接近于WSR-88D,CINRAD/SA天线经调整后旁瓣电平应可以满足双线偏振升级要求;(3)ZDR误差和ICPR值足够小且在统计误差范围内,能满足CINRAD/SA双线偏振改造对测量精度的要求;(4)现用天线的辐射性能可支持CINRAD/SA双线偏振升级。文中还讨论了天线馈源支撑杆对辐射特性的影响,建议CI NRAD/SA天线的偏振改造仍采用三杆支撑方式,由此产生的水平和垂直偏振与高旁瓣脊间的不匹配,可计入系统误差,通过定标予以消除。关键词:CI NRAD/SA,雷达天线,辐射特性,双线偏振。     

质心法雷达回波外推的原理及应用

介绍了多普勒雷达原始数据的格式,并通过计算机对两个相邻时次的雷达回波进行自动外推,实现了雷达回波外推的自动化和客观化。在2004年5月~2005年9月的应用中,这种方法对回波的移向、移速外推结果和实况基本吻合。     

风廓线仪探测降水云体结构方法的研究

风廓线仪用于探测大气三维风的分布，当有降水出现时，受雨滴下降末速度的影响，不能直接得到大气的真实风在垂直方向上随时间的演变。风廓线仪与多普勒天气雷达都是采用脉冲多普勒体制，因此对于有降水时的风廓线仪资料，通过雷达气象方程能够获取探测空间附近的降水回波强度垂直剖面结构、云中降水含水量以及测站上空雨滴下降的平均多普勒速度；同时利用雨滴下降的平均多普勒速度对风廓线仪垂直观测资料进行修正，可以得到降水云体中三维风随高度分布的演变。     

使用地质雷达探测水库地下防渗墙

以地质雷达在大站水库防渗墙位置探测的实例,探讨了地质雷达在水利工程勘察中的应用。     

探地雷达在岩土工程勘察中的应用

探地雷达是利用超高频脉冲电磁波探测地下介质分布的一种地球物理勘探方法,由于其具有高效率、高分辨率、高准确率等特征,在浅层岩土工程勘察中应用越来越广泛。以国道G110改造工程勘察为例,介绍探地雷达在岩土工程勘察中的应用,对于确定断层的深部展布状况和花岗岩囊状风化界面起到了重要作用,给勘探孔之间地质体的推断解释提供了科学依据。     

基于SMS的多普勒天气雷达故障报警系统设计

系统设计了一个基于GSM MODEN的短信服务平台。对短信的编码方式、PDU格式等关键技术进行了分析,并用VB语言给出了用AT指令控制下的短信发送流程及相关算法代码。系统采用事件驱动机制,利用定时器进行实时数据的采集、处理及控制,实现了基于GSM的多普勒天气雷达故障短信报警系统设计。     

基于梯度提升决策树模型的Sentinel-1图像浅海水深反演

利用合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar, SAR)反演浅海水深在海洋遥感中极具挑战性。本文采用梯度提升决策树(Gradient Boosting Decision Tree, GBDT)为核心的机器学习算法, 使用Sentinel-1、全球水深数据、风场和流场数据来反演杭州湾和长江口南缘相连的浅海区域的水深。首先分析反演的最佳风速和迭代次数, 再对0~10 m、10~20 m、20~30 m、30~40 m、40~50 m的分段水深和0~10 m、0~20 m、0~30 m、0~40 m、0~50 m的总体水深用相关系数、均方根误差和平均绝对误差进行精度评价, 最后分析反演水深的空间分布特征。结果表明: 反演的最佳风速约为3.78 m/s, 并且GBDT模型达到最佳精度时的迭代次数远小于其他模型, 最佳迭代次数为4。分段水深中, 40 m以内的相关系数都高于0.8, 其中以10~20 m的相关系数最高, 为0.9; 40~50 m则最低, 为0.73。40~50 m的平均绝对误差和均方根误差均为最大, 分别为1.89 m和2.24 m, 20~30 m的平均绝对误差和均方根误差均为最小, 分别为0.75 m和0.96 m。在总体水深中, 虽然随水深区间的扩大, 相关系数会逐渐增加, 但是平均绝对误差和均方根误差的精度都随水深区间的扩大而下降, 且在0~50 m区间内的平均绝对误差和均方根误差最大, 分别为1.06 m和1.59 m, 因此反演的最佳区间为0~40 m。该区域的水深从杭州湾海岸线开始由浅及深阶梯增加, 反演结果能够较好的表现研究区内的实际水深分布情况, 比较符合当前区域的水下地形特征。     

阿克苏地区西部冰雹天气雷达回波演变特征分析

利用2009—2020年阿克苏地区西部6县市中国气象局灾情直报、地面观测、阿克苏多普勒雷达资料，分析阿克苏雷达监测覆盖区冰雹天气时空分布及雹云雷达回波演变特征，结果表明：（1）2009—2020年共出现211站次冰雹，2011年最多，28站次；高发期为5—8月，6月冰雹频次最高；日变化峰值在16—19时。（2）雹云单体最强反射率因子均≥52 dBZ，回波顶高高于8 km，垂直累积液态水含量跃增达4.47 kg/m2及以上且垂直累积液态水含量最大值大于10.0 kg/m 2时雷暴单体发展为雹暴的可能性极大。超级单体雹暴反射率因子、回波顶高、VILmax统计指标均高于多单体和普通单体雹暴。（3）普通单体风暴多初生于乌什县、温宿县北部沿山一带；多单体雹云多初生于乌什县西部南部、温宿县北部沿山一带，乌什县境内最多；超级单体雹云多初生于温宿县。回波单体移动大多以西北-东南路径为主。（4）雹云回波发展初期往往伴随着第一次爆发式增长：反射率因子增大、回波顶升高、VIL跃增，超级单体雹暴表现更为明显，降雹时刻伴随着再一次爆发式增长。VIL急剧增大或急剧减少与降雹开始和结束关系最为密切。（5）超级单体雹暴维持时间和整体生命史均较多单体雹暴和普通单体雹暴时间长；多单体风暴需要较长的酝酿时间且影响区域较大。