【摘 要】
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针对X波段双线偏振雷达数据质量问题,使用北京市气象局和佛山市气象局分别部署的多部X波段双偏振雷达组建的雷达网所获得的2016年夏季(5-8月)间雷达观测资料,开展X波段双线偏振雷达数据质量控制方法研究。利用弱降水过程中性质均一、随时空变化缓慢的特征,使用较长时间观察结果沿径向或方位累积去分析地物、避雷针、旋转及俯仰关节等对偏振量的影响,并做避雷针和旋转关节质控检验和相应订正评估。此外,对强降水下X
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针对X波段双线偏振雷达数据质量问题,使用北京市气象局和佛山市气象局分别部署的多部X波段双偏振雷达组建的雷达网所获得的2016年夏季(5-8月)间雷达观测资料,开展X波段双线偏振雷达数据质量控制方法研究。利用弱降水过程中性质均一、随时空变化缓慢的特征,使用较长时间观察结果沿径向或方位累积去分析地物、避雷针、旋转及俯仰关节等对偏振量的影响,并做避雷针和旋转关节质控检验和相应订正评估。此外,对强降水下X波段双偏振雷达回波强度衰减问题,选取一段时间SA雷达和X波段双偏振雷达联合观测的相同时间相近距离处回波对数据,提出基于差分传播相位订正方法的以SA雷达观测的回波强度为标准,实验拟合确定回波强度的最优衰减订正系数、系统偏差和X波段雷达天线罩水膜损耗的方法,还相应提出对雨区衰减和系统偏差等的综合订正方法和检验流程。具体结果如下:(1)通过沿径向或方位累积方式分析各偏振参量受避雷针、旋转和俯仰关节及地物的影响,发现每根避雷针对各偏振参量的影响的方位和幅值近似一致,均在以避雷针为中心的±15°的方位范围内,ZDR增大约0.41.5 dB、Z减小约12 dBZ、ρhv减小<0.01,且均在避雷针中心处影响达到极值。旋转关节的异常会导致ZDR在水平方向上不平稳变化,而俯仰关节异常会使ZDR在高、低仰角差别较大。而地物影响距离段处ZDR、ρhv和ΦDP比Z更敏感,此处ρhv小于0.85、ZDR则低于负1 dB。(2)根据偏振参量沿方位累积的变化曲线用来订正避雷针和旋转关节的影响,可使得避雷针影响方位处ZDR增大及ρhv减小的部分得到改善与周围方位回波较为连续,同时去除了旋转关节影响后的ZDR值在0dB附近,更接近于小雨特征。(3)通过实验拟合得到,北京市2016年7月20日降水过程实验拟合的衰减系数的平均值在0.26 dB(°)-1,变化区间为0.20dB(°)-10.31 dB(°)-1。天线罩水膜损耗的实测值在理论值区间内变化,通常强降水天气时天线罩水膜损耗较雨区衰减值很小(相差1个量级)。X波段雷达反射率系统偏差随时间有波动,其中BJXCP站和BJXTZ站的系统偏差平均值为0dB、BJXSY为2 dB和BJXFS为-1dB。(4)采用动态、静态和国外固定系数的雨区衰减订正结果表明均能显著地的提升X波段雷达回波强度的订正质量(MAD、CC和SD的提升水平达到40%以上),动态方法在降水较强时能较好的完成对实时观测反射率的综合订正,静态方法能对已发生的短时长强降水数据有较好的订正效果,而用国外衰减系数做雨区衰减订正会出现订正过量或不足而影响订正效果。
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