雙偏振雷達(dá)和雙頻測(cè)雨雷達(dá)反射率因子對(duì)比
發(fā)布時(shí)間:2021-06-21 12:32
為了研究星載測(cè)雨雷達(dá)和地基雷達(dá)探測(cè)數(shù)據(jù)存在差異的本質(zhì)原因,將GPM(Global Precipitation Measurement Mission)星載雙頻測(cè)雨雷達(dá)(dual-frequency precipitation radar,DPR)和南京信息工程大學(xué)C波段雙偏振雷達(dá)(CDP)的反射率因子進(jìn)行時(shí)空匹配,并基于水凝物分類定量分析兩者探測(cè)的相似性和差異性。結(jié)果表明:GPM DPR與CDP探測(cè)的反射率因子整體一致性較好,經(jīng)過衰減訂正和波段修正,兩者的相關(guān)系數(shù)約為0.86,達(dá)到0.001顯著性水平,均方根誤差約為3.33 dB;赥-矩陣法擬合C和Ku波段探測(cè)不同水凝物等效反射率因子的波段修正公式,在衰減訂正基礎(chǔ)上針對(duì)不同水凝物類型的回波進(jìn)行波段修正,二者探測(cè)濕雪、霰、大滴和中雨回波的相關(guān)性較好;受干雪幾何形狀影響,探測(cè)干雪回波的相關(guān)性較低;探測(cè)大雨和冰晶回波的相關(guān)性較差。DPR中NS和HS模式探測(cè)存在差異,DPR NS模式對(duì)強(qiáng)回波敏感,而DPR HS模式對(duì)弱回波敏感。
【文章來源】:應(yīng)用氣象學(xué)報(bào). 2020,31(05)北大核心CSCD
【文章頁(yè)數(shù)】:12 頁(yè)
【部分圖文】:
圖1?DPR和GR反射率因子對(duì)比散點(diǎn)及差異散點(diǎn)??Fig.?1?Scatter?plot?and?difference?scatter?plot?of?reflectivity?factor?
第5期??蔣銀豐等:雙偏振雷達(dá)和雙頻測(cè)雨雷達(dá)反射率因子對(duì)比??613??0.9??0.8??0.4??00??協(xié)相關(guān)系數(shù)??150?-100??50?0?50??x/km??dBZ??-50?0?50?100??Vkm??-100??-150??反射率因子??-150?-100??-150??水凝物識(shí)別??-150??-100??-50??-100??-50?0?50?100?150??x/km??雨雹混合物??大雨??中雨??大滴??I霰??冰晶??濕雪??干雪??生物雜波??地物雜波??3.4。??差分反射率??150?-100??-100??x/km??3.4??00??協(xié)相關(guān)系數(shù)??-150?-100??-50?0?50??Vkm??-0.9??-0.8??10.7??0.6??0.5??0.4??0.3??0.2??0.1??■〇?_15〇^M??-50??3.4??-150?-100??-50?0?50??x/km??雨雹混合物??大雨??中雨??大滴??霰??冰晶??濕雪??干雪??生物雜波??地物雜波??續(xù)圖2??吻合,表明水凝物識(shí)別情況較好。??2波段修E??對(duì)DPR?NS.模式和衰減訂正廢CDP探測(cè)本詞??水凝物回彼的差#進(jìn)行波段修正。莫中,干雪的狡??段修芷公式適JS于干雪和霰涵雪的波段修E?公式??適用于濕雪和雨審混合物,水的彼段修正公式適用??
616??應(yīng)用氣象學(xué)報(bào)??第31卷??10??2U?30?40??反射率因子/dBZ??50??60??10??20?30?40??反射率因子/dBZ??50??60??20??20??30?40?50??DPR?NS模式反射率因子/dBZ??60??°0??10??20?30?40??反射率因子/dBZ??50??60??續(xù)圖4??何形狀使Mie散射模擬結(jié)果與實(shí)際情況不同[7],導(dǎo)??致波段修正的訂正量偏校冰晶回波的相關(guān)系數(shù)較??低,由圖4可見,DPR?NS模式探測(cè)的冰晶回波遠(yuǎn)大??于CDP,這是因?yàn)楸б话阄挥诹愣葘恿翈е希??GR有效照射體積充塞不足,探測(cè)遠(yuǎn)距離處回波的??準(zhǔn)確性難以保證,使得GR探測(cè)的反射率因子偏校??探測(cè)大雨回波的相關(guān)性較差,由大雨回波的概率密??度可見,CDP探測(cè)的大雨回波均大于40?dBZ,而??DPR?NS模式探測(cè)的大雨回波中有一部分小于??40?dBZ,表明DPR?NS模式探測(cè)大雨回波時(shí)存在低??估,與Liao等[27]研究的結(jié)果一致;此外,大雨回波??的點(diǎn)數(shù)過少,數(shù)據(jù)缺少代表性,對(duì)大雨回波的差異分??析也有一定影響?傮w而言,經(jīng)過波段修正后二者??匹配情況進(jìn)一步改善,相關(guān)系數(shù)提高至〇.?86,均方??根誤差減小至3.?33?dB,整體回波得到較好的訂正,??干雪、冰晶與大雨回波對(duì)二者匹配情況影響較大。??波段修正的訂正量小于衰減訂正的訂正量,衰減是??影響匹配情況的主要因素,波段修正在衰減訂正基??礎(chǔ)上進(jìn)一步改善匹配情況。??大雨?r=一0.3424??/??=7.8624??.Vpointe??32??oo??0S??o
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]GPM DPR雷達(dá)聯(lián)合地面S波段雷達(dá)反演雨滴譜[J]. 陳新濤,劉曉陽. 北京大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2019(02)
[2]GPM/DPR雷達(dá)與CINRAD雷達(dá)降水探測(cè)對(duì)比[J]. 劉曉陽,李郝,何平,李丹楊,鄭媛媛. 應(yīng)用氣象學(xué)報(bào). 2018(06)
[3]基于TRMM/PR的長(zhǎng)江下游地基雷達(dá)一致性訂正[J]. 楚志剛,許丹,王振會(huì),韓靜,費(fèi)海燕. 應(yīng)用氣象學(xué)報(bào). 2018(03)
[4]云底高度的地基毫米波云雷達(dá)觀測(cè)及其對(duì)比[J]. 唐英杰,馬舒慶,楊玲,陶法,李思騰,謝成華,唐凡潔. 應(yīng)用氣象學(xué)報(bào). 2015(06)
[5]青藏高原地區(qū)TRMM PR地面降雨率的修正[J]. 李嘉睿,盧乃錳,谷松巖. 應(yīng)用氣象學(xué)報(bào). 2015(05)
[6]星載雷達(dá)與地基雷達(dá)數(shù)據(jù)的個(gè)例對(duì)比分析[J]. 王振會(huì),李圣殷,戴建華,李南. 高原氣象. 2015(03)
[7]同化雷達(dá)估算降水率對(duì)暴雨預(yù)報(bào)的影響[J]. 高郁東,萬齊林,薛紀(jì)善,丁偉鈺,李昊睿,張誠(chéng)忠,黃燕燕. 應(yīng)用氣象學(xué)報(bào). 2015(01)
[8]中國(guó)星載降水測(cè)量雷達(dá)首次校飛試驗(yàn)——雷達(dá)性能指標(biāo)分析[J]. 商建,楊虎,尹紅剛,吳瓊,郭楊. 遙感學(xué)報(bào). 2012(03)
[9]雷達(dá)與雨量計(jì)聯(lián)合估測(cè)降水的相關(guān)性分析[J]. 東高紅,劉黎平. 應(yīng)用氣象學(xué)報(bào). 2012(01)
[10]風(fēng)廓線雷達(dá)探測(cè)降水過程的初步研究[J]. 何平,朱小燕,阮征,吳蕾,楊馨蕊,馬舒慶. 應(yīng)用氣象學(xué)報(bào). 2009(04)
碩士論文
[1]NUIST-C波段雙線偏振多普勒雷達(dá)資料質(zhì)量控制及回波特征分析[D]. 姚曉娟.南京信息工程大學(xué) 2016
本文編號(hào):3240683
【文章來源】:應(yīng)用氣象學(xué)報(bào). 2020,31(05)北大核心CSCD
【文章頁(yè)數(shù)】:12 頁(yè)
【部分圖文】:
圖1?DPR和GR反射率因子對(duì)比散點(diǎn)及差異散點(diǎn)??Fig.?1?Scatter?plot?and?difference?scatter?plot?of?reflectivity?factor?
第5期??蔣銀豐等:雙偏振雷達(dá)和雙頻測(cè)雨雷達(dá)反射率因子對(duì)比??613??0.9??0.8??0.4??00??協(xié)相關(guān)系數(shù)??150?-100??50?0?50??x/km??dBZ??-50?0?50?100??Vkm??-100??-150??反射率因子??-150?-100??-150??水凝物識(shí)別??-150??-100??-50??-100??-50?0?50?100?150??x/km??雨雹混合物??大雨??中雨??大滴??I霰??冰晶??濕雪??干雪??生物雜波??地物雜波??3.4。??差分反射率??150?-100??-100??x/km??3.4??00??協(xié)相關(guān)系數(shù)??-150?-100??-50?0?50??Vkm??-0.9??-0.8??10.7??0.6??0.5??0.4??0.3??0.2??0.1??■〇?_15〇^M??-50??3.4??-150?-100??-50?0?50??x/km??雨雹混合物??大雨??中雨??大滴??霰??冰晶??濕雪??干雪??生物雜波??地物雜波??續(xù)圖2??吻合,表明水凝物識(shí)別情況較好。??2波段修E??對(duì)DPR?NS.模式和衰減訂正廢CDP探測(cè)本詞??水凝物回彼的差#進(jìn)行波段修正。莫中,干雪的狡??段修芷公式適JS于干雪和霰涵雪的波段修E?公式??適用于濕雪和雨審混合物,水的彼段修正公式適用??
616??應(yīng)用氣象學(xué)報(bào)??第31卷??10??2U?30?40??反射率因子/dBZ??50??60??10??20?30?40??反射率因子/dBZ??50??60??20??20??30?40?50??DPR?NS模式反射率因子/dBZ??60??°0??10??20?30?40??反射率因子/dBZ??50??60??續(xù)圖4??何形狀使Mie散射模擬結(jié)果與實(shí)際情況不同[7],導(dǎo)??致波段修正的訂正量偏校冰晶回波的相關(guān)系數(shù)較??低,由圖4可見,DPR?NS模式探測(cè)的冰晶回波遠(yuǎn)大??于CDP,這是因?yàn)楸б话阄挥诹愣葘恿翈е希??GR有效照射體積充塞不足,探測(cè)遠(yuǎn)距離處回波的??準(zhǔn)確性難以保證,使得GR探測(cè)的反射率因子偏校??探測(cè)大雨回波的相關(guān)性較差,由大雨回波的概率密??度可見,CDP探測(cè)的大雨回波均大于40?dBZ,而??DPR?NS模式探測(cè)的大雨回波中有一部分小于??40?dBZ,表明DPR?NS模式探測(cè)大雨回波時(shí)存在低??估,與Liao等[27]研究的結(jié)果一致;此外,大雨回波??的點(diǎn)數(shù)過少,數(shù)據(jù)缺少代表性,對(duì)大雨回波的差異分??析也有一定影響?傮w而言,經(jīng)過波段修正后二者??匹配情況進(jìn)一步改善,相關(guān)系數(shù)提高至〇.?86,均方??根誤差減小至3.?33?dB,整體回波得到較好的訂正,??干雪、冰晶與大雨回波對(duì)二者匹配情況影響較大。??波段修正的訂正量小于衰減訂正的訂正量,衰減是??影響匹配情況的主要因素,波段修正在衰減訂正基??礎(chǔ)上進(jìn)一步改善匹配情況。??大雨?r=一0.3424??/??=7.8624??.Vpointe??32??oo??0S??o
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]GPM DPR雷達(dá)聯(lián)合地面S波段雷達(dá)反演雨滴譜[J]. 陳新濤,劉曉陽. 北京大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2019(02)
[2]GPM/DPR雷達(dá)與CINRAD雷達(dá)降水探測(cè)對(duì)比[J]. 劉曉陽,李郝,何平,李丹楊,鄭媛媛. 應(yīng)用氣象學(xué)報(bào). 2018(06)
[3]基于TRMM/PR的長(zhǎng)江下游地基雷達(dá)一致性訂正[J]. 楚志剛,許丹,王振會(huì),韓靜,費(fèi)海燕. 應(yīng)用氣象學(xué)報(bào). 2018(03)
[4]云底高度的地基毫米波云雷達(dá)觀測(cè)及其對(duì)比[J]. 唐英杰,馬舒慶,楊玲,陶法,李思騰,謝成華,唐凡潔. 應(yīng)用氣象學(xué)報(bào). 2015(06)
[5]青藏高原地區(qū)TRMM PR地面降雨率的修正[J]. 李嘉睿,盧乃錳,谷松巖. 應(yīng)用氣象學(xué)報(bào). 2015(05)
[6]星載雷達(dá)與地基雷達(dá)數(shù)據(jù)的個(gè)例對(duì)比分析[J]. 王振會(huì),李圣殷,戴建華,李南. 高原氣象. 2015(03)
[7]同化雷達(dá)估算降水率對(duì)暴雨預(yù)報(bào)的影響[J]. 高郁東,萬齊林,薛紀(jì)善,丁偉鈺,李昊睿,張誠(chéng)忠,黃燕燕. 應(yīng)用氣象學(xué)報(bào). 2015(01)
[8]中國(guó)星載降水測(cè)量雷達(dá)首次校飛試驗(yàn)——雷達(dá)性能指標(biāo)分析[J]. 商建,楊虎,尹紅剛,吳瓊,郭楊. 遙感學(xué)報(bào). 2012(03)
[9]雷達(dá)與雨量計(jì)聯(lián)合估測(cè)降水的相關(guān)性分析[J]. 東高紅,劉黎平. 應(yīng)用氣象學(xué)報(bào). 2012(01)
[10]風(fēng)廓線雷達(dá)探測(cè)降水過程的初步研究[J]. 何平,朱小燕,阮征,吳蕾,楊馨蕊,馬舒慶. 應(yīng)用氣象學(xué)報(bào). 2009(04)
碩士論文
[1]NUIST-C波段雙線偏振多普勒雷達(dá)資料質(zhì)量控制及回波特征分析[D]. 姚曉娟.南京信息工程大學(xué) 2016
本文編號(hào):3240683
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