Operational Evaluation of the Quantitative Precipitation Estimation by a CINRAD-SA Dual Polarization Radar System

In this paper,a quantitative precipitation estimation based on the hydrometeor classification(HCA-QPE)algorithm was proposed for the first operational S band dual-polarization radar upgraded from the CINRAD/SA radar of China.The HCA-QPE algorithm,localized Colorado State University-Hydrometeor Identification of Rainfall(CSUHIDRO)algorithm,the Joint Polarization Experiment(JPOLE)algorithm,and the dynamic Z-R relationships based on variational correction QPE(DRVC-QPE)algorithm were evaluated with the rainfall events from March 1 to October 30,2017 in Guangdong Province.The results indicated that even though the HCA-QPE algorithm did not use the observed rainfall data for correction,its estimation accuracy was better than that of the DRVC-QPE algorithm when the rainfall rate was greater than 5 mm h-1;and the stronger the rainfall intensity,the greater the QPE improvement.Besides,the HCA-QPE algorithm worked better than the localized CSU-HIDRO and JPOLE algorithms.This study preliminarily evaluated the improved accuracy of QPE by a dual-polarization radar system modified from CINRAD-SA radar.

基于雨滴谱参数反演的C波段双偏振雷达降水类型分类方法

降水类型分类对分析区域降水微物理特征、多源降水融合误差模型的构建以及雷达定量测量降水估计等都很重要。本文基于2015~2016年南京信息工程大学C波段双偏振雷达数据和南京地区滴谱仪观测资料,提出一种适用于南京地区的雷达降水类型分类方法,并对降水类型分类结果进行对比验证。首先,基于滴谱仪降雨率时序数据、地基雷达反射率因子平面位置显示数据和地基雷达反射率因子时间—高度显示数据,筛选出36次典型层状和对流降水过程。随后,统计3个滴谱仪站点典型层状(对流)降水的雨滴谱(DSD)参数,拟合得到适用于南京地区的降水类型分类线。将基于滴谱数据统计拟合的分类线应用于基于变分法反演的地基雷达DSD参数,进行地基雷达降水类型分类。根据典型层状(对流)过程降水类型分离指数的时间—高度分布,并对比星载双频测雨雷达(DPR)降水分类产品,对分类效果进行验证。最后,将分类结果应用于雷达分类定量降水估计,进一步说明降水分类的应用效果。结果表明,南京地区3个滴谱仪站点的拟合分类线非常一致,3个站点的典型层状(对流)过程均能够很好地分离在分类线两侧;与DPR降水分类产品进行对比分析,发现南京地区分类线的分类效果相对于其他典型降水分类方法,对层状和对流降水的识别率整体最高,分别为84.56%和72.64%;基于降水分类的雷达定量降水估计的测雨精度均优于未分类的测雨公式,且基于差分传播相移率的测雨公式[R(KDP)]在四种分类测雨公式中整体性能最优,基于水平反射率因子的测雨公式[R(ZH)]在层状云降水反演中性能最优,基于差分传播相移率的测雨公式[R(KDP)]在对流云降水反演中性能最优,基于水平反射率因子和差分反射率的测雨公式[R(ZH,ZDR)]对原有总体测雨公式降水精度的提升最为明显。

双线偏振雷达和相控阵天气雷达技术的发展和应用

分析了美国下一代天气雷达WSR-88D的偏振技术升级改造进展情况、以及相控阵天气雷达的发展现状,讨论了这两项技术在灾害天气监测和预警中的作用,特别对在降水估测、相态识别、龙卷识别和预警中的影响。指出了我国双线偏振雷达和相控阵天气雷达的现状和发展趋势,讨论了新技术应用效果,为这两项技术的进一步应用提供了参考。

复杂地形下C波段雷达定量降水估计算法

C波段雷达定量降水估计(QPE)精度受到很多因素的影响,主要包括:(1)雷达标定,(2)非气象回波的干扰,(3)降水物垂直空间变化,(4)地形或地物的严重遮挡,(5)Z-R关系的代表性,(6)雷达拼图的质量,(7)雷达观测回波衰减等。文中雷达定量降水估计算法基于陕西省C波段天气雷达展开,从雷达探测数据质量控制、地形遮挡、Z-R关系和雷达拼图等方面提高C波段天气雷达定量降水估计的精度,产生降水类型产品和1 h定量降水估计产品,产品空间分辨率为0.01°×0.01°,时间分辨率为6 min。通过对7次降水过程进行评估,结果表明:基于混合仰角反射率因子处理模块和降水类型分类模块进行雷达定量降水估计,得到的结果与地面雨量站观测降水接近,1 h累计降水量的统计评分指标均方根误差稳定在3 mm以下,相对误差稳定在50%左右,相对偏差保持在−30%以内,雷达定量降水估计产品的离散度和绝对偏差都较低,表明该算法得到的雷达定量降水估计稳定可靠。