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基于Ka/Ku双波段回波强度差约束和多普勒功率谱的微物理和动力参数反演方法和应用
被引量:
1
1
作者
刘黎平
《大气科学》
CSCD
北大核心
2023年第6期1827-1842,共16页
回波强度定标误差、天线水膜衰减和雨区衰减造成的回波强度偏差对云雷达反演微物理和动力参数有非常重要的影响,准确分析这些偏差对提高反演精度至关重要。为了消除云雷达因定标和天线罩等引起的回波强度和功率谱大小的影响,实现高精度...
回波强度定标误差、天线水膜衰减和雨区衰减造成的回波强度偏差对云雷达反演微物理和动力参数有非常重要的影响,准确分析这些偏差对提高反演精度至关重要。为了消除云雷达因定标和天线罩等引起的回波强度和功率谱大小的影响,实现高精度和雷达全观测范围的反演,本文提出了基于Ka/Ku双波段云雷达回波强度差约束和回波强度谱密度数据的降水内空气垂直运动速度和雨滴谱反演方法(DWR-SZ),并将该方法应用到2020年6月8日和2021年6月1日华南两次对流性云降水垂直结构观测数据,利用雨滴谱仪数据分析了该方法反演结果的改进程度,分析了上升速度对反演的回波强度和微物理参数的影响。该方法首先融合双波段云雷达反演(DWSZ)和单波段小粒子跟踪方法(ST)方法反演的云内空气垂直速度V_(air),形成全观测域的V_(air),然后利用DWSZ方法得到微物理参数初估值,并计算衰减影响,最后利用双波段回波强度差(DWR)调整回波强度系统偏差和反演的微物理参数,使DWR-SZ方法正演得到的DWR与雷达观测值差到达极小。结果表明:(1)采用脉冲压缩技术的高雷达灵敏度模式与采用短脉冲的低灵敏度模式相比,DWSZ方法反演的V_(air)与雷达灵敏度相关性非常小,结果稳定,但这种方法只能应用于含有大粒子的液体降水区(粒子直径大于1.8mm);小粒子跟踪ST方法通常低估V_(air),但在低层的35 dBZ以下降水V_(air)低估程度不大,且灵敏度提高会极大改进Ka波段雷达反演能力;两种方法融合的V_(air)比较合理;(2)雨区衰减和距离是造成ST方法低估V_(air)的主要原因;而固态降水的功率谱非常窄而且陡,灵敏度对固态降水区V_(air)影响不大;(3)采用DWR作为约束,有效减小了回波强度的系统偏差和天线水膜影响,提高了微物理参数的反演准确率;(4)ST方法反演的V_(air)高估了粒子数密度,液体含水量(LWC)和衰减系数,低估了粒子大小,但对天线水膜引起的回波强度系统偏差影响不大。
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关键词
Ka/Ku
波段双波段云雷达
云微
物理
动力
参数
反演
回波强度误差和衰减的订正方法
下载PDF
职称材料
合肥地区一次小雨过程的W波段云雷达的云物理特征分析
被引量:
2
2
作者
吴举秀
马传成
+3 位作者
陈庆亮
刘伟
张骞
王锡芳
《气象》
CSCD
北大核心
2018年第3期416-424,共9页
利用我国自己研制的W波段云雷达地基探测资料,分析了合肥一次小雨云系的微物理过程,然后利用两个不同地区的地基及机载探测资料,初步反演了水云及卷云的微物理参数。结果表明:(1)回波强度增大,多普勒速度、线性退极化比(LDR)、谱宽激增...
利用我国自己研制的W波段云雷达地基探测资料,分析了合肥一次小雨云系的微物理过程,然后利用两个不同地区的地基及机载探测资料,初步反演了水云及卷云的微物理参数。结果表明:(1)回波强度增大,多普勒速度、线性退极化比(LDR)、谱宽激增的地方为融化层顶,根据LDR亮带可初步判定融化层的厚度;(2)利用经验关系法,对卷云冰水含量和水云的液态水含量进行了反演,利用推导的公式反演得到冰晶云云粒子的有效半径;(3)利用逐库订正法对水云的回波强度进行订正,得到了衰减订正后的液态水含量,减小了反演误差。
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关键词
W波段云雷达
云微
物理
特性
云微物理参数反演
LDR亮带
衰减订正
下载PDF
职称材料
题名
基于Ka/Ku双波段回波强度差约束和多普勒功率谱的微物理和动力参数反演方法和应用
被引量:
1
1
作者
刘黎平
机构
中国气象科学研究院灾害天气国家重点实验室
出处
《大气科学》
CSCD
北大核心
2023年第6期1827-1842,共16页
基金
国家自然基金项目41875036,国家重点研发计划项目2018YFC1507400。
文摘
回波强度定标误差、天线水膜衰减和雨区衰减造成的回波强度偏差对云雷达反演微物理和动力参数有非常重要的影响,准确分析这些偏差对提高反演精度至关重要。为了消除云雷达因定标和天线罩等引起的回波强度和功率谱大小的影响,实现高精度和雷达全观测范围的反演,本文提出了基于Ka/Ku双波段云雷达回波强度差约束和回波强度谱密度数据的降水内空气垂直运动速度和雨滴谱反演方法(DWR-SZ),并将该方法应用到2020年6月8日和2021年6月1日华南两次对流性云降水垂直结构观测数据,利用雨滴谱仪数据分析了该方法反演结果的改进程度,分析了上升速度对反演的回波强度和微物理参数的影响。该方法首先融合双波段云雷达反演(DWSZ)和单波段小粒子跟踪方法(ST)方法反演的云内空气垂直速度V_(air),形成全观测域的V_(air),然后利用DWSZ方法得到微物理参数初估值,并计算衰减影响,最后利用双波段回波强度差(DWR)调整回波强度系统偏差和反演的微物理参数,使DWR-SZ方法正演得到的DWR与雷达观测值差到达极小。结果表明:(1)采用脉冲压缩技术的高雷达灵敏度模式与采用短脉冲的低灵敏度模式相比,DWSZ方法反演的V_(air)与雷达灵敏度相关性非常小,结果稳定,但这种方法只能应用于含有大粒子的液体降水区(粒子直径大于1.8mm);小粒子跟踪ST方法通常低估V_(air),但在低层的35 dBZ以下降水V_(air)低估程度不大,且灵敏度提高会极大改进Ka波段雷达反演能力;两种方法融合的V_(air)比较合理;(2)雨区衰减和距离是造成ST方法低估V_(air)的主要原因;而固态降水的功率谱非常窄而且陡,灵敏度对固态降水区V_(air)影响不大;(3)采用DWR作为约束,有效减小了回波强度的系统偏差和天线水膜影响,提高了微物理参数的反演准确率;(4)ST方法反演的V_(air)高估了粒子数密度,液体含水量(LWC)和衰减系数,低估了粒子大小,但对天线水膜引起的回波强度系统偏差影响不大。
关键词
Ka/Ku
波段双波段云雷达
云微
物理
动力
参数
反演
回波强度误差和衰减的订正方法
Keywords
Ka/Ku dual-wavelength cloud radar
Retrieval of microphysical and dynamic parameters
Correction method for reflectivity biases and attenuation biases
分类号
P412 [天文地球—大气科学及气象学]
下载PDF
职称材料
题名
合肥地区一次小雨过程的W波段云雷达的云物理特征分析
被引量:
2
2
作者
吴举秀
马传成
陈庆亮
刘伟
张骞
王锡芳
机构
山东省气象局大气探测技术保障中心
山东省气象台
出处
《气象》
CSCD
北大核心
2018年第3期416-424,共9页
基金
国家自然科学基金项目(41305031)
公益性行业(气象)科研专项(GYHY201306040
+2 种基金
GYHY201406033)
山东省气象局面上课题(2015sdqxm13)
江苏高校优势学科建设工程资助项目(PAPD)共同资助
文摘
利用我国自己研制的W波段云雷达地基探测资料,分析了合肥一次小雨云系的微物理过程,然后利用两个不同地区的地基及机载探测资料,初步反演了水云及卷云的微物理参数。结果表明:(1)回波强度增大,多普勒速度、线性退极化比(LDR)、谱宽激增的地方为融化层顶,根据LDR亮带可初步判定融化层的厚度;(2)利用经验关系法,对卷云冰水含量和水云的液态水含量进行了反演,利用推导的公式反演得到冰晶云云粒子的有效半径;(3)利用逐库订正法对水云的回波强度进行订正,得到了衰减订正后的液态水含量,减小了反演误差。
关键词
W波段云雷达
云微
物理
特性
云微物理参数反演
LDR亮带
衰减订正
Keywords
W-band cloud radar, micro-characteristics of cloud, microphysicat parameter retrieval, linear depolarization ratio (LDR) bright band, attenuation correction
分类号
P412.25 [天文地球—大气科学及气象学]
下载PDF
职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于Ka/Ku双波段回波强度差约束和多普勒功率谱的微物理和动力参数反演方法和应用
刘黎平
《大气科学》
CSCD
北大核心
2023
1
下载PDF
职称材料
2
合肥地区一次小雨过程的W波段云雷达的云物理特征分析
吴举秀
马传成
陈庆亮
刘伟
张骞
王锡芳
《气象》
CSCD
北大核心
2018
2
下载PDF
职称材料
已选择
0
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