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雨量雷達(dá)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)衰減訂正與降水計(jì)算方法

文檔序號(hào):8498317閱讀:546來源:國知局
雨量雷達(dá)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)衰減訂正與降水計(jì)算方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于大氣科學(xué)領(lǐng)域,具體涉及激光雨滴譜儀與雨量雷達(dá)(precipitation radar)的同步測量,對(duì)雨量雷達(dá)進(jìn)行實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)的衰減訂正和降水計(jì)算。
【背景技術(shù)】
[0002] 本世紀(jì)以來,雷達(dá)定量測量降水再次得到許多國家,特別是發(fā)達(dá)國家的高度重視。 美國2003年以來開展的CASA計(jì)劃,以4部X波段雷達(dá)組網(wǎng)開展引發(fā)山洪、城市內(nèi)澇的降水 定量測量;2013年日本擬建的26個(gè)"radarraingauge",以雷達(dá)為核心開展覆蓋其重點(diǎn)洪 澇區(qū)的降水定量測量。這些雷達(dá)主要用于降水的測量,具有明顯的雨量雷達(dá)特性。近年來, 我國有關(guān)部門在部分城市和流域也開展了類似的工作。
[0003] 雨量雷達(dá)能實(shí)現(xiàn)高時(shí)空分辨率的降水測量,可以克服常規(guī)雨量計(jì)空間代表性很差 的問題,但,由于雨量雷達(dá)測量降水受到當(dāng)時(shí)當(dāng)?shù)氐拇髿?、降水本身的衰減和氣象因子等的 影響,所得到的回波或雷達(dá)反射率因子(通常稱Z值)只是相對(duì)值,導(dǎo)致定量估算的降水誤 差較大。為減小誤差,國內(nèi)外不少科技人員通過對(duì)降水滴譜分型和對(duì)降水類型分型,統(tǒng)計(jì)出 較為接近真實(shí)的雷達(dá)衰減和降水估測的系數(shù),但這些相對(duì)固定的統(tǒng)計(jì)值難以完全符合世界 各地的每次實(shí)際降水過程。
[0004] 隨著激光雨滴譜儀的廣泛使用,使得用雨量雷達(dá)得到真實(shí)Z值成為可能。激光雨 滴譜儀可實(shí)時(shí)獲取每個(gè)降水粒子的粒徑和下落速度,可根據(jù)雨強(qiáng)I和Z值計(jì)算公式直接得 到當(dāng)時(shí)當(dāng)?shù)氐腎和Z值。在時(shí)空匹配的條件下,用激光雨滴譜儀測量的I和Z值,對(duì)雨量雷 達(dá)進(jìn)行實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)的衰減訂正和雨量計(jì)算,可顯著提高雷達(dá)定量測量降水的準(zhǔn)確性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 隨著雷達(dá)和雨滴譜儀技術(shù)的進(jìn)步,本發(fā)明提出了一種利用激光雨滴譜儀與雨量雷 達(dá)的同步測量,對(duì)雨量雷達(dá)進(jìn)行實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)的衰減訂正和降水計(jì)算的方法,以解決單一雷達(dá) 定量估算降水誤差較大的問題。
[0006] 本發(fā)明的目的在于提出一種雨量雷達(dá)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)衰減訂正與降水計(jì)算方法。
[0007] 本發(fā)明的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)衰減訂正與降水計(jì)算包括以下步驟:
[0008] 1)獲取激光雨滴譜儀與雨量雷達(dá)在時(shí)空上同步實(shí)時(shí)測量的雷達(dá)反射率因子 Zp(R) 〇
[0009] 2)根據(jù)HITSCHFELD和B0RDAN提出的衰減訂正方法(簡稱HB法),按照(1)式求 解c、d系數(shù),
[0010]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種雨量雷達(dá)(precipitation radar)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)衰減訂正與降水計(jì)算方法,是利用 激光雨滴譜儀與雨量雷達(dá)的同步測量,對(duì)雨量雷達(dá)進(jìn)行實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)的衰減訂正和降水計(jì)算, 其特征在于,包括以下步驟: 1) 獲取激光雨滴譜儀與雨量雷達(dá)在時(shí)空上同步實(shí)時(shí)測量的雷達(dá)反射率因子Zp (R)。 2) 根據(jù)HITSCHFELD和BORDAN提出的衰減訂正方法(簡稱HB法),按照⑴式求解c、 d系數(shù),
其中,Zm(R)為雨量雷達(dá)測量的與Zp(R)時(shí)空匹配的雷達(dá)反射率因子,R為距離。 3) 由已知的c、d系數(shù),按(2)式對(duì)雨量雷達(dá)的每條掃描線逐庫進(jìn)行衰減訂正,
其中,Zt(N)為雨量雷達(dá)經(jīng)衰減訂正后的第N個(gè)庫的雷達(dá)反射率因子值,Zm(N)雨量雷 達(dá)衰減訂正前的第N個(gè)庫的雷達(dá)反射率因子值,N為庫數(shù),dN為庫長,J為總庫數(shù)。 4) 實(shí)時(shí)獲取多個(gè)或多時(shí)次激光雨滴譜儀與雨量雷達(dá)在時(shí)間上匹配的雷達(dá)反射率因子 Zp(R)及相應(yīng)的雨強(qiáng)Ip (R)。 5) 根據(jù)(3)式求解a、b系數(shù), Zpi(R) = a X Ipi (R)b (3) 其中,在多時(shí)次的情況下,i為大于2的時(shí)次數(shù);在多個(gè)激光雨滴譜儀的情況下,i為大 于2的激光雨滴譜儀數(shù)。 6) 由求得的a、b系數(shù),按(4)式對(duì)雨量雷達(dá)的每條掃描線逐庫進(jìn)行雨強(qiáng)計(jì)算, Zt(N) = aX It (N)b (4) 其中,It(N)為雨量雷達(dá)掃描線上第N個(gè)庫的雨強(qiáng)值。 7) 衰減訂正與降水計(jì)算結(jié)束。
2. 如權(quán)利要求1所述的雨量雷達(dá)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)衰減訂正與降水計(jì)算方法,其特征在于,所 述雨量雷達(dá)包括可以用于測雨的S、C、X波段的各種型號(hào)和各種庫長的雷達(dá)。
3. 如權(quán)利要求1所述的雨量雷達(dá)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)衰減訂正與降水計(jì)算方法,其特征在于,所 述雨量雷達(dá)包括單部雷達(dá)測量和多部雷達(dá)的組網(wǎng)測量。
4. 如權(quán)利要求1所述的雨量雷達(dá)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)衰減訂正與降水計(jì)算方法,其特征在于,所 述衰減訂正與降水計(jì)算應(yīng)用于大于30km的各種雷達(dá)有效探測半徑之中。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種雨量雷達(dá)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)衰減訂正與降水計(jì)算方法。通過實(shí)時(shí)獲取的降水粒子信息和對(duì)傳統(tǒng)衰減訂正方法的改進(jìn),得到實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)的衰減訂正和降水計(jì)算的相關(guān)參數(shù),有效改善因當(dāng)時(shí)當(dāng)?shù)卮髿?、降水衰減和其它氣象因子等的影響對(duì)雷達(dá)降水估測帶來的誤差。
【IPC分類】G01S13-95, G06F19-00, G01S7-40
【公開號(hào)】CN104820222
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410815601
【發(fā)明人】鄧勇, 錢昆鵬
【申請(qǐng)人】鄧勇, 錢昆鵬
【公開日】2015年8月5日
【申請(qǐng)日】2014年12月25日
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