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C波段双线偏振雷达误差分析及降水估测精度研究

胡志群  刘黎平  王丽荣  
【摘要】:2008年,中国气象科学研究院与安徽四创公司联合研制CINRAD/PCDJ雷达,是中国首部采用双发双收体制的C波段车载双线偏振偏振雷达,它的研制成功极大地缩小了我国双线偏振雷达设备与国外的差距,为我国将来天气雷达的双线偏振改造进一步积累了技术,对我国天气雷达发展有着重要意义。雷达研制成功后,立即参与了973计划"我国南方致洪暴雨监测与预测的理论和方法研究"项目"2008―2009我国南方暴雨野外科学试验(SCHeREX计划)",以及气象行业专项"热带西太平洋观测试验与我国高影响天气可预报性研究"(2007―2009)外场试验,取得了大量宝贵的探测资料。利用博罗、珠海外场实验的观测数据,对该雷达的系统误差及来源进行了深入细致的分析,表明在信噪比(SNR)小于23dB时,该雷达数据没有使用价值,对SNR大于23dB的数据,由于水平、垂直通道的不一致性,差分反射率(ZDR)有一定的系统误差,本文给出了系统误差订正方法。另外,由于差传播相移(ΦDP)数据随时间、方位、距离等变化非常敏感,本文提出了由(ΦDP)计算差传播相移率(KDP)的步骤,能够得到稳定合理的KDP值,利用计算得到的KDP值,对该雷达的反射率(ZH),差分反射率(ZDR)进行衰减订正,与广州SA雷达对比分析表明,衰减订正后的雷达数据质量有了明显改善。根据刘黎平等从理论上研究的C波段双线偏振雷达遥测降水强度的方法,利用2008年6月6日、8月22—23日两次暴雨过程的共348个偏振雷达、329个SA雷达体扫基数据,及97个自动雨量计分钟雨量资料,对这些理论进行验证,结果证明,利用这些理论公式进行降水估测具有很高的精度,误差分析与理论计算也基本吻合,特别是验证了利用KDP对强降水进行估测,可以达到非常高的精度。这些研究对我国将来双线偏振雷达的应用研发,观测规范制订等具有一定的指导意义。

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