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天气雷达定量测量区域降水量的校准技术及误差分析

一、引官 雨量计能够比较淮确地测量出其所在地的地面降水量,但代表性差。天气雷达能够及时提供时空连续变化的降水资料,但在估算区域降水量时存在着精度不高的问题。为了充分发挥各自的优点,提高测量区域降水盈的精度,早在70年代初期,才iI:On〔1〕就指出,将分布稀疏的雨最计网同雷达结合在一起,用雨量计来校准雷达,使得测量误差比单独使用雷达的误差要小得多,Ara,-des〔2〕认为用一个体现了雨量计一雷达空间差异的订正因子,估算误差将进一步减小,Sasokl’〔3〕在变分法的基础上,发展了一种客观分析的方法,N‘。omi夕。和注掩i夕。m。〔‘〕运用此法进行了一次暴雨分析,得到了令人满意的结果。这种雨量计一雷达联合探测方案的实质,就是利用平面拟合技术,把雷达探测到的结果造型成雨量计观测到的结果,而保留了雨量计之间雷达探测到的降水变化。 本文就是利用上述探测方案,用雨量计的实测雨量校准雷达,计算区域降水量。比较了变分校准技术和平均校准技术...  (本文共6页) 阅读全文>>

权威出处: 《气象》1991年10期
《气象科学》1992年01期
气象科学

校准天气雷达测定区域降水量的一种新方法

一、问题的提出 口开始运甩天气雷达测定区域降水量以来,人们就一直在寻找一种有效并能被普遍采 1用的校准方法。目前,常用的方法是在测量区域设置n个校准雨量计,以订正因子F(=一:∑ 儿Gi/Ij,G、1分别为雨量计,雷达实测雨强)乘各点雷达实测值(平均校准法)[1][2],或苕是在测量区域上通过求解雨量计一雷达订正因子的实测值与分析腹之差的泛函极值,得到玎正因子场,然后将各格点上雷达实测值与订正因子相加,获得订正后的雷达降水分矶j(变分法)[3][4]。上述方法,提高了雷达定量测量降水的精度,取得了较好的效果。但是,上述校准方法都需要准实时或实时雨量计资料,而建立和维持一个加密雨量计网开支很大,将雨量计资料及时传送到处理中一山在很多地方尚有困难,某些山区或边远地区因受交通、电力、生活等条件的限制难以建立雨量站,所以无沧是平均校准法还是变分法目前均不能大范围推广。如果能利用目前已有的雷达回波资科及相应的高灵敏度的雨量计资料,建立起雨...  (本文共7页) 阅读全文>>

《气象科学》1991年03期
气象科学

平均订正因子法校准天气雷达测定区域降水量的试验

一、问题的提出 在雷达定量测量降水工怍中,人们一般使用平均标准法校准天气雷达测定区域降水量。其原理是:在测量区域设置N个标准雨量计,然后用备雨量计的标准系数之和除以雨量计的 1 N个数,得到校准因子F(F=鲁∑G‘/R。,G、R分别为雨量计和雷达测量他),再将砚 l、‘一l测区域上各点的雷达测值乘以F,即获得相应时划校准后的雷达降水分布[1][2]。这种m量汁一雷达联合探测方案,在一定程度上提高了雷达定量测量降水的精度,一般不会出现未校准时某些情况下出现的数倍于雨量计值的误差。但是,有时误差还是比较大,如在我们所分析的于例中,最大相对误差达到59%(表2)。 、 关于造成天气雷达测量降水误差的原因,Zawadzki曾作了较为系统的研究,并归纳为三大类;随机误差、系统误差和距离误差[3]。笔者考察了分析个例中雨量计测值与相应时刻相应格点上未经订正的雷达测值的相关情况,看到了两者相关性不好这一现象(表4),同时注意到本文所讨论的降水...  (本文共9页) 阅读全文>>

《南京气象学院学报》1990年04期
南京气象学院学报

天气雷达—雨量计网联合探测区域降水量的精度

长期以来气象和水文部门都是依靠雨量计网测定区域降水量.当降水分布比较均匀时,这种方法能保证一定精度。但是,暴雨等强对流天气降水的局地性很强,这时利用常规密度的雨量计站网不但无法准确测定区域降水量,而且住往漏掉暴雨强中心.而要提高雨量计网密度,既不经济,也很困难,对于高山及广大水域地区更无法做到.利用天气雷达可以弥补上述不足,因为雷达能够在某一固定地点直接、迅速提供时空连续龙化的实时降水资料,但在估算区域降水量时存在精度不高的缺点。引起此估算误差的主要原因有I‘’I“l:雷达回波功率测量误差;由于雨滴碰并、破碎等微物理过程引起雨滴谱变化,导致Z一R关系不稳定;雷达和雨量计取样空间、体积不一致;雨量计和而量计‘J刃本身带来的测量误差。提高雷达测量降水的精度主要从两方面入手:一是对不同议差分别加以订正;二是将雷达和雨量计资料综合使用,据平面拟合技术,用雨量计未校准雷达。这样,既同时发挥了雨量计局地观测值准确和雷达能探测到时、空连续变化...  (本文共6页) 阅读全文>>

《台湾海峡》1996年03期
台湾海峡

最优插值法用于天气雷达测定区域降水量

雷达一雨量计联合探测区降水量.可以实时给出降水在时空的连续变化、瞬时雨强分布及降水总量等。在各种联合探测方案中以变分法“‘的效果最佳。但该法对地面雨量站密度要求较高,计算中涉及系数设置、边界处理和曾代方案等诸多问题。本文首次将最优插值法引进该领域,通过数值模拟和实测资料分析,证明采用Gandin[”1963年提出的最优插值法测定区域降水量,能达到较好效果。而此法对雨量计站的密度和分布要求比变分法低,计算处理也简单些。1最优插值法设要处理的物理量是降水量强度I,用上标a表示分析值,g表示由雷达获得的初始值,Oh表示雨量计的观测值;下标i为网格点序数,k为雨量计测站序数,则将离散的地面雨量计站观测值资料转化成一组均匀分布的网格分析值资料时的线性内插公式可写成:其中P。是权重因子。式(1)表明格点的分析值11可由格点的初始值If加上订正值获得,订正值由格点周围各雨量计站观测值厅与初始值万之差加权之和所确定。令e4、ef、el分别为观测...  (本文共5页) 阅读全文>>

《南京气象学院学报》1970年30期
南京气象学院学报

天气雷达测定区域降水量方法的改进与比较

天气雷达测定区域降水量方法的改进与比较林炳干1)张培昌2)顾松山2)(1)福建省气象局,福州350001;2)南京气象学院大气物理学系,南京210044)收稿日期:1996-10-07;改回日期:1997-03-19国家自然科学基金49135120资助项目第一作者简介:林炳干,男,1965年1月生,硕士,工程师摘要讨论变分校准法用于雷达-雨量计系统联合探测降水。由雷达反射率因子Z和地面降水强度I实时地获得最优Z-I关系,在求解欧拉方程时采用多重网格法,不仅可提高计算结果的精度,还可大大提高计算速度。关键词最优化方法,变分校准法,多重网格法,Z-I关系分类号P407由于测雨雷达可以及时提供时空连续变化的实时降水资料,给出较大范围内的瞬时降水强度分布、累积降水量分布和区域降水量等,因此对于暴雨落区和移动预报、流域的洪水预报以及研究水资源循环与平衡等均有重要意义。但由于天气雷达精度受到各种因子的影响,故在业务中常采用将天气雷达与雨量...  (本文共7页) 阅读全文>>