山西省祥雨雷达组网拼图与CINRAD组网观测的对比分析

发布时间：2020-06-26 09:21

【摘要】：中国布网的新一代天气雷达(CINRAD)业务工作时通常采用的是VCP21体积扫描模式,该扫描模式会导致雷达在最低扫描仰角以下的区域、不同仰角之间的区域和最高扫描仰角以上的静锥区域成为探测盲区。并且,受地球曲率的影响在距离地表0km到地面以上3km的范围内存在极大的探测盲区。而3km高度以下的这一空间正是十分活跃的大气活动区域,很多中尺度天气发源于这个空间区域,龙卷、风切变等严重气象灾害或不利条件都始于1km以下。全固态X波段天气雷达具有体积较小、成本较低、架设方便、可长时间持续工作等优势,这使得全固态X波段天气雷达的利用范围较广。利用全固态X波段天气雷达构成雷达网络,可以作为对新一代天气雷达的补充,主要用于观测地面3km以内的天气回波。本论文主要针对山西省祥雨全固态X波段天气雷达进行组网拼图并且与新一代CINRAD雷达进行组网观测并对比,分析其共同探测区域内观测到的反射率因子,进而分析全固态X波段天气雷达组网探测天气目标的合理性,并探索X波段雷达对现有新一代天气雷达的补充效果。本文的主要研究内容如下:(1)确定组网分析雷达。根据山西省部署的5部C波段新一代天气雷达和10部祥雨全固态X波段天气雷达的站点经纬度、海拔高度、最大探测距离、距离分辨率等信息,制作雷达探测范围示意图,选出可以合理分析、能够组网的X波段雷达(祁县、太谷、寿阳站雷达)以及相对应的C波段新一代天气雷达(太原站雷达)。(2)确定对比分析区域。根据选出的全固态X波段雷达与C波段新一代天气雷达站点的经纬度和海拔高度,结合山西省SRTM地形高度数据,制作不同高度上的等射束高度图,得到雷达波束受地物阻挡较小的共同探测区域。然后确定C波段新一代天气雷达与不同的X波段雷达连线上的地形情况以及雷达波束的相交情况,确定在不受波束阻挡的情况下,雷达之间的共同探测区域,由此决定进行多项对比分析时的区域。(3)径向、垂直剖面和等高面上的反射率因子对比分析。根据全固态X波段天气雷达与C波段新一代天气雷达体扫数据,读出两部雷达的反射率因子,生成共同探测区域内反射率因子沿距离变化的廓线、垂直剖面以及不同高度的等高平面位置显示(CAPPI)图。并将不同X波段雷达相同高度的CAPPI图进行组网拼图,并与C波段新一代天气雷达相同时刻的反射率因子进行定性和定量的对比分析。通过研究得出以下结论:(1)在山西省较为复杂的地理条件下,祁县、太谷、寿阳站三部X波段雷达所观测到的反射率因子变化趋势较为一致;(2)单部全固态X波段天气雷达与太原站C波段新一代天气雷达探测结果较为一致但是仍有一定的差异。这是因为在波束相交的区域内由于波束宽度以及垂直区域降水强度存在差异导致其观测结果存在不同。(3)通过组网对比可知,加入X波段天气雷达组网后能够观测到范围更广的降水回波,对太原站雷达受到地物遮挡导致的探测盲区起到了较好的补充效果;(4)C波段新一代天气雷达所观测到的反射率因子普遍偏小。造成该差异的原因应该是因为两种不同型号雷达之间的标定存在一定差异,建议在业务应用之前先对不同型号雷达进行统一标定。
【学位授予单位】：成都信息工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：P412.25
【图文】：

分布图,X波段雷达,大同,雷达站

成都信息工程大学硕士学位论文AD/CB 雷达和山西省 X 波段雷达分布情况/CB 雷达及 X 波段雷达部署情况如图 3-1，天气雷达，从图中可以看出大同站 CB 波段部分的共同区域，并且大同站距离寿阳站距区域位于大同站雷达探测边缘。由于随距离可能会导致两部雷达对同一区域所观测到的析结果不准确，所以不适合做分析。故不将网分析。

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图 3-2 临汾雷达站与周围 X 波段雷达分布图气雷达与其探测范围内的 X 波段天气雷达的表 3-1 临汾与周围 X 波段天气雷达距离代天气雷达 X 波段天气雷达距离/k临汾太谷 180.2临汾祁县 162.8临汾芮城 167.1临汾临猗 119.0临汾河津 84.53临汾绛县 61.08临汾垣曲 87.92临汾高平 135.2临汾隰县 86.4

【参考文献】