风的空间不均匀分布对风廓线雷达数据质量影响分析研究
发布时间：2020-10-30 21:57
风廓线雷达作为新型探测仪器,能够实现对大气风场等气象要素遥感探测。目前我国风廓线雷达网的建设也进入了快速发展时期。预计2020年,我国将在中尺度天气预测网、城市环境观测系统布设边界层风廓线雷达,并将对流层风廓线雷达网纳入气象综合探测业务系统。因此,对风廓线雷达数据质量的深入分析研究,对风廓线雷达网建设、雷达基数据质量控制、风廓线雷达资料同化等业务上的应用都具有十分重要意义。本文首先研究分析了国内外学者及气象部门在风廓线雷达数据质量评估方面开展的工作和取得的成果。基于环境风场对风廓线雷达测风数据质量的影响,提出了一种新评估雷达数据质量的方法。通过5波束风廓线雷达计算出两组独立的水平风分量U和V,利用旋转坐标系方法分离风的水平速度不均匀分布和垂直速度水平分布不均匀对雷达测风的影响,分别研究二者对风廓线雷达数据质量的影响程度。对北京延庆CFL-08风廓线雷达2012年全年数据采用一致性平均处理方案进行了质量控制,对处理后的一小时分辨率数据进行了计算分析。结果表明：水平运动的不均匀性在U、v方向上的分量基本相同,风的水平速度不均匀分布和垂直速度水平不均匀分布对测风数据的质量均有影响；且两种影响都和风速大小变化有关,均对垂直速度W的变化比对水平风速Vh的变化更为敏感；晴空条件下,由于垂直速度较小,水平速度不均匀分布是影响测风的主要因子,水平运动不均匀性与垂直运动不均匀性对测风影响的比约为2：1；降水期间水平运动不均匀性和垂直运动分布不均匀性对测风的影响程度均大于晴空条件下,二者对测风影响的比约为1：1。针对晴空、降水天气提出更为合理的质量控制方法,降低环境大气的不均匀程度对雷达测风的影响,是优化风廓线雷达测风算法的预研究。
【学位单位】：南京信息工程大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2015
【中图分类】：P412.25
【部分图文】：
下可估测出回波信号所在高度上的风向、风速和垂直速度。风廓线雷达通过依??次发射Ｈ个（或五个）指向的波束，其中一个为垂直指向（１＾下简称中波束），??另两个（或四个）为方位正交的倾斜指向，其天线波束位置分布见图２．１。分别??测出各波束指向的多普勒速度，在均匀Ｗ场假设条件下联立解得Ｈ个风分量。??餐屯！／／??ｖ．ｉ?粉?ｖ＜ｒ＞??＂―??Ｉ??ｉ????Ｌ－ｉＥｕ］??图２．１风廓线雷达探测方式示意图??２．３风廓线雷达产品??风廓线雷达能够提供风场为主的多种数据产品。其基本数据产品有水平??１８??
色标表示网格内离差数据总量。图４．２中环境风不均匀性表现为沿ＤＣ、ＤＳ??方向上的楠圆形状分布，数据在中必区域最为紧凑，表明大气环境风场总体??越趋于均匀分布，对水平风的测量影响不大，ＤＵ、ＤＶ在－１．５－１．５ｍ／ｓ之间中??区域的散点密集度高，大约集中了?８１％的数据点。??
无法清晰地认识离差分布情况，为此图４．１?（Ｃ）给出了图（ｂ）中数据散点??分布密度图，将ＤＵ、ＤＶ轴－５ｍ／ｓ到５ｍ／ｓ值域范围内Ｗ?０．５为间隔进行网格划??分，色标表示网格内离差数据总量。图４．２中环境风不均匀性表现为沿ＤＣ、ＤＳ??轴方向上的楠圆形状分布，数据在中必区域最为紧凑，表明大气环境风场总体??上越趋于均匀分布，对水平风的测量影响不大，ＤＵ、ＤＶ在－１．５－１．５ｍ／ｓ之间中??必区域的散点密集度高，大约集中了?８１％的数据点。??＂８？如?—４０?０?４０?８０?－１弓?５?－１０?－５?０?５?１０?１５??ＤＵｆｍ／ｓ）?ＤＵｍ／ｓ）??图４丄北京延庆ＷＰＲ佑化－０８?）２０１２全年水平风测量离差散点阁??（ａ：质控前数据ｂ：质控后数据）??Ｄ—?口助。??－．阳０??ｋ扣。??ｔ??■?２００??Ｉ…。??一－５?－４?＊３?－２?－１?０?１?２?３?４?５?°??ＤＵ（ｍ／ｓ）??固４．２．北京延庆ｗｒａ?（Ｃ化－０８?）?２０１２全年水平风测量离差密度图??对图４．１?（ｂ）中ＤＵ、ＤＶ值大小分布的频数统计由图４．３给出。横轴表示??ＤＵ、ＤＶ值的分布范围，亥ＩＪ度值＂０＂表示－０．５ｍ／ｓ《ＤｌＫ０．５ｍ／ｓ，＂１＂表示０．５ｍ／ｓ??《ＤＵ＜１．５ｍ／ｓ，＂－ｒ表示－１．５ｍ／ｓ《ＤＵ＜－０．５ｍ／ｓ，其他类推，ＤＶ值的划分与ＤＵ??３５??
【参考文献】
本文编号：2863049
【学位单位】：南京信息工程大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2015
【中图分类】：P412.25
【部分图文】：
下可估测出回波信号所在高度上的风向、风速和垂直速度。风廓线雷达通过依??次发射Ｈ个（或五个）指向的波束，其中一个为垂直指向（１＾下简称中波束），??另两个（或四个）为方位正交的倾斜指向，其天线波束位置分布见图２．１。分别??测出各波束指向的多普勒速度，在均匀Ｗ场假设条件下联立解得Ｈ个风分量。??餐屯！／／??ｖ．ｉ?粉?ｖ＜ｒ＞??＂―??Ｉ??ｉ????Ｌ－ｉＥｕ］??图２．１风廓线雷达探测方式示意图??２．３风廓线雷达产品??风廓线雷达能够提供风场为主的多种数据产品。其基本数据产品有水平??１８??
色标表示网格内离差数据总量。图４．２中环境风不均匀性表现为沿ＤＣ、ＤＳ??方向上的楠圆形状分布，数据在中必区域最为紧凑，表明大气环境风场总体??越趋于均匀分布，对水平风的测量影响不大，ＤＵ、ＤＶ在－１．５－１．５ｍ／ｓ之间中??区域的散点密集度高，大约集中了?８１％的数据点。??
无法清晰地认识离差分布情况，为此图４．１?（Ｃ）给出了图（ｂ）中数据散点??分布密度图，将ＤＵ、ＤＶ轴－５ｍ／ｓ到５ｍ／ｓ值域范围内Ｗ?０．５为间隔进行网格划??分，色标表示网格内离差数据总量。图４．２中环境风不均匀性表现为沿ＤＣ、ＤＳ??轴方向上的楠圆形状分布，数据在中必区域最为紧凑，表明大气环境风场总体??上越趋于均匀分布，对水平风的测量影响不大，ＤＵ、ＤＶ在－１．５－１．５ｍ／ｓ之间中??必区域的散点密集度高，大约集中了?８１％的数据点。??＂８？如?—４０?０?４０?８０?－１弓?５?－１０?－５?０?５?１０?１５??ＤＵｆｍ／ｓ）?ＤＵｍ／ｓ）??图４丄北京延庆ＷＰＲ佑化－０８?）２０１２全年水平风测量离差散点阁??（ａ：质控前数据ｂ：质控后数据）??Ｄ—?口助。??－．阳０??ｋ扣。??ｔ??■?２００??Ｉ…。??一－５?－４?＊３?－２?－１?０?１?２?３?４?５?°??ＤＵ（ｍ／ｓ）??固４．２．北京延庆ｗｒａ?（Ｃ化－０８?）?２０１２全年水平风测量离差密度图??对图４．１?（ｂ）中ＤＵ、ＤＶ值大小分布的频数统计由图４．３给出。横轴表示??ＤＵ、ＤＶ值的分布范围，亥ＩＪ度值＂０＂表示－０．５ｍ／ｓ《ＤｌＫ０．５ｍ／ｓ，＂１＂表示０．５ｍ／ｓ??《ＤＵ＜１．５ｍ／ｓ，＂－ｒ表示－１．５ｍ／ｓ《ＤＵ＜－０．５ｍ／ｓ，其他类推，ＤＶ值的划分与ＤＵ??３５??
【参考文献】
相关期刊论文 前4条
1 万蓉;周志敏;崔春光;李武阶;徐桂荣;贺文煌;王芬芬;王丹;;风廓线雷达资料与探空资料的对比分析[J];暴雨灾害;2011年02期
2 李晨光,刘淑媛,陶祖钰;华南暴雨试验期间香港风廓线雷达资料的评估[J];热带气象学报;2003年03期
3 阮征,葛润生,吴志根;风廓线仪探测降水云体结构方法的研究[J];应用气象学报;2002年03期
4 邓闯;阮征;魏鸣;葛润生;;风廓线雷达测风精度评估[J];应用气象学报;2012年05期
本文编号：2863049
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/qxxlw/2863049.html
