雷达回波中零度层亮带的研究
发布时间：2021-05-25 19:33
层状云降水中，固态降水粒子下落穿越零度等温线的融化效应会引起雷达反射率因子增大，产生亮带。本文首先运用WRF模式对一次对流云降水演变为层状云降水而产生亮带及一次层状云为主的混合云降水产生亮带过程进行了数值模拟，分析了亮带的微物理特征。其次提出一种基于CINRAD-SA雷达反射率因子垂直廓线（VPR）的零度层亮带自动识别与订正算法，以提高雷达定量降水估计的准确度。（1）降水粒子从固态变为液态的相变过程其复折射指数发生变化，导致雷达反射率因子增大，碰并作用是使亮带进一步加强的原因，末速度的增加及蒸发作用造成零度层下反射率因子减弱。（2）运用WRF模式对一次对流云降水演变为层状云降水而产生亮带及一次层状云为主的混合云降水产生亮带过程进行了数值模拟，得出，前者较后者的雷达回波中亮带高度较高，强度较强，厚度较大，有不均匀现象。积云降水演变成的层云的亮带主要是霰粒子的作用，但因为霰粒子较大，随着降雨的增强，霰粒子混合比迅速减弱；层云内亮带的形成主要是雪的作用，霰粒子作用较小。（3）提出了一种自动识别与消除雷达回波中零度层亮带的算法。首先，在降水类型识别算法中增加了垂直向的反射率因子三维特征，改进了...
【文章来源】：中国气象科学研究院北京市
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 引言
1.1 研究意义
1.2 国内外研究进展
1.3 本文主要内容和章节安排
第二章 研究数据
2.1 研究所用数据
2.2 数据预处理
第三章 零度层亮带形成的物理机制
3.1 零度层亮带形成的主要原因-相变作用
3.2 末速度作用
3.3 碰并作用
3.4 蒸发作用
3.5 零度层亮带不均匀性的分析
3.6 结论
第四章 亮带的数值模拟
4.1 模拟方案及方法
4.1.1 微物理参数化方案
4.1.2 模拟方案
4.1.3 模拟区域分类
4.2 2011 年 6 月 23 日北京地区降水过程模拟结果
4.2.1 雷达回波模拟结果
4.2.2 微物理过程模拟结果
4.3 2011 年 9 月 16 日华北地区降水过程模拟结果
4.3.1 雷达回波模拟结果
4.3.2 微物理过程模拟结果
4.4 本章小结
第五章 亮带存在对定量测量降水的影响
5.1 Z-I 关系法理论分析
5.2 雷达定量测量降水的错误来源
5.3 探空高度分析
5.4 本章小结
第六章 零度层亮带的自动识别与消除方法
6.1 降水类型识别
6.1.1 SHY95 法
6.1.2 改进算法介绍
6.1.3 识别效果
6.1.4 亮带影响区
6.2 亮带自动识别与消除方法
6.2.1 垂直廓线的生成方法
6.2.2 旋转坐标系法识别亮带顶、底高度
6.2.3 亮带自动识别与消除方法
6.3 亮带识别结果
6.3.1 两种生成 VPR 法对比
6.3.2 确定的 0℃层高度同观测高度的比较
6.3.3 亮带消除结果
6.3.4 亮带反射率因子及厚度统计分析
6.4 亮带消除后对定量测量降水精度的影响
6.4.1 环流形式分析
6.4.2 降水影响结果
6.5 本章小结
第七章 全文总结
7.1 主要结论
7.2 讨论和展望
参考文献
致谢
个人简介
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于SimRAD平台的零度层亮带特征模拟试验[J]. 董慧杰,王振会,纪雷,郭丽君,张培昌. 热带气象学报. 2013(01)
[2]使用雷达回波三维信息自动识别降水类型的方法[J]. 张乐坚,储凌,叶芳,李雁. 大气科学学报. 2012(01)
[3]风廓线雷达探测零度层亮带的试验研究[J]. 黄钰,阮征,葛润生,陈钟荣. 高原气象. 2011(05)
[4]校准雨量计密度对雷达联合雨量计估测流域平均面雨量的影响[J]. 田付友,程明虎,张亚萍,姚燕飞. 气象学报. 2010(05)
[5]人工神经网络及支持向量机在降雨量预报中的应用[J]. 张乐坚,程明虎,田付友. 高原气象. 2010(04)
[6]新一代天气雷达定量降水估测集成系统[J]. 刘晓阳,杨洪平,李建通,李柏,赵坤,郑媛媛. 气象. 2010(04)
[7]CINRAD-SA/SB零度层亮带识别方法[J]. 张乐坚,程明虎,陶岚. 应用气象学报. 2010(02)
[8]雷达反射率因子数据中的亮带自动识别和抑制[J]. 肖艳姣,刘黎平,李中华,王红艳. 高原气象. 2010(01)
[9]双偏振雷达对一次水凝物相态演变过程的分析[J]. 程周杰,刘宪勋,朱亚平. 应用气象学报. 2009(05)
[10]基于分步校准的区域降水量估测方法研究[J]. 李建通,高守亭,郭林,刘晓阳,杨洪平,蔡义勇. 大气科学. 2009(03)
博士论文
[1]通过VPR订正技术提高雷达定量降水估计能力[D]. 戚友存.南京信息工程大学 2012
硕士论文
[1]北京“6.23”暴雨天气形成特征及云物理过程的影响研究[D]. 陈赛男.中国气象科学研究院 2013
本文编号：3205888
【文章来源】：中国气象科学研究院北京市
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 引言
1.1 研究意义
1.2 国内外研究进展
1.3 本文主要内容和章节安排
第二章 研究数据
2.1 研究所用数据
2.2 数据预处理
第三章 零度层亮带形成的物理机制
3.1 零度层亮带形成的主要原因-相变作用
3.2 末速度作用
3.3 碰并作用
3.4 蒸发作用
3.5 零度层亮带不均匀性的分析
3.6 结论
第四章 亮带的数值模拟
4.1 模拟方案及方法
4.1.1 微物理参数化方案
4.1.2 模拟方案
4.1.3 模拟区域分类
4.2 2011 年 6 月 23 日北京地区降水过程模拟结果
4.2.1 雷达回波模拟结果
4.2.2 微物理过程模拟结果
4.3 2011 年 9 月 16 日华北地区降水过程模拟结果
4.3.1 雷达回波模拟结果
4.3.2 微物理过程模拟结果
4.4 本章小结
第五章 亮带存在对定量测量降水的影响
5.1 Z-I 关系法理论分析
5.2 雷达定量测量降水的错误来源
5.3 探空高度分析
5.4 本章小结
第六章 零度层亮带的自动识别与消除方法
6.1 降水类型识别
6.1.1 SHY95 法
6.1.2 改进算法介绍
6.1.3 识别效果
6.1.4 亮带影响区
6.2 亮带自动识别与消除方法
6.2.1 垂直廓线的生成方法
6.2.2 旋转坐标系法识别亮带顶、底高度
6.2.3 亮带自动识别与消除方法
6.3 亮带识别结果
6.3.1 两种生成 VPR 法对比
6.3.2 确定的 0℃层高度同观测高度的比较
6.3.3 亮带消除结果
6.3.4 亮带反射率因子及厚度统计分析
6.4 亮带消除后对定量测量降水精度的影响
6.4.1 环流形式分析
6.4.2 降水影响结果
6.5 本章小结
第七章 全文总结
7.1 主要结论
7.2 讨论和展望
参考文献
致谢
个人简介
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于SimRAD平台的零度层亮带特征模拟试验[J]. 董慧杰,王振会,纪雷,郭丽君,张培昌. 热带气象学报. 2013(01)
[2]使用雷达回波三维信息自动识别降水类型的方法[J]. 张乐坚,储凌,叶芳,李雁. 大气科学学报. 2012(01)
[3]风廓线雷达探测零度层亮带的试验研究[J]. 黄钰,阮征,葛润生,陈钟荣. 高原气象. 2011(05)
[4]校准雨量计密度对雷达联合雨量计估测流域平均面雨量的影响[J]. 田付友,程明虎,张亚萍,姚燕飞. 气象学报. 2010(05)
[5]人工神经网络及支持向量机在降雨量预报中的应用[J]. 张乐坚,程明虎,田付友. 高原气象. 2010(04)
[6]新一代天气雷达定量降水估测集成系统[J]. 刘晓阳,杨洪平,李建通,李柏,赵坤,郑媛媛. 气象. 2010(04)
[7]CINRAD-SA/SB零度层亮带识别方法[J]. 张乐坚,程明虎,陶岚. 应用气象学报. 2010(02)
[8]雷达反射率因子数据中的亮带自动识别和抑制[J]. 肖艳姣,刘黎平,李中华,王红艳. 高原气象. 2010(01)
[9]双偏振雷达对一次水凝物相态演变过程的分析[J]. 程周杰,刘宪勋,朱亚平. 应用气象学报. 2009(05)
[10]基于分步校准的区域降水量估测方法研究[J]. 李建通,高守亭,郭林,刘晓阳,杨洪平,蔡义勇. 大气科学. 2009(03)
博士论文
[1]通过VPR订正技术提高雷达定量降水估计能力[D]. 戚友存.南京信息工程大学 2012
硕士论文
[1]北京“6.23”暴雨天气形成特征及云物理过程的影响研究[D]. 陈赛男.中国气象科学研究院 2013
本文编号：3205888
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/qxxlw/3205888.html
