风廓线雷达探测大气边界层特性研究
发布时间：2021-05-26 17:05
风廓线雷达是一种地基遥感设备,能够实时提供大气的3维风场信息、垂直气流、大气折射率结构常数等气象要素随高度的分布,具有很高的时空分辨率,目前国内对应用风廓线雷达谱产品探测边界层特性的研究并不多。本文基于风廓线雷达能够连续、高效和准确地探测无降水情况下大气边界层的特性,利用风廓线雷达和微波辐射计资料,应用传统方法及其改进方法,对大气边界层高度进行反演,并对比分析不同方法、时段的反演结果,总结了其原理差异。不仅如此,本文还利用了位于上海城郊同步观测的风廓线雷达,多要素分析并对比城郊边界层和风的相关情况,并指出原因。对基于信噪比反演高度的传统梯度法和小波法进行了改进并进行对比,改进效果良好。基于微波辐射计温度廓线的Holzworth法只适用于白天对流边界层。基于温度和水汽密度廓线的温度梯度法,反演高度日变化不大,日最小高度较大,主要依赖于临界值的选取。对上述反演结果的差异进行了原理探究,基于信噪比反演依赖于湿度梯度;Holzworth法高度依赖于地表温度;温度梯度法反演以虚位温廓线为依据。对上海城郊边界层探测发现,城区垂直运动强于郊区,该现象在夜间更为明显,由于上升气流加强的影响,城区上升运...
【文章来源】：南京信息工程大学江苏省
【文章页数】：58 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 前言
1.1 研究目的及意义
1.2 国内外研究进展
1.3 论文研究工作介绍
第二章 风廓线雷达简介
2.1 风廓线雷达概述
2.1.1 风廓线雷达基本探测原理
2.1.2 风廓线雷达回波信号机制和特点
2.1.3 风廓线雷达工作方式
2.1.4 风廓线雷达分类
2.1.5 风廓线雷达资料特点
2.1.6 风廓线雷达应用需求
2.2 风廓线雷达信号与数据处理流程
2.2.1 信号处理
2.2.2 数据处理
2.2.3 质量控制
2.3 本章小结
第三章 风廓线雷达反演大气边界层高度及对比分析
3.1 大气边界层高度简介及反演意义
3.2 反演方法与改进
3.2.1 风廓线雷达方法介绍
3.2.2 微波辐射计方法介绍
3.3 资料介绍与选取
3.4 结果分析与对比
3.4.1 基于风廓线雷达的边界层高度反演比较
3.4.2 基于微波辐射计的边界层高度反演比较
3.4.3 基于风廓线雷达和微波辐射计的结果比较
3.5 本章小结
第四章 风廓线雷达对城郊边界层和风的探测及对比分析
4.1 城市边界层和风的探测及意义
4.2 资料来源
4.3 结果分析与对比
4.3.1 垂直速度
4.3.2 水平风
4.3.3 湍流
4.3.4 边界层高度
4.4 本章小结
第五章 总结与展望
5.1 结论
5.2 创新点
5.3 存在的问题和进一步研究展望
参考文献
致谢
作者简介
【参考文献】：
期刊论文
[1]天基、地基资料反演边界层高度比较[J]. 李红,杨毅,党蕊君. 激光与光电子学进展. 2017(06)
[2]基于激光雷达和微波辐射计观测确定混合层高度方法的比较[J]. 杨富燕,张宁,朱莲芳,朱焱. 高原气象. 2016(04)
[3]基于图像边缘检测法反演大气边界层高度[J]. 项衍,叶擎昊,刘建国,张天舒,范广强,周培松,吕立慧,刘洋. 中国激光. 2016(07)
[4]小波变换在风廓线雷达探测大气边界层高度中的应用研究[J]. 魏浩,胡明宝,艾未华. 热带气象学报. 2015(06)
[5]上海地区不同重现期的风速估算研究[J]. 史军,徐家良,谈建国,刘坚刚. 地理科学. 2015(09)
[6]上海世博园区近地层风分布特征分析[J]. 杨通晓,谈建国,常远勇. 大气科学研究与应用. 2014(02)
[7]风廓线雷达垂直径向速度应用初探[J]. 王令,王国荣,古月,李宏宇,马莉,郭金兰,乔林. 气象. 2014(03)
[8]南京上空大气边界层的激光雷达观测研究[J]. 姜杰,郑有飞,刘建军,范进进. 环境科学与技术. 2014(01)
[9]基于Matlab的风玫瑰图绘制[J]. 张立波. 电脑编程技巧与维护. 2012(18)
[10]城市热岛效应的研究进展与展望[J]. 寿亦萱,张大林. 气象学报. 2012(03)
硕士论文
[1]半干旱区边界层高度的确定方法比较及特征研究[D]. 杨飞跃.兰州大学 2018
[2]基于风廓线雷达资料的边界层湍流特征研究[D]. 张梦佳.中国气象科学研究院 2017
[3]基于风廓线雷达资料的西安边界层风场特征研究[D]. 张寅.兰州大学 2016
[4]风廓线雷达资料在温度平流反演和数值模式同化中的应用试验[D]. 单楠.南京信息工程大学 2016
[5]风廓线雷达功率谱数据的研究和应用[D]. 陈浩君.南京信息工程大学 2015
[6]风廓线雷达的数据质量控制方法的应用研究[D]. 林晓萌.南京信息工程大学 2015
[7]利用风廓线雷达探测降水相态和边界层高度的初步研究[D]. 施红蓉.南京信息工程大学 2014
[8]风廓线雷达资料反演雨滴谱和水汽通量的研究[D]. 何雨芩.南京信息工程大学 2014
[9]风廓线雷达数字信号处理研究[D]. 邓洪.电子科技大学 2005
本文编号：3206736
【文章来源】：南京信息工程大学江苏省
【文章页数】：58 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 前言
1.1 研究目的及意义
1.2 国内外研究进展
1.3 论文研究工作介绍
第二章 风廓线雷达简介
2.1 风廓线雷达概述
2.1.1 风廓线雷达基本探测原理
2.1.2 风廓线雷达回波信号机制和特点
2.1.3 风廓线雷达工作方式
2.1.4 风廓线雷达分类
2.1.5 风廓线雷达资料特点
2.1.6 风廓线雷达应用需求
2.2 风廓线雷达信号与数据处理流程
2.2.1 信号处理
2.2.2 数据处理
2.2.3 质量控制
2.3 本章小结
第三章 风廓线雷达反演大气边界层高度及对比分析
3.1 大气边界层高度简介及反演意义
3.2 反演方法与改进
3.2.1 风廓线雷达方法介绍
3.2.2 微波辐射计方法介绍
3.3 资料介绍与选取
3.4 结果分析与对比
3.4.1 基于风廓线雷达的边界层高度反演比较
3.4.2 基于微波辐射计的边界层高度反演比较
3.4.3 基于风廓线雷达和微波辐射计的结果比较
3.5 本章小结
第四章 风廓线雷达对城郊边界层和风的探测及对比分析
4.1 城市边界层和风的探测及意义
4.2 资料来源
4.3 结果分析与对比
4.3.1 垂直速度
4.3.2 水平风
4.3.3 湍流
4.3.4 边界层高度
4.4 本章小结
第五章 总结与展望
5.1 结论
5.2 创新点
5.3 存在的问题和进一步研究展望
参考文献
致谢
作者简介
【参考文献】：
期刊论文
[1]天基、地基资料反演边界层高度比较[J]. 李红,杨毅,党蕊君. 激光与光电子学进展. 2017(06)
[2]基于激光雷达和微波辐射计观测确定混合层高度方法的比较[J]. 杨富燕,张宁,朱莲芳,朱焱. 高原气象. 2016(04)
[3]基于图像边缘检测法反演大气边界层高度[J]. 项衍,叶擎昊,刘建国,张天舒,范广强,周培松,吕立慧,刘洋. 中国激光. 2016(07)
[4]小波变换在风廓线雷达探测大气边界层高度中的应用研究[J]. 魏浩,胡明宝,艾未华. 热带气象学报. 2015(06)
[5]上海地区不同重现期的风速估算研究[J]. 史军,徐家良,谈建国,刘坚刚. 地理科学. 2015(09)
[6]上海世博园区近地层风分布特征分析[J]. 杨通晓,谈建国,常远勇. 大气科学研究与应用. 2014(02)
[7]风廓线雷达垂直径向速度应用初探[J]. 王令,王国荣,古月,李宏宇,马莉,郭金兰,乔林. 气象. 2014(03)
[8]南京上空大气边界层的激光雷达观测研究[J]. 姜杰,郑有飞,刘建军,范进进. 环境科学与技术. 2014(01)
[9]基于Matlab的风玫瑰图绘制[J]. 张立波. 电脑编程技巧与维护. 2012(18)
[10]城市热岛效应的研究进展与展望[J]. 寿亦萱,张大林. 气象学报. 2012(03)
硕士论文
[1]半干旱区边界层高度的确定方法比较及特征研究[D]. 杨飞跃.兰州大学 2018
[2]基于风廓线雷达资料的边界层湍流特征研究[D]. 张梦佳.中国气象科学研究院 2017
[3]基于风廓线雷达资料的西安边界层风场特征研究[D]. 张寅.兰州大学 2016
[4]风廓线雷达资料在温度平流反演和数值模式同化中的应用试验[D]. 单楠.南京信息工程大学 2016
[5]风廓线雷达功率谱数据的研究和应用[D]. 陈浩君.南京信息工程大学 2015
[6]风廓线雷达的数据质量控制方法的应用研究[D]. 林晓萌.南京信息工程大学 2015
[7]利用风廓线雷达探测降水相态和边界层高度的初步研究[D]. 施红蓉.南京信息工程大学 2014
[8]风廓线雷达资料反演雨滴谱和水汽通量的研究[D]. 何雨芩.南京信息工程大学 2014
[9]风廓线雷达数字信号处理研究[D]. 邓洪.电子科技大学 2005
本文编号：3206736
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