长沙机场阵列天气雷达风场验证
发布时间：2021-06-22 08:20
利用2019年4—9月高时空分辨率的长沙机场阵列天气雷达资料开展三维变分（three-dimensional variational data assimilation,3DVAR）风场反演研究。为验证该算法的反演效果,选取外场试验中10次降水过程,在阵列天气雷达的三维精细探测区内,采用阵列天气雷达合成风场和1部L波段边界层风廓线雷达产品作为参考值对阵列反演风场进行验证评估。结果表明:在稳定性降水条件下,阵列反演风场与阵列合成风场、风廓线雷达产品的结果较为一致;在对流性降水条件下,由于不均匀性会造成风廓线测风精度下降,风廓线雷达产品与阵列反演风场和阵列合成风场差异较大。阵列反演风场与阵列合成风场在稳定性、对流性降水条件下水平风速相对偏差分别低于19%,29%,水平风向差分别低于14.92°,26.35°,稳定性降水条件下阵列反演风场更优,误差在可接受范围内。两种算法得到的风场结构符合各类天气系统的基本特征,水平风场空间分布和风速、风向非常接近。
【文章来源】：应用气象学报. 2020,31(06)北大核心CSCD
【文章页数】：13 页
【部分图文】：
图６?５个对流性降水个例误差?（ａ）水平风速均方根误差，（ｂ）水平风速相对均方根误差，（ｃ）水平风向均方根误差??Ｆｉｇ．?６?Ｅｒｒｏｒ?ｃｈａｒｔｓ?ｏｆ?５?ｓｔａｂｌｅ?ｐｒｅｃｉ?
场阵列天气雷达由Ｓ个相：控??阵接收发射子阵（筒称收发子阵）为一组进行伺歩探??测，在水平方向上每个收发子阵采用机械扫描方式：??覆蔷〇、＃軟方ｆｔ，垂直方向具有秦个发射被車：和５４??个接收彼束，覆盖９°？８Ｔ仰角ｔ每个收发子阵的最??大探测距离为２〇．?２Ｓ?ｋｍ，径向分辨傘为ＳＯ?ｍ［２°］。张??沛源等［２３研食‘?Ｓ部多普勒天气雷达联合着鏡太气??风场的误差分布及最佳布局，从理论１：证明３部雷??达以等３三角形布局为最佳４机场阵列天气＇雷隹布??局近似千等边，兰角灌（图１?＞，在３个收发子阵测速??精度柑同的条件下，能减小风场合成和反演的误差。??外场试验中收发子阵禾线旋转速度．为３０°?＊??次体扫时间为１２?ｓ４?＿个收＿歎子：＿在６：（ｆ翁围■扫??描时间为２?ｓ：?ＪＩｆ范围内扫播时间为４?ｇ?ｓ．故：在严格??的协同探测模式下，３个收发子阼在共同覆蓥区域??（简称三维精细探测Ｓ）的探测资料时差在么ｓ以??下，Ｗ个收发子阵共＇同覆盖区域的探测资料时蠢在：??４?ｓ以下中三维精细探测区外也能获取探测??图１?３．子翁ｆｔ子阵舞列天气雷兹審鳥＿茨裰麵：酸猶：意图??■：色鎌Ａ?ＳＤＶ通＇臟：真．＿肩，??魏惠圓ＪＩＪＳ掷．輕风霜簿感■：雜慮：＞??Ｆｉｇ．?１?Ｄｅｐｌｏｙｍｅｎｔ?ｄｉａｇｒａｍ?ａｎｄ?ｓｐａｔｉａｌ?ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ??ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｔｈｅ?ＡＷＲ?ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇ?ｏｆ??ｔｈｒｅｅ?ｔｒａｎｓｍｉｔ－ｒｅｃｅｉｖｅ?ｓｕｂａｒｒａｙｓ??（ｔｈｅ?ｒｅｄ?ｒｅｃｔａｎｇｌｅ?ｄｅｎｏｔｅｓ?ｔｈｅ?３ＤＶＡＲ?ｗｉｎｄ?ｆｉｅｌ
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【参考文献】：
期刊论文
[1]长沙机场阵列天气雷达地物识别算法[J]. 魏万益,马舒庆,杨玲,甄小琼,吕寺炜. 应用气象学报. 2020(03)
[2]降水时风廓线雷达风场反演效果评估[J]. 林晓萌,尉英华,陈宏,王艳春. 应用气象学报. 2020(03)
[3]阵列天气雷达设计与初步实现[J]. 马舒庆,陈洪滨,王国荣,甄小琼,许晓平,李思腾. 应用气象学报. 2019(01)
[4]三雷达、双雷达反演降雹超级单体风暴三维风场结构特征研究[J]. 韩颂雨,罗昌荣,魏鸣,黄美金,陈磊. 气象学报. 2017(05)
[5]三维变分方法反演风场的效果检验[J]. 王艳春,王红艳,刘黎平. 高原气象. 2016(04)
[6]一种抑制降水对风廓线雷达水平风干扰的方法[J]. 林晓萌,何平,黄兴友. 应用气象学报. 2015(01)
[7]华南一次强飑线过程的三维变分风场反演效果分析[J]. 王艳春,王红艳,刘黎平. 暴雨灾害. 2014(04)
[8]风廓线雷达测风精度评估[J]. 邓闯,阮征,魏鸣,葛润生. 应用气象学报. 2012(05)
[9]双雷达反演台风外围强带状回波风场结构特征研究[J]. 罗昌荣,池艳珍,周海光. 大气科学. 2012(02)
[10]风廓线仪系统探测试验与应用[J]. 王欣,卞林根,彭浩,李剑东. 应用气象学报. 2005(05)
本文编号：3242497
【文章来源】：应用气象学报. 2020,31(06)北大核心CSCD
【文章页数】：13 页
【部分图文】：
图６?５个对流性降水个例误差?（ａ）水平风速均方根误差，（ｂ）水平风速相对均方根误差，（ｃ）水平风向均方根误差??Ｆｉｇ．?６?Ｅｒｒｏｒ?ｃｈａｒｔｓ?ｏｆ?５?ｓｔａｂｌｅ?ｐｒｅｃｉ?
场阵列天气雷达由Ｓ个相：控??阵接收发射子阵（筒称收发子阵）为一组进行伺歩探??测，在水平方向上每个收发子阵采用机械扫描方式：??覆蔷〇、＃軟方ｆｔ，垂直方向具有秦个发射被車：和５４??个接收彼束，覆盖９°？８Ｔ仰角ｔ每个收发子阵的最??大探测距离为２〇．?２Ｓ?ｋｍ，径向分辨傘为ＳＯ?ｍ［２°］。张??沛源等［２３研食‘?Ｓ部多普勒天气雷达联合着鏡太气??风场的误差分布及最佳布局，从理论１：证明３部雷??达以等３三角形布局为最佳４机场阵列天气＇雷隹布??局近似千等边，兰角灌（图１?＞，在３个收发子阵测速??精度柑同的条件下，能减小风场合成和反演的误差。??外场试验中收发子阵禾线旋转速度．为３０°?＊??次体扫时间为１２?ｓ４?＿个收＿歎子：＿在６：（ｆ翁围■扫??描时间为２?ｓ：?ＪＩｆ范围内扫播时间为４?ｇ?ｓ．故：在严格??的协同探测模式下，３个收发子阼在共同覆蓥区域??（简称三维精细探测Ｓ）的探测资料时差在么ｓ以??下，Ｗ个收发子阵共＇同覆盖区域的探测资料时蠢在：??４?ｓ以下中三维精细探测区外也能获取探测??图１?３．子翁ｆｔ子阵舞列天气雷兹審鳥＿茨裰麵：酸猶：意图??■：色鎌Ａ?ＳＤＶ通＇臟：真．＿肩，??魏惠圓ＪＩＪＳ掷．輕风霜簿感■：雜慮：＞??Ｆｉｇ．?１?Ｄｅｐｌｏｙｍｅｎｔ?ｄｉａｇｒａｍ?ａｎｄ?ｓｐａｔｉａｌ?ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ??ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｔｈｅ?ＡＷＲ?ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇ?ｏｆ??ｔｈｒｅｅ?ｔｒａｎｓｍｉｔ－ｒｅｃｅｉｖｅ?ｓｕｂａｒｒａｙｓ??（ｔｈｅ?ｒｅｄ?ｒｅｃｔａｎｇｌｅ?ｄｅｎｏｔｅｓ?ｔｈｅ?３ＤＶＡＲ?ｗｉｎｄ?ｆｉｅｌ
ｔａａ??＿用气象攀报??第：３＿＿ｌ?＃??４?６??距离／ｋｍ??１０??１０??过４５?ｄＢＺ。从风场结构看，两种算法结果比较一??敦、３＇?ｋｍ和：１?＇ｋｍ育眞分别以：拿北风和傭拿风为??主，面且出现明显的涡旋结梅（图７中红色圆圈风??速、风向变化大，且赛强回波，Ｋ域风速较大。总体??上ｓ从视觉上看风场细节存在差异，但空闻分布较一??致。??２０１９?年?ｇｊ?２１?ｇ?１４：Ｅ００—１Ｊ：Ｅ００?中等强．．．度的??分散对流云团在三维精细探测Ｋ内以４０?ｋｍ?．?ｈ－１??的速廬商肅偏西方向移动！?３１雜存：龜駿时強降，水并??伴有霄讓爹气。菌■?７为ｉ月２１曰１４：?５｜：ｓｗ肘刻阵??列合成风场和阵列反演风场在３?ｋｍ和５?ｋｍ高度??上的水平＇风羽：属８由：Ｍ?？?Ｗ麵，舞地强■回＿像于三??维精细探测区：之间，周围为层云区ｆ中心最强回波超??０２４６８?１０?０２４６８?１０??距离／ｋｍ?距离／ｋｍ??Ｉ?Ｍ?Ｉ?ｉ＿＾Ｂ?Ｉ?Ｉ?ｄＢＺ??０?１０?２０?３０?４０?５０?６０?７０??图７?２０１９年８月２１日１４：５２：００阵列合成风场和阵列反演风场不同高度的水平风矢（填色为反射率因子）??（ａ）阵列合成风场，３?ｋｍ高度，（ｂ）阵列反演风场，３?ｋｍ高度，??（ｃ）阵列合成风场，５?ｋｍ高度，（ｄ）阵列反演风场，５?ｋｍ高度??Ｆｉｇ．?７?Ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ?ｗｉｎｄ?ｆｏｒ?ｔｈｅ?八ＷＲ?ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ?ｗｉｎｄ?ｆｉｅｌｄ?ａｎｄ?ｔｈｅ?八ＷＲ?ｒｅｔｒｉｅｖｅｄ?ｗｉｎｄ?ｆｉｅｌｄ?ａｔ?１４５２００?ＢＴ?２１?八ｕｇ?２０１９??（ｔｈ
【参考文献】：
期刊论文
[1]长沙机场阵列天气雷达地物识别算法[J]. 魏万益,马舒庆,杨玲,甄小琼,吕寺炜. 应用气象学报. 2020(03)
[2]降水时风廓线雷达风场反演效果评估[J]. 林晓萌,尉英华,陈宏,王艳春. 应用气象学报. 2020(03)
[3]阵列天气雷达设计与初步实现[J]. 马舒庆,陈洪滨,王国荣,甄小琼,许晓平,李思腾. 应用气象学报. 2019(01)
[4]三雷达、双雷达反演降雹超级单体风暴三维风场结构特征研究[J]. 韩颂雨,罗昌荣,魏鸣,黄美金,陈磊. 气象学报. 2017(05)
[5]三维变分方法反演风场的效果检验[J]. 王艳春,王红艳,刘黎平. 高原气象. 2016(04)
[6]一种抑制降水对风廓线雷达水平风干扰的方法[J]. 林晓萌,何平,黄兴友. 应用气象学报. 2015(01)
[7]华南一次强飑线过程的三维变分风场反演效果分析[J]. 王艳春,王红艳,刘黎平. 暴雨灾害. 2014(04)
[8]风廓线雷达测风精度评估[J]. 邓闯,阮征,魏鸣,葛润生. 应用气象学报. 2012(05)
[9]双雷达反演台风外围强带状回波风场结构特征研究[J]. 罗昌荣,池艳珍,周海光. 大气科学. 2012(02)
[10]风廓线仪系统探测试验与应用[J]. 王欣,卞林根,彭浩,李剑东. 应用气象学报. 2005(05)
本文编号：3242497
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