DSD参数对双频雷达估测降水的影响研究
发布时间：2022-01-01 00:35
双频雷达通过估计降水的雨滴谱分布（Rain Drop Size Distribution,DSD）参数来估测降水,相比多普勒天气雷达利用Z-I关系估测降水的方法,估测结果更加准确。真实的雨滴谱分布随时空不断变化,难以准确描述。本研究的目的是评估将其描述成Gamma分布模型对双频雷达估测降水造成的误差。研究中利用架设在广东龙门和西藏那曲的雨滴谱仪观测资料,计算Ku/Ka双频雷达的反射率因子,利用双频雷达算法反演降水率R和衰减系数k,并将其与雨滴谱仪直接计算的结果进行比较,探讨双频雷达反演算法中DSD模型对反演结果造成的影响,并对比反演误差的地区差异性。研究结果表明:DSD参数对双频雷达反演降水的影响在那曲和龙门地区有一定的差异。从双频技术反演的质量加权的粒子直径（Dm）、Ka波长衰减系数(kKa)、Ku波长衰减系数(kKu)和降水率（R）来看,当Gamma分布的形状因子μ分别取2、3和4时,龙门地区对四个参数的反演都能得到较为稳定准确的结果,相对误差基本<10%。而就kKa和5～40 mm·h<...
【文章来源】：高原气象. 2020,39(03)北大核心CSCD
【文章页数】：11 页
【部分图文】：
图１?２０１６年６月１３—１４日广东龙门降水雨滴谱分布（ａ）、??Ｄｗ（ｂ）和降水率（ｃ）变化??Ｆｉｇ．?１?Ｃｈａｎｇｅ?ｏｆ?ｒａｉｎｄｒｏｐ?ｓｐｅｃｔｒａｌ?ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ?（ａ），?Ｄｍ?（ｂ）??ａｎｄ?ｒａｉｎ?ｒａｔｅ?（ｃ）?ｄｕｒｉｎｇ?ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ?ａｔ?Ｌｏｎｇｍｅｎ，??—ｏ?ｏ?ｏ??６?４?２??
５７６??高?原气象??０?２?４?６?８?１０?０?２０?４０?６０?８０??反演值／（ｄＢｋｎｒ１）?／？反演值／（ｍｍｈ１）??图５广东龙门地区，双频雷达算法反演结果的相对误差??Ｆｉｇ．?５?Ｒｅｌａｔｉｖｅ?ｂｉａｓ?ｏｆ?ｄｕａｌ－ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ?ｒａｄａｒ?ｒｅｔｒｉｅｖａｌ?ｒｅｓｕｌｔｓ?ｉｎ?Ｌｏｎｇｍｅｎ，?Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ??测数据，分析了青藏高原那曲地区ＤＳＤ参数对双??频雷达反演降水的影响。??图６给出了那曲地区当＂＝６时■０？，、心？、的??反演结果和参考真值的散点分布：图６表明采用??６的Ｇａｍｍａ分布来描述雨滴谱参数时，在那曲地??区，双频雷达反演结果与雨滴谱仪观测数据直接计??算的参考真值一致性较好。??为了定量比较Ｇａｍｍａ分布模型对双频雷达反??演结果的影响，同样计算了那曲地区各降水参量反??演值相对误差随各参量的变化。由于在那曲地区??的观测时间较短，计算的大滴部分相对误差波动太??大，故在计算相对误差时剔除ｚｌｘ中样本数小于５个??的数据。??图７给出了那曲地区Ｇａｍｍａ分布取不同＂时，??双频雷达反演的化、心＜／、心》、尺的相对误差。在那??曲地区，＃?＝－２对￡＞？，严重低估，＂＝０对￡＞？，有１０％￣??３０％的低估，＂＝２、３、４、６反演的￡）？在１．５？３?ｍｍ??范围内相对误差都在１０％之内，其中／／＝３、４时相对??误差最小，在０值附近波动；的反演效果与龙门??基本没有差异；对于那曲地区心，，和５?￣?４０?ｒｒｍｖｈＨ??降水率的反演，都呈现出随着＾值的增加相对误差??减小的趋势，其中当＂＝４、６时，Ｌ相对误差最小，?
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【参考文献】：
期刊论文
[1]青藏高原大气蕴含潜热时空分布特征研究[J]. 陈月,李跃清,范广洲,陈宇航. 高原气象. 2019(03)
[2]全球变暖背景下青藏高原夏季大气中水汽含量的变化特征[J]. 常姝婷,刘玉芝,华珊,贾瑞. 高原气象. 2019(02)
[3]青藏高原未来气候变化的热动力成因分析[J]. 王玉琦,鲍艳,南素兰. 高原气象. 2019(01)
[4]青藏高原那曲地区夏季对流云结构及雨滴谱分布日变化特征[J]. 常祎,郭学良. 科学通报. 2016(15)
[5]雨滴谱的变化对降水估测的影响研究[J]. 吴亚昊,刘黎平,周筠珺,杨杰,郑佳锋. 高原气象. 2016(01)
[6]全球降水测量（GPM）计划及其最新进展综述[J]. 唐国强,万玮,曾子悦,郭晓林,李娜,龙笛,洪阳. 遥感技术与应用. 2015(04)
[7]非球形粒子光散射计算研究的进展综述[J]. 许丽生,陈洪滨,丁继烈,夏志业. 地球科学进展. 2014(08)
[8]对流性降水雨滴谱特征及其与雷达反射率因子的对比分析[J]. 濮江平,张昊,周晓,张卉慧,王可法. 气象科学. 2012(03)
[9]利用激光降水粒子谱仪研究雨滴谱分布特性[J]. 濮江平,张伟,姜爱军,张卉慧,王可法. 气象科学. 2010(05)
[10]不同天气系统宁夏夏季降雨谱分布参量特征的观测研究[J]. 牛生杰,安夏兰,桑建人. 高原气象. 2002(01)
本文编号：3561295
【文章来源】：高原气象. 2020,39(03)北大核心CSCD
【文章页数】：11 页
【部分图文】：
图１?２０１６年６月１３—１４日广东龙门降水雨滴谱分布（ａ）、??Ｄｗ（ｂ）和降水率（ｃ）变化??Ｆｉｇ．?１?Ｃｈａｎｇｅ?ｏｆ?ｒａｉｎｄｒｏｐ?ｓｐｅｃｔｒａｌ?ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ?（ａ），?Ｄｍ?（ｂ）??ａｎｄ?ｒａｉｎ?ｒａｔｅ?（ｃ）?ｄｕｒｉｎｇ?ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ?ａｔ?Ｌｏｎｇｍｅｎ，??—ｏ?ｏ?ｏ??６?４?２??
５７６??高?原气象??０?２?４?６?８?１０?０?２０?４０?６０?８０??反演值／（ｄＢｋｎｒ１）?／？反演值／（ｍｍｈ１）??图５广东龙门地区，双频雷达算法反演结果的相对误差??Ｆｉｇ．?５?Ｒｅｌａｔｉｖｅ?ｂｉａｓ?ｏｆ?ｄｕａｌ－ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ?ｒａｄａｒ?ｒｅｔｒｉｅｖａｌ?ｒｅｓｕｌｔｓ?ｉｎ?Ｌｏｎｇｍｅｎ，?Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ??测数据，分析了青藏高原那曲地区ＤＳＤ参数对双??频雷达反演降水的影响。??图６给出了那曲地区当＂＝６时■０？，、心？、的??反演结果和参考真值的散点分布：图６表明采用??６的Ｇａｍｍａ分布来描述雨滴谱参数时，在那曲地??区，双频雷达反演结果与雨滴谱仪观测数据直接计??算的参考真值一致性较好。??为了定量比较Ｇａｍｍａ分布模型对双频雷达反??演结果的影响，同样计算了那曲地区各降水参量反??演值相对误差随各参量的变化。由于在那曲地区??的观测时间较短，计算的大滴部分相对误差波动太??大，故在计算相对误差时剔除ｚｌｘ中样本数小于５个??的数据。??图７给出了那曲地区Ｇａｍｍａ分布取不同＂时，??双频雷达反演的化、心＜／、心》、尺的相对误差。在那??曲地区，＃?＝－２对￡＞？，严重低估，＂＝０对￡＞？，有１０％￣??３０％的低估，＂＝２、３、４、６反演的￡）？在１．５？３?ｍｍ??范围内相对误差都在１０％之内，其中／／＝３、４时相对??误差最小，在０值附近波动；的反演效果与龙门??基本没有差异；对于那曲地区心，，和５?￣?４０?ｒｒｍｖｈＨ??降水率的反演，都呈现出随着＾值的增加相对误差??减小的趋势，其中当＂＝４、６时，Ｌ相对误差最小，?
５７６??高?原气象??０?２?４?６?８?１０?０?２０?４０?６０?８０??反演值／（ｄＢｋｎｒ１）?／？反演值／（ｍｍｈ１）??图５广东龙门地区，双频雷达算法反演结果的相对误差??Ｆｉｇ．?５?Ｒｅｌａｔｉｖｅ?ｂｉａｓ?ｏｆ?ｄｕａｌ－ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ?ｒａｄａｒ?ｒｅｔｒｉｅｖａｌ?ｒｅｓｕｌｔｓ?ｉｎ?Ｌｏｎｇｍｅｎ，?Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ??测数据，分析了青藏高原那曲地区ＤＳＤ参数对双??频雷达反演降水的影响。??图６给出了那曲地区当＂＝６时■０？，、心？、的??反演结果和参考真值的散点分布：图６表明采用??６的Ｇａｍｍａ分布来描述雨滴谱参数时，在那曲地??区，双频雷达反演结果与雨滴谱仪观测数据直接计??算的参考真值一致性较好。??为了定量比较Ｇａｍｍａ分布模型对双频雷达反??演结果的影响，同样计算了那曲地区各降水参量反??演值相对误差随各参量的变化。由于在那曲地区??的观测时间较短，计算的大滴部分相对误差波动太??大，故在计算相对误差时剔除ｚｌｘ中样本数小于５个??的数据。??图７给出了那曲地区Ｇａｍｍａ分布取不同＂时，??双频雷达反演的化、心＜／、心》、尺的相对误差。在那??曲地区，＃?＝－２对￡＞？，严重低估，＂＝０对￡＞？，有１０％￣??３０％的低估，＂＝２、３、４、６反演的￡）？在１．５？３?ｍｍ??范围内相对误差都在１０％之内，其中／／＝３、４时相对??误差最小，在０值附近波动；的反演效果与龙门??基本没有差异；对于那曲地区心，，和５?￣?４０?ｒｒｍｖｈＨ??降水率的反演，都呈现出随着＾值的增加相对误差??减小的趋势，其中当＂＝４、６时，Ｌ相对误差最小，?
【参考文献】：
期刊论文
[1]青藏高原大气蕴含潜热时空分布特征研究[J]. 陈月,李跃清,范广洲,陈宇航. 高原气象. 2019(03)
[2]全球变暖背景下青藏高原夏季大气中水汽含量的变化特征[J]. 常姝婷,刘玉芝,华珊,贾瑞. 高原气象. 2019(02)
[3]青藏高原未来气候变化的热动力成因分析[J]. 王玉琦,鲍艳,南素兰. 高原气象. 2019(01)
[4]青藏高原那曲地区夏季对流云结构及雨滴谱分布日变化特征[J]. 常祎,郭学良. 科学通报. 2016(15)
[5]雨滴谱的变化对降水估测的影响研究[J]. 吴亚昊,刘黎平,周筠珺,杨杰,郑佳锋. 高原气象. 2016(01)
[6]全球降水测量（GPM）计划及其最新进展综述[J]. 唐国强,万玮,曾子悦,郭晓林,李娜,龙笛,洪阳. 遥感技术与应用. 2015(04)
[7]非球形粒子光散射计算研究的进展综述[J]. 许丽生,陈洪滨,丁继烈,夏志业. 地球科学进展. 2014(08)
[8]对流性降水雨滴谱特征及其与雷达反射率因子的对比分析[J]. 濮江平,张昊,周晓,张卉慧,王可法. 气象科学. 2012(03)
[9]利用激光降水粒子谱仪研究雨滴谱分布特性[J]. 濮江平,张伟,姜爱军,张卉慧,王可法. 气象科学. 2010(05)
[10]不同天气系统宁夏夏季降雨谱分布参量特征的观测研究[J]. 牛生杰,安夏兰,桑建人. 高原气象. 2002(01)
本文编号：3561295
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