一种基于S波段双偏振天气雷达降水估测方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113740934A(43)申请公布日2021.12.03(21)申请号202110949908.7(22)申请日2021.08.18(71)申请人浙江省大气探测技术保障中心地址310017浙江省杭州市钱塘新区11号大街8号(72)发明人汪章维陈昊王晗卢兴来(74)专利代理机构浙江翔隆专利事务所(普通合伙)33206代理人王晓燕(51)Int.Cl.G01W1/10(2006.01)G01W1/14(2006.01)G01S13/95(2006.01)权利要求书1页说明书7页附图2页(54)发明名称一种基于S波段双偏振天气雷达降水估测方法(57)摘要本发明公开了一种基于S波段双偏振天气雷达降水估测方法，涉及降水估测领域。目前基于双偏振雷达的降水估测方法，主要建立基于偏振量的不同组合与降水率之间的关系方法，使用小时雨量计进行订正，时间尺度较大，影响最后的订正效果。本方法使用雷达有效覆盖范围内的实时分钟雨量计数据，并且在进行液态降水估测时采用双阈值，选择不同的降水估测算法计算，对双偏振雷达的逐体扫降水率产品进行实时校准订正。其订正时间尺度更小，订正后的逐体扫雨强产品的精度更高，使用订正后的雨强产品累计得到的小时降水量产品更准确，且长期稳定性更好。CN113740934ACN113740934A权利要求书1/1页1.一种基于S波段双偏振天气雷达降水估测方法，其特征在于包括以下步骤：1)获取S波段双偏振雷达体扫基数据；2)对S波段双偏振雷达体扫基数据进行质量控制；3)使用基于模糊逻辑的双偏振雷达定量降水估测算法计算雷达降水估测数据；4)获取S波段雷达覆盖范围内自动站分钟级雨量计数据；5)采用分钟级雨量计数据对雷达降水估测数据进行逐体扫实时订正，计算逐体扫实时校准订正后的降水估测数据，得到校准订正后雷达逐体扫瞬时降水强度产品QPE；6)通过逐体扫实时校准订正后的降水估测数据，累计后得到双偏振雷达小时降水量估测数据，即双偏振雷达小时降水量产品OHP。2.根据权利要求1所述的一种基于S波段双偏振天气雷达降水估测方法，其特征在于：步骤2)中，数据质量控制包括：201)反射率ZH使用中值滤波器以及沿着径向方向上采用5个距离库的滑动平均值的方法来消除异常值和减少随机波动；202)根据相关系数ρhv小于0.85的阈值来剔除包括地物杂波、湍流散射、异常杂波的非气象回波；203)对差分相移率KDP进行质量控制，首先根据地物杂波的差分相位均值来标定系统的初始相位，然后平滑滤波，最后通过线性编程的方法来计算KDP，线性规划的方法可以确保KDP的非负性，同时符合其物理含义。3.根据权利要求1所述的一种基于S波段双偏振天气雷达降水估测方法，其特征在于：步骤4)中，自动站分钟级雨量计数据采用雷达覆盖150km范围内的实时分钟级雨量计数据。4.根据权利要求1所述的一种基于S波段双偏振天气雷达降水估测方法，其特征在于：步骤3)中，计算雷达降水估测数据时，以模糊逻辑水凝物分类为基础，将降水类型大致分为液态和非液态，对其中的反射率ZH和差分相移率KDP进行判定，然后根据KDP和ZH的阈值选择0.7610.763对应的降水率计算公式R(ZH)＝0.019ZH和R(KDP)＝44.84KDP进行计算。5.根据权利要求1所述的一种基于S波段双偏振天气雷达降水估测方法，其特征在于：步骤5)中，采用分钟级雨量计数据对雷达降水估测数据进行逐体扫实时订正包括以下步骤：501)寻找到雨量计在体扫时间内的累计雨量并转换为其对应的小时降水强度Rg，同时根据雨量计的经纬度信息寻找其垂直方向上降水强度对应距离库的估测雨量Rr；502)使用降水强度Rg和估测雨量Rr二者的比值Rg/Rr作为订正因子，将订正因子通过基于薄板样条TPS算法插值到整个雷达降水估测范围内的每个格点，即形成了雷达降水强度中每个格点所对应的订正因子；503)通过将每个格点中的订正因子乘以对应的降水强度的对应格点，计算逐体扫的校准订正实时降水估测数据，得到校准订正后雷达逐体扫瞬时降水强度产品QPE。2CN113740934A说明书1/7页一种基于S波段双偏振天气雷达降水估测方法技术领域[0001]本发明涉及降水估测领域，尤其涉及一种基于S波段双偏振天气雷达降水估测方法。背景技术[0002]天气雷达是大气探测、云降水物理研究的重要手段，被广泛应用于气象监测预警和气象科学研究。天气雷达不仅可以为中小尺度天气过程提供准确的观测资料，还能够通过降水产品反映空间降水的不均匀性。雷达定量降水估测业务是现代天气业务体系的重要组成部分，也是定量降水预报、强降水短临预警的基础，对山洪地质灾害和中小河流洪水精细化预报起重要支撑作用，因此提高雷达降水估测精度具有十分重要的