风廓线雷达结合毫米波雷达提取降水时大气垂直速度的研究的任务书.docx

风廓线雷达结合毫米波雷达提取降水时大气垂直速度的研究的任务书
一、研究背景
降水是大气中水循环过程的一个重要组成部分，对气候变化、水资源管理、灾害预警等方面具有重要意义。因此，准确地提取大气垂直速度信息对降水的预测和量化具有重要作用。
目前，常用的降水探测手段包括雷达、卫星、地面观测等。其中，雷达作为当前最为常用的降水探测手段，可以提供三维空间内的降水回波强度信息。
在利用雷达提取降水时，考虑到大气中垂直速度的影响，通常需要进行速度处理。而传统雷达的速度解算通常基于多普勒基本原理，受限于其精度和测量范围，对于垂直速度较弱的小雨或雨幅较弱的回波探测不敏感。
因此，结合风廓线雷达和毫米波雷达，综合利用它们各自的优势，不仅可以克服传统雷达的局限性，也能够提取大气垂直速度信息，从而更准确地反演降水量。
二、研究内容与方法
本研究旨在通过风廓线雷达和毫米波雷达的结合，提取大气垂直速度信息，进而反演出降水量。具体内容包括以下几点：
1.建立风廓线雷达和毫米波雷达数据融合模型，实现数据的融合处理。
2.针对雷达数据垂直速度的提取问题，利用风廓线雷达的垂直速度信息和毫米波雷达的回波强度信息，进行协同识别，并提高速度测量精度。
3.开展数据自动化分析挖掘技术的研究，实现反演降水量、强度等目标量的自动化处理。
4.对反演出来的降水量进行误差分析，确定提取降水的精度和适用范围。
三、预期成果
通过本研究，预期达到以下几个方面的预期成果：
1.建立风廓线雷达和毫米波雷达融合处理模型，实现雷达数据的融合处理。
2.优化雷达垂直速度提取算法，提高测量精度。
3.实现反演出的降水量和强度的自动化处理和可视化呈现。
4.确定提取降水的精度和适用范围。
四、研究意义和应用前景
本研究主要针对提高降水的反演精度和准确性，从而在气候变化、水资源管理、灾害预警等方面具有广阔的应用价值。具体意义和应用前景包括以下三个方面：
1.提高降水反演的精度和准确性，为气候变化、水资源管理、灾害预警等领域的决策提供更准确的大气降水量信息。
2.优化雷达垂直速度提取算法，提高雷达数据的利用效率，为雷达技术的应用发展提供重要支持。
3.为多种雷达技术的融合应用提供参考，拓展雷达技术在其他领域的应用前景。
五、研究方案和实验设计
本研究的研究方案主要包括以下三个方面：
1.实验平台和设备的选择：选择具有较高性能指标的风廓线雷达和毫米波雷达，建立雷达数据采集实验平台。
2.数据处理和分析算法的设计：建立数据融合算法、垂直速度提取算法和反演降水量自动化处理算法，并开展实验验证。
3.实验验证和结果分析：利用实验平台进行样本数据采集，通过对比实验结果和气象台测量数据进行对比分析，验证算法实现效果。
六、时间安排和预期目标
本研究的时间安排为1年，预期目标为：
第1-4个月：建立实验平台，采集样本数据，开展算法调研。
第5-8个月：开展数据处理和分析算法的设计和调试。
第9-10个月：建立反演降水量自动化处理算法，并进行结果验证分析。
第11-12个月：总结研究成果，完善相关论文和学术报告。
目标完成情况将每季度进行一次评估，并及时根据评估结果进行调整和优化。