一種基于雙線偏振多普勒天氣雷達(dá)探測(cè)的雨強(qiáng)估算方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種基于雙線偏振多普勒天氣雷達(dá)探測(cè)的雨強(qiáng)估算方法，包括：當(dāng)降水的回波強(qiáng)度ZH較小時(shí)，采用回波強(qiáng)度ZH來(lái)估測(cè)降水；當(dāng)降水的回波強(qiáng)度ZH增大時(shí)，若比差分相移KDP和差分反射率因子ZDR的值均較小，采用回波強(qiáng)度ZH和差分反射率因子ZDR來(lái)估測(cè)降水，若比差分相移KDP的值較小、差分反射率因子ZDR的值較大，采用比差分相移KDP和差分反射率因子ZDR來(lái)估測(cè)降水，若比差分相移KDP和差分反射率因子ZDR的值均較大，采用比差分相移KDP來(lái)估測(cè)降水。本發(fā)明根據(jù)降水粒子的氣象學(xué)特征，考慮不同大小降水粒子的雨滴譜特征以及雨區(qū)衰減的影響，采用組合降水算法，估算結(jié)果準(zhǔn)確，改善了精度，提高了暴洪監(jiān)測(cè)的能力。
【專利說(shuō)明】-種基于雙線偏振多普勒天氣雷達(dá)探測(cè)的雨強(qiáng)估算方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及氣象雷達(dá)數(shù)據(jù)處理【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是一種基于雙線偏振多普勒天氣雷 達(dá)探測(cè)的雨強(qiáng)估算方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 我國(guó)是一個(gè)幅員遼闊、地形復(fù)雜、受氣象災(zāi)害影響十分嚴(yán)重的國(guó)家。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó) 每年受干旱、暴雨和熱帶風(fēng)暴等重大災(zāi)害性天氣、氣候影響的人口約達(dá)6億人次，平均每年 因受氣象災(zāi)害造成的損失約占國(guó)民生產(chǎn)總產(chǎn)值的3%?5%，準(zhǔn)確快速獲取區(qū)域降雨量的信 息，對(duì)防洪減災(zāi)至關(guān)重要。常規(guī)雷達(dá)只能得到降水的強(qiáng)度信息Zh，且由于受到雨區(qū)衰減的影 響以及無(wú)法反映雨滴譜的變化，所以測(cè)雨的誤差較大，常出現(xiàn)小雨高估和大雨低估的現(xiàn)象。 偏振雷達(dá)是監(jiān)測(cè)局地暴洪較好的探測(cè)工具，其測(cè)量參量Kdp和Zdk相比強(qiáng)度信息Zh對(duì)雨強(qiáng)有 更好的相關(guān)性，因此能以較高精度遙測(cè)區(qū)域降雨量。
[0003] 從偏振參數(shù)的特性來(lái)說(shuō)，Zdk反映了降水粒子對(duì)不同偏振方向雷達(dá)波后向散射的性 質(zhì)的差異，反映出滴譜中大小降水粒子比例的變化，能夠較精確地反映雨滴譜的變化；而 Kdp則是非球形粒子對(duì)不同偏振方向雷達(dá)波傳播相位或傳播速度差異的量度，幾乎和雨強(qiáng)R 呈線性關(guān)系，而且對(duì)雨滴譜（DSD)變化相對(duì)來(lái)說(shuō)不敏感，更能適應(yīng)雨滴譜中Ntl參數(shù)的變 化。因此充分利用雙線偏振多普勒雷達(dá)的各種測(cè)量參數(shù)，可以有效的提高降水的估測(cè)精度， 然而利用不同的偏振參數(shù)估算降水強(qiáng)度的方法差異很大。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于提供一種能夠改善雷達(dá)測(cè)雨的精度、提高暴洪監(jiān)測(cè)的能力的基 于雙線偏振多普勒天氣雷達(dá)探測(cè)的雨強(qiáng)估算方法。
[0005] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案：一種基于雙線偏振多普勒天氣雷 達(dá)探測(cè)的雨強(qiáng)估算方法，該方法包括： (1) 當(dāng)降水的回波強(qiáng)度Zh較小時(shí)，采用回波強(qiáng)度Zh來(lái)估測(cè)降水，即： R(Zh) =B1Zhm (1) 其中，R(Zh)表示用回波強(qiáng)度211估算出的雨強(qiáng)R，其單位為mn^tr1 ;Zh為回波強(qiáng)度，其 單位為mm6 ·πΓ3叫、Id1為可調(diào)參數(shù)； (2) 當(dāng)降水的回波強(qiáng)度Zh增大時(shí)： (2a)若比差分相移Kdp和差分反射率因子Zdk的值均較小，采用回波強(qiáng)度Zh和差分反射 率因子Zdk來(lái)估測(cè)降水，即：

【權(quán)利要求】
1. 一種基于雙線偏振多普勒天氣雷達(dá)探測(cè)的雨強(qiáng)估算方法，其特征在于該方法包括： (1) 當(dāng)降水的回波強(qiáng)度Zh較小時(shí)，采用回波強(qiáng)度Zh來(lái)估測(cè)降水，即： R(Zh) =B1Zhm (1) 其中，R(Zh)表示用回波強(qiáng)度2 11估算出的雨強(qiáng)R，其單位為mn^tr1 ;Zh為回波強(qiáng)度，其 單位為mm6 ·πΓ3叫、Id1為可調(diào)參數(shù)； (2) 當(dāng)降水的回波強(qiáng)度Zh增大時(shí)： (2a)若比差分相移Kdp和差分反射率因子Zdk的值均較小，采用回波強(qiáng)度Zh和差分反射
$田罕7__本仕?丨除7k·.目Π. ) 其中，R(ZH、Zdk)表示用回波強(qiáng)度Zh和差分反射率因子Zdk估算出的雨強(qiáng)R，其單位為mm·h-1 ;ZH為回波強(qiáng)度，其單位為mm6 ·πΓ3 ;ZDK為差分反射率因子，其單位為dB;a2、b2、c2 為可調(diào)參數(shù)； (2b)若比差分相移Kdp的值較小、差分反射率因子Zdk的值較大，采用比差分相移Kdp和 差分反射率閔子Z"D夾估涮降水，即：
其中，R(KDP、Zdk)表示用比差分相移Kdp和差分反射率因子Zdk估算出的雨強(qiáng)R，其單位 為mm.IT1 ;KDP為比差分相移,其單位為。/Km;ZDK為差分反射率因子,其單位為dB;a3、b3、 c3為可調(diào)參數(shù)； (2c)若比差分相移Kdp和差分反射率因子Zdk的值均較大，采用比差分相移Kdp來(lái)估測(cè) 降水，即： R(Kdp) =a4KDPb4 (4) 其中，R(Kdp)表示用比差分相移Kdp估算出的雨強(qiáng)R，其單位為Kdp為比差分相 移，其單位為° /Km;a4、b4為可調(diào)參數(shù)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于雙線偏振多普勒天氣雷達(dá)探測(cè)的雨強(qiáng)估算方法，其特征 在于：所述降水的回波強(qiáng)度Zh較小是指降水的回波強(qiáng)度ZH〈P1，所述降水的回波強(qiáng)度Zh增大 是指降水的回波強(qiáng)度ZH>P1，15〈P1〈25,其單位為dBZ。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于雙線偏振多普勒天氣雷達(dá)探測(cè)的雨強(qiáng)估算方法，其特征 在于：所述比差分相移Kdp和差分反射率因子Zdk的值均較小是指，比差分相移Kdp〈P2且差 分反射率因子ZDK〈P3 ;所述比差分相移Kdp的值較小、差分反射率因子Zdk的值較大是指，t匕 差分相移Kdp〈P2且差分反射率因子ZDK>P3 ;所述比差分相移Kdp和差分反射率因子Zdk的值 均較大是指，比差分相移Kdp>P2且ZDK>P3 ;0. 6〈P2〈1. 5,其單位為。/Km;1〈P3〈2. 5,其單位 為dB。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于雙線偏振多普勒天氣雷達(dá)探測(cè)的雨強(qiáng)估算方法，其特征 在于：31〈al〈485,1. 37〈bl〈l. 71 ;3· 9*l(T3〈a2〈6· 7*1(Γ3,〇· 91〈b2〈l. 07 ;-5· 97〈c2〈-2. 09 ; 25.6〈a3〈90. 8,0. 89〈b3〈0. 95,-I. 69〈c3〈-0. 72 ;40.5〈a4〈55,0. 82〈b4〈0. 89。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于雙線偏振多普勒天氣雷達(dá)探測(cè)的雨強(qiáng)估算方法，其特征 在于：所述Pl=20,P2=l，P3=L5。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于雙線偏振多普勒天氣雷達(dá)探測(cè)的雨強(qiáng)估算方法，其特征 在于：所述al=200,bl=l. 6 ;a2=5. 8*1(T3,b2=0. 93,c2=-3. 43 ;a3=37. 9,b3=0. 93,c3=-l. 37 ; a4=50. 7,b4=0. 85。
【文檔編號(hào)】G01S7/41GK104316930SQ201410586404
【公開日】2015年1月28日 申請(qǐng)日期:2014年10月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月29日
【發(fā)明者】曹俊武, 陳曉輝, 屈凱峰, 汪旭東 申請(qǐng)人:安徽四創(chuàng)電子股份有限公司