X波段双极化多普勒天气雷达极限降水的估计能力

首先分析了x波段双极化多普勒天气雷达降水估计的误差来源及其影响,然后分析了信比、积累阶数对降水估计精度的影响,明确雷达系统本身的测量误差所能达到的理想程度,结果表明在双通道的积累次数M=64,信噪比SNR=10dB的条件下差分反射率的σ(ZDR)=0.32dB,则相应R(Z,ZDR)的降水估计精度最好能达到44%,同样条件下差分相位的σ(φ)=0.08°,那么在降水率R=50mm／h时R(

第3 0卷

第 2期

气

象

科

学

Vo . 3 1 0. No. 2 Ap .,2 0 r 01

21 0 0年 4月

S ENTI M ET CI A EOROLOGI CA I CA S NI

史朝，何建新，艳.刘 X波段双极化多普勒天气雷达极限降水的估计能力 .象科学，0 0 3 ( ) 2 52 9 S i h o H 气 2 1,0 2:4 -4 . h Z a, eJaxn. i n Ulmae a ayi frifl et t n f m b n u l oai t cDo pe a a. ce t tooo i Snc, in i Lu Ya . t t n lsso anal si i r X—a d d a— lr i ma o o p mer p lrrd r S ini Meerlgc iia i a

2 1 3 ( )2 529 00,0 2:4 -4 .

X波段双极化多普勒天气雷达极限降水的估计能力史朝何建新刘艳(成都信息工程学院大气探测重点实验室， 1成都 6 0 2 )( 12 5 2成都市气象局，成都 6 00 ) 1 00

摘要首先分析了 x波段双极化多普勒天气雷达降水估计的误差来源及其影响，后分析然了信比、积累阶数对降水估计精度的影响，明确雷达系统本身的测量误差所能达到的理想程度，结果表明在双通道的积累次数 M= 4信噪比 S R=1 B的条件下差分反射率的 o(。 )= . 2d 6, N 0d r Z 0 3 B,则相应 ( z 的降水估计精度最好能达到 4%, z,。 ) 4同样条件下差分相位的 (。)= . 8,么 0 0。那

在降水率 R= 0m/时 R(。)降水估计精度最好能达 86。 5 m h K的 .% 关键词多普勒雷达分类号 P 1. 4 52

降水率估计精度文献标识码 A

x波段

双极化

Uli a e a a y i f r i f l e tm a i n f o tm t n l ss o a n a l si to r m X— a d d a— l rm e r c Do p e a r b n u lpo a i t i p l r r daS i a HeJa xn h Zh o in i L u Ya i n

( e a o t yo to hr o nig hn d nvrt o I om t nTcnl y hnd 12 5 h a 1K yL br o m s ei Su dn,C eg

uU i syf n r ai ehoo,C eg u6 0 2,C i ) a r fA p c e i f o g n( hn d t r o i l ueu C eg u6 0 0,C i ) 2C eg uMe oo gc r, hn d 10 0 hn e l aB a aAbsr c S u c s o lo s i an a 1o e v t n b n oa ia in r d r a e i to u e o ta t o r e feT r n ri f 1 bs r a i s by X— a d p l rz t a a r n r d c d t o o a lz herr ltv mp ra c .Th li t c u a y o a n alme s r me ti ee mi d b i n l nay e t i eai e i o tn e e u tmae a c r c fr if l a u e n S d t r ne y sg a

t os ai (ⅣR)a d smpe u e ( ) on i rt I e o s n a lsD mb r M .De u e eut s o h t=6 d c d rs l h w ta s M 4

=1 B w l d . 0 d i e l

t mie ( R 0 3 B, c o ig, cuayo ( R i ec t 4 .wi a a eo e n zD)= . 2d acr n l ac rc f z, )wlraha 4% r d y l t sme l f h vu

M a dS R,ac r yo iee t l h s ( D)w l a iea 0 0。 w ihwl d c eac rc f n N cua f f rni ae P i r v t . 8, hc i e i cuayo c df ap l r l dR( K )8 6 whl analrt =5 .% i rifl ai R e o 0 mm/ . hK e r s Do lrr da Ra n ale tma in X nd P lrz to y wo d pp e a r i fl si to ba o a iain

引言双极化多普勒天气雷达不仅能够探测基本反射率因子、速度和谱宽三个参量而且能够探测差分发射率、分相位、关系数和比相差等双极化参量。差相

息，有零偏差无需绝对标定的特点而且与波束充具塞程度无关只与双极化的路径衰减差异有关，雨在加雹的降水过程中受雹的影响很小因而可以将雨与雹区分开来。

并且 R( D)滴谱变化的影响比较 K受小，更适合用于强降水过程。总之，极化参量测降双水率的优势是在于更准确地刻画了滴谱的特征，降低了滴谱变化的多样性¨。

差分反射率反映了最小分辨单元内粒子的平均尺寸，与指数滴谱[ D)=Ⅳ e。中的入有关。而Ⅳ( n ]

最小分辨单元内的粒子数量[ n可以由基本反射Ⅳ]率因子推算出，以降水率可以由 z和 z 所 。组合公式确定。比相差提取的是回波中的相位信收稿日期：0 80—0修改稿日期：09 7 3 20 -11; 20 - - 00

x波段双极化多普勒天气雷达利用差分相位进行衰减订正，改善了参量的估计准确性，提高了降水估计的精度。不仅如此， x波段天气雷达还具备移

基金项目：国家高技术研究发展计划( 6 )目(0 7 0 10 )四川省青年基金项目(3 Q 2 0 3 83项 2 0 AA 6 9 1; 0 Z o 6— 5 )第一作者简介：史朝( 9 1),, 18 男河北保定，士，硕助教，主要从事气象雷达数据质量控制的研究。jr— h@yho cr e oe se a o.o .l n l

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