一次雷雨大风天气的多普勒雷达资料分析

利用常规实时观测资料和雷达产品资料,分析了2010-08-04安阳地区出现的一次雷雨大风天气,结果表明:多普勒雷达基本反射率因子图上多条回波带的合并,形成"人"字型回波带使对流增强,短时强降水和地面较大的风出现在"人"字型回波顶端及其移动路径上;多普勒雷达径向速度图上出现"逆风区"和大的径向速度辐合,是产生雷雨大风的直观表现,且强降雨和大风出现在"逆风区"和大的径向速度辐合区内及其移动路径上;短时强降水、强雷暴和局地大风出现的时间段和落区与雷达回波移动路径上中气旋出现的时间段和位置有很好的对应关系;此次过程出现了较高的雷达回波顶、强回波和大的垂直累积液态水含量,但0℃层高度过高,实况天气以强雷暴、短时强降水和局地短时大风为主,未出现冰雹天气。     

绵阳机场ADWR-X雷达在气象保障中的应用

利用绵阳机场ADWR-X雷达资料,探讨了绵阳机场地物回波分布特征以及雷达反射率因、径向速度场对航空危险天气的识别与预报。选取3个典型天气个例,对临近本场突发性强对流云团、高空风动量快速下传以及雷暴群前沿阵风锋等天气进行了分析并利用雷达速度-廓线连续性对径向速度模糊进行修正,得出雷达资料分析应用以及灾害性天气下的气象保障的方法,有利于正确分析处理ADWR-X雷达图像资料,准确判断环境场风场,正确地组织飞行活动,确保飞行安全、高效。     

北京夏季两种降水云系粒子微物理特征研究

文章选取反射率、径向速度、退偏振比、速度谱宽、粒子含水量、相态识别和粒子有效半径等多种雷达产品，对2021-05-22/05-23以层状云为主的降水过程进行分析，从而获取积云降水云系及层状云降水云系粒子的微物理特征。该研究方法和结果可以为人工影响天气中增雨增雪工作提供更直接的指导产品，为人工影响天气作业条件效果分析提供帮助。     

基于地基云雷达资料的云宏观特征分析

利用美国能源部大气辐射测量计划移动观测设备—地基云雷达在我国寿县地区2008-10-15~2008-12-15的观测资料,对云的出现频率和宏观特征进行了统计分析。统计结果表明:寿县地区秋末冬初云出现频率最大值的时间和区域主要在06:00~09:00(UTC)(即北京时间14:00~17:00)的近地面附近,其次是在04:00(UTC)和23:00(UTC)的8km高度附近,并且云出现频率最大值时所对应的平均反射率因子最小。云层的出现频率以单层云居多,占全部云层的62.9%,双层云占29.8%,还有少量的多层云。云类型的出现频率以卷云、高层云和层积云居多,分别占30.9%、26.5%和22.2%。     

双线偏振雷达在郑州“7.20”极端暴雨中的应用分析

2021-07-20郑州遭遇了极端暴雨天气，造成了巨大的人员伤亡和经济损失，文章利用洛阳S波段双线偏振雷达资料对此次暴雨过程进行了分析。结果表明：此次过程降水强度大，强降水持续时间长；强降水回波和逆风区的持续存在，是造成郑州极端降水的重要因素；低质心结构、差分反射率因子柱和差分传播相移率柱均在融化层高度以下，表明郑州极端降水时段以液态降水为主，强降水中心扁椭球形大雨滴数浓度高，近地面降水效率高。     

“2013.3.19”飑线天气过程分析

利用常规天气图、物理量、多普勒雷达Web GIS拼图、自动站雨量等资料,采用中分析和特征提取方法,对2013年3月19~20日江西出现大范围冰雹的飑线天气过程进行分析,结果表明:本次飑线天气是在多种天气系统相互作用下形成的。出现冰雹的主要原因有较大的不稳定能量累积、500hPa有干层发展、中低层有强垂直风切变,风向随高度顺转,以及较低的0℃和-20℃高度;未出大风的原因是地面与高空的温差不够,逆温层厚度较厚;未出大范围强降水的原因是湿层厚度不厚、中低层有强风垂直切变、中层异常干,以及cape值偏强。     

一次热带低压“弱回波”的短时强降水特征分析

使用常规天气、自动站、3D云图、单站雷达回波、Web GIS雷达拼图和风廓线雷达等资料,采用统计、对比分析和特征提取等方法,对影响江西宜春的2013年第7号强台风"苏力"(热带低压)短时强降水进行分析。结果表明:①"苏力"(热带低压)短时强降水期间,宜春处于低压中心偏东,并受台风眼南侧大片云系影响,螺旋雨带自北向南气旋式移动,强降水中心也表现为自西北向东南方移动特征。②0714过程表现为"弱回波"特征,回波结构紧密,呈带絮状,回波强度只有35~45dBz。③短时强降水影响前后,单站气象要素表现为温度平稳,湿度饱和,气压较低且随强降水产生而平缓上升,2min平均风速较小,强降水期间出现风向切变,具有典型暴雨特点,降水持续时间较长,并伴随超短时强降水出现。④"苏力"台风低压在短时强降水影响期,风廓线雷达产品水平风向风速上,高层为西北风,低层为西南风,整体风速均匀,为大范围12~20m/s的风区,并探底到600m高度,高低层存在风向风速垂直切变,但切变强度要小于其他强对流天气;径向速度为正速度,最大达8m/s,出现在最强雨强阶段;速度谱宽高低层中大小值交替出现;信噪比SNR达60~70dB;垂直风速受雨滴末速度影响,达到8m/s;大气折射率结构常数C2n因台风系统降水雨滴大和雨滴数量密集而表现出极大值-15~-14m-2/3。     

一次雹暴天气过程的天气特征及雷达图特征分析

文章对发生在芜湖县的一次强对流天气进行了天气学分析、中尺度分析以及雷达图特征分析,确认此次雹暴天气由单个超级单体造成,并得出结论:此次过程天气背景为东北低涡和高空低槽;具有高低空急流、前倾槽、高空辐散低空辐合、上干下湿等不稳定环境条件;中尺度低层切变线和干线是触发强对流的主要影响系统,强垂直风切变、CAPE值、0℃层高度等因子有利于冰雹的产生;强对流在雷达图上表现了高VIL、高回波顶、中气旋以及悬垂回波、弱三体散射等明显的雹暴特征。     

基于模糊逻辑技术的新一代雷达回波分类

设计了一种基于模糊逻辑技术的新一代雷达回波分类方法,它包含了降水回波(PDA)和奇异回波(APDA)两种探测算法.对于每种算法,在详细分析目标回波特点的基础上,提炼出一组最能描述这些回波的特征组合,如中值、平均值、标准方差、纹理结构等,并分配权重,然后利用模糊逻辑技术计算每个特征与目标回波相匹配的概率,最后对其做加权平均并选择合适阈值界定目标回波的类型.与美国WSR-88D雷达回波分类器相比,这里调整了特征量计算和联合,重新分配了权重,对PDA增加了最小反射率因子检验并加强了对反射率因子纹理结构和平均值的判断.     

X波段双线偏振雷达电磁波衰减订正效果评估

文章以山东省首部X波段全固态双线偏振多普勒天气雷达(724XSP型)的2次强对流天气过程观测资料为例,与济南CINRAD/SA型多普勒天气雷达观测的同一降水系统的回波强度对比,利用差分相移(φDP)订正反射率因子来验证XSP型雷达衰减订正的效果。结果表明:通过对对流云的对比观测,724XSP型天气雷达对45dBz以上强回波的探测能力稍差,当探测到冰雹云时与S波段雷达探测的云体结构差别较大。XSP型雷达经过衰减订正后,与济南SA型雷达的回波强度一致性得到了提高,说明通过差分相移进行电磁波衰减订正是一种有效的订正方法。     

风廓线雷达对一次强降水过程的探测研究

文章利用位于北京房山地区的边界层风廓线雷达,对发生在2014-09-01~02的一次强降水过程进行了探测实验研究,结果表明:风廓线雷达可以较好地描述降水期间的水平风场变化,能够清楚地显示出锋前暖区降水、锋面降水过程中低层和高层的典型风场特征;谱参数、回波强度及其谱密度分布在融化区内的变化特征呈现出降水粒子由固态向液态的转化,可以清楚显示出融化层的位置,约2 900~3 900m;谱参数、回波强度及其谱密度分布随时间的变化趋势与降水有较好的对应关系,反映了降水强度的变化;降水期间C2n随时间的变化趋势反映了在该时段内的降水变化,C2n随时间的增大、减小与降水的发生、发展和结束有较好相关性。     

赣北雨雪天气过程分析

为了做好冬季雨雪冰冻天气的预报服务工作,文章利用常规MICAPS资料、区域自动气象站数据和雷达回波拼图产品等资料,采用天气学、雷达气象等方法,对2020-12-13—2020-12-14赣北地区1次雨雪天气过程进行分析,天气形势上分析了高空形势演变、地面天气图和温度层结演变;雷达回波特征上分析了单部雷达回波特征、雨雪回波垂直结构和雨雪回波STI特征。研究结果为江西北部雨雪天气的监测预警提供了参考依据。     

反射率远场测试系统研究

搭建了基于矢量网络分析仪的反射率远场测试系统测量雷达吸波材料反射率。利用180 mm×180 mm×5 mm铝板作为标准体,检测了系统的性能指标;利用大头针测试了系统的位置精度;测试了高度300 mm的泡沫实心角锥吸波材料的反射率。实验结果表明,该反射率远场测试系统的幅度精度在1 d B内,位置误差优于5 mm,对反射率测试结果误差小于1 d B,系统测试精度小于2%。     

基于VB的CINRAD/SA雷达基数据读取方法

中国新一代天气雷达(CINRAD)单站每次体扫产生反射率、径向速度和谱宽3种基本数据(保存为二进制字节数据文件),该基数据还不能直接用于业务应用,需通过专业软件对基数据文件进行后期计算处理、生成雷达单站PUP产品,应用于监测和预警业务。由于不同厂商生产的雷达有不同的数据结构(格式),以CINRAD/SA雷达基数据文件为例,利用VB(Visual Basic 6.0)语言编程,解决了Byte变量只能读取1个字节(8位)无符号整型数值数据,为基层台站有效利用雷达探测资料,实现监测和预警业务现代化,提供了一种VB编程处理雷达基数据方案。     

巴中CINRAD/SAD双偏振天气雷达数据质量评估

为了分析巴中CINRAD/SAD新一代天气雷达数据质量情况,文章通过标准差分析法,统计分析了2022年1—12月巴中雷达基数据地物回波强度的均值和标准差变化情况、同频电磁干扰回波频次和水平极化反射率因子、差分反射率、差分相移、相关系数的标准差分布,得到了巴中雷达的基数据质量结果：1)巴中雷达数据质量稳定性较高,地物回波强度的均值和标准差变化较小;2)巴中雷达存在较多同频电磁干扰的情况,2022年全年出现干扰频次最少的是5月,最多是9月;3)巴中雷达水平极化反射率因子和差分相移存在较大波动,差分反射率和相关系数数据质量较好。     

基于云模型的路灯造型设计评价方法

为了满足广大用户和销售者对路灯造型设计评价的大量需求,提出了一种基于云模型的路灯造型设计评价方法。首先对路灯的美学特征、功能特征、人机属性、技术需求和环境需求等因素进行分析,建立由指标层、因子层、属性层和目标层构成的路灯造型设计评价指标体系;运用层次分析法确定各评价指标相应的权重系数。其次评价小组对路灯造型设计方案的各评价指标进行打分,利用云模型对评价结果进行分析,提出基于云模型的路灯造型设计评价方法。通过案例验证了该方法的合理性和有效性。     

机场多普勒天气雷达三维显示系统

文章利用VS2010平台结合VTK函数库,开发了机场多普勒天气雷达三维显示系统。该系统采用四分屏的方式实时显示组合反射率产品、最强回波处的二维垂直切面产品、体绘制产品和面绘制产品;除此之外在组合反射率产品上通过鼠标交互可以得到任意垂直切面产品、任意体绘制产品和任意点二维垂直切面产品。通过这些产品,预报人员可以更加直观地监视和分析回波的空间分布情况,为管制人员和航空用户提供更为准确的预报服务。     

吴忠新一代天气雷达定量估测降水性能分析

文章利用5个自动气象站的小时雨量数据与吴忠新一代天气雷达对应时段的反射率数据以及OHP产品数据,形成雷达估测小时雨量-自动站雨量数据对,并对所得数据样本进行了对比分析。同时利用雷达反射率获取自动站雨量数据,选择最优化方法得到Z-I关系中的A、b系数,由评估结果可知能在一定程度上提升吴忠雷达的定量估测降水能力。     

黑体亮温TBB与风暴跟踪信息STI对应关系

为了更好地应用TBB及STI产品,文章使用卫星云图黑体亮温TBB资料、江西雷达拼图STI产品等资料,采用图像对比方法,探讨TBB与STI之间的关系。结果表明：1)黑体亮温TBB与风暴跟踪信息STI密集程度呈一定负相关,即雷达回波强度越大,TBB最低值越低。2)TBB与STI负相关负贡献情况可以分为2种,第1种情况为TBB密集强盛,但STI不密集,第2种情况为TBB稀疏值高,但STI相对密集。3)超级单体TBB冷云特征明显,外侧边缘亮温梯度加大;雷达拼图STI密集指向区也十分明显,TBB低值区与STI密集区移动方向一致。上述研究成果为TBB及STI相互印证和监测江西强天气过程提供了参考。     

测风激光雷达修正F因子的小尺度风切变检测算法

针对由复杂地形或地理环境等因素诱发范围小但强度大的晴空风切变无法被已有风切变算法检测的问题,提出一种测风激光雷达修正F因子来检测这种小尺度风切变的算法。将传统F因子中雷达无法直接测量的垂直风速分量通过理论模型转换为径向风速梯度的函数,将解算F因子的关键点落在得到径向风速梯度的问题上。先从晴空风场数据中提取出激光雷达下滑道扫描的风速廓线,再用最小二乘法计算风速廓线的径向梯度,进一步求解得到修正后的F因子,并根据其经验阈值来判别风切变,最后使用香港国际机场提供的实测激光雷达风场数据进行了实验验证。实验结果表明,当风切变范围在400~800m时,该算法能够检测出现有斜坡算法无法检测到的小尺度风切变,并将小尺度风切变检测范围扩大2NM。该方法利用地面激光雷达数据来衡量机载指标变化,并在检测几百米的小尺度风切变方面效果明显,对于降低风切变漏报率和提高风切变预警率都具有重要意义。