[發(fā)明專(zhuān)利]一種基于S波段雙偏振天氣雷達(dá)降水估測(cè)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110949908.7
• 申請(qǐng)日: 2021-08-18
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113740934B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-12-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳昊;汪章維;盧興來(lái);王晗
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 浙江省大氣探測(cè)技術(shù)保障中心
• 主分類(lèi)號(hào): G01W1/10
• 分類(lèi)號(hào): G01W1/10;G01W1/14;G01S13/95
• 代理公司: 浙江翔隆專(zhuān)利事務(wù)所(普通合伙) 33206
• 代理人: 王曉燕

1.一種基于S波段雙偏振天氣雷達(dá)降水估測(cè)方法，其特征在于包括以下步驟：

1)獲取S波段雙偏振雷達(dá)體掃基數(shù)據(jù)；

2)對(duì)S波段雙偏振雷達(dá)體掃基數(shù)據(jù)進(jìn)行質(zhì)量控制；

3)使用基于模糊邏輯的雙偏振雷達(dá)定量降水估測(cè)算法計(jì)算雷達(dá)降水估測(cè)數(shù)據(jù)；

4)獲取S波段雷達(dá)覆蓋范圍內(nèi)自動(dòng)站分鐘級(jí)雨量計(jì)數(shù)據(jù)；

5)采用分鐘級(jí)雨量計(jì)數(shù)據(jù)對(duì)雷達(dá)降水估測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行逐體掃實(shí)時(shí)訂正，計(jì)算逐體掃實(shí)時(shí)校準(zhǔn)訂正后的降水估測(cè)數(shù)據(jù)，得到校準(zhǔn)訂正后雷達(dá)逐體掃瞬時(shí)降水強(qiáng)度產(chǎn)品Q(chēng)PE；

6)通過(guò)逐體掃實(shí)時(shí)校準(zhǔn)訂正后的降水估測(cè)數(shù)據(jù)，累計(jì)后得到雙偏振雷達(dá)小時(shí)降水量估測(cè)數(shù)據(jù)，即雙偏振雷達(dá)小時(shí)降水量產(chǎn)品OHP；

步驟3)中，計(jì)算雷達(dá)降水估測(cè)數(shù)據(jù)時(shí)，以模糊邏輯水凝物分類(lèi)為基礎(chǔ)，將降水類(lèi)型大致分為液態(tài)和非液態(tài)，對(duì)其中的反射率Z_H和差分相移率K_DP進(jìn)行判定，然后只根據(jù)K_DP和Z_H的閾值選擇對(duì)應(yīng)的降水率計(jì)算公式R(Z_H)＝0.019Z_H^0.761和R(K_DP)＝44.84K_DP^0.763進(jìn)行計(jì)算；

步驟5)中，采用分鐘級(jí)雨量計(jì)數(shù)據(jù)對(duì)雷達(dá)降水估測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行逐體掃實(shí)時(shí)訂正包括以下步驟：

501)尋找到雨量計(jì)在體掃時(shí)間內(nèi)的累計(jì)雨量并轉(zhuǎn)換為其對(duì)應(yīng)的小時(shí)降水強(qiáng)度Rg，同時(shí)根據(jù)雨量計(jì)的經(jīng)緯度信息尋找其垂直方向上降水強(qiáng)度對(duì)應(yīng)距離庫(kù)的估測(cè)雨量Rr；

502)使用降水強(qiáng)度Rg和估測(cè)雨量Rr二者的比值Rg/Rr作為訂正因子，將訂正因子通過(guò)基于薄板樣條TPS算法插值到整個(gè)雷達(dá)降水估測(cè)范圍內(nèi)的每個(gè)格點(diǎn)，即形成了雷達(dá)降水強(qiáng)度中每個(gè)格點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的訂正因子；

503)通過(guò)將每個(gè)格點(diǎn)中的訂正因子乘以對(duì)應(yīng)的降水強(qiáng)度的對(duì)應(yīng)格點(diǎn)，計(jì)算逐體掃的校準(zhǔn)訂正實(shí)時(shí)降水估測(cè)數(shù)據(jù)，得到校準(zhǔn)訂正后雷達(dá)逐體掃瞬時(shí)降水強(qiáng)度產(chǎn)品Q(chēng)PE。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于S波段雙偏振天氣雷達(dá)降水估測(cè)方法，其特征在于：步驟2)中，數(shù)據(jù)質(zhì)量控制包括：

201)反射率Z_H使用中值濾波器以及沿著徑向方向上采用5個(gè)距離庫(kù)的滑動(dòng)平均值的方法來(lái)消除異常值和減少隨機(jī)波動(dòng)；

202)根據(jù)相關(guān)系數(shù)ρ_hv小于0.85的閾值來(lái)剔除包括地物雜波、湍流散射、異常雜波的非氣象回波；

203)對(duì)差分相移率K_DP進(jìn)行質(zhì)量控制，首先根據(jù)地物雜波的差分相位均值來(lái)標(biāo)定系統(tǒng)的初始相位，然后平滑濾波，最后通過(guò)線性編程的方法來(lái)計(jì)算K_DP，線性規(guī)劃的方法可以確保K_DP的非負(fù)性，同時(shí)符合其物理含義。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于S波段雙偏振天氣雷達(dá)降水估測(cè)方法，其特征在于：步驟4)中，自動(dòng)站分鐘級(jí)雨量計(jì)數(shù)據(jù)采用雷達(dá)覆蓋150km范圍內(nèi)的實(shí)時(shí)分鐘級(jí)雨量計(jì)數(shù)據(jù)。