雨量雷達(dá)實(shí)時動態(tài)衰減訂正與降水計算方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于大氣科學(xué)領(lǐng)域，具體涉及激光雨滴譜儀與雨量雷達(dá)（precipitation radar)的同步測量，對雨量雷達(dá)進(jìn)行實(shí)時、動態(tài)的衰減訂正和降水計算。
【背景技術(shù)】
[0002] 本世紀(jì)以來，雷達(dá)定量測量降水再次得到許多國家，特別是發(fā)達(dá)國家的高度重視。 美國2003年以來開展的CASA計劃，以4部X波段雷達(dá)組網(wǎng)開展引發(fā)山洪、城市內(nèi)澇的降水 定量測量；2013年日本擬建的26個"radarraingauge"，以雷達(dá)為核心開展覆蓋其重點(diǎn)洪 澇區(qū)的降水定量測量。這些雷達(dá)主要用于降水的測量，具有明顯的雨量雷達(dá)特性。近年來， 我國有關(guān)部門在部分城市和流域也開展了類似的工作。
[0003] 雨量雷達(dá)能實(shí)現(xiàn)高時空分辨率的降水測量，可以克服常規(guī)雨量計空間代表性很差 的問題，但，由于雨量雷達(dá)測量降水受到當(dāng)時當(dāng)?shù)氐拇髿狻⒔邓旧淼乃p和氣象因子等的 影響，所得到的回波或雷達(dá)反射率因子（通常稱Z值）只是相對值，導(dǎo)致定量估算的降水誤 差較大。為減小誤差，國內(nèi)外不少科技人員通過對降水滴譜分型和對降水類型分型，統(tǒng)計出 較為接近真實(shí)的雷達(dá)衰減和降水估測的系數(shù)，但這些相對固定的統(tǒng)計值難以完全符合世界 各地的每次實(shí)際降水過程。
[0004] 隨著激光雨滴譜儀的廣泛使用，使得用雨量雷達(dá)得到真實(shí)Z值成為可能。激光雨 滴譜儀可實(shí)時獲取每個降水粒子的粒徑和下落速度，可根據(jù)雨強(qiáng)I和Z值計算公式直接得 到當(dāng)時當(dāng)?shù)氐腎和Z值。在時空匹配的條件下，用激光雨滴譜儀測量的I和Z值，對雨量雷 達(dá)進(jìn)行實(shí)時動態(tài)的衰減訂正和雨量計算，可顯著提高雷達(dá)定量測量降水的準(zhǔn)確性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 隨著雷達(dá)和雨滴譜儀技術(shù)的進(jìn)步，本發(fā)明提出了一種利用激光雨滴譜儀與雨量雷 達(dá)的同步測量，對雨量雷達(dá)進(jìn)行實(shí)時、動態(tài)的衰減訂正和降水計算的方法，以解決單一雷達(dá) 定量估算降水誤差較大的問題。
[0006] 本發(fā)明的目的在于提出一種雨量雷達(dá)實(shí)時動態(tài)衰減訂正與降水計算方法。
[0007] 本發(fā)明的實(shí)時動態(tài)衰減訂正與降水計算包括以下步驟：
[0008] 1)獲取激光雨滴譜儀與雨量雷達(dá)在時空上同步實(shí)時測量的雷達(dá)反射率因子 Zp(R) 〇
[0009] 2)根據(jù)HITSCHFELD和B0RDAN提出的衰減訂正方法（簡稱HB法），按照（1)式求 解c、d系數(shù)，
[0010]
【主權(quán)項】
1. 一種雨量雷達(dá)（precipitation radar)實(shí)時動態(tài)衰減訂正與降水計算方法，是利用 激光雨滴譜儀與雨量雷達(dá)的同步測量，對雨量雷達(dá)進(jìn)行實(shí)時動態(tài)的衰減訂正和降水計算， 其特征在于，包括以下步驟： 1) 獲取激光雨滴譜儀與雨量雷達(dá)在時空上同步實(shí)時測量的雷達(dá)反射率因子Zp (R)。 2) 根據(jù)HITSCHFELD和BORDAN提出的衰減訂正方法（簡稱HB法），按照⑴式求解c、 d系數(shù)，
其中，Zm(R)為雨量雷達(dá)測量的與Zp(R)時空匹配的雷達(dá)反射率因子，R為距離。 3) 由已知的c、d系數(shù)，按（2)式對雨量雷達(dá)的每條掃描線逐庫進(jìn)行衰減訂正，
其中，Zt(N)為雨量雷達(dá)經(jīng)衰減訂正后的第N個庫的雷達(dá)反射率因子值，Zm(N)雨量雷 達(dá)衰減訂正前的第N個庫的雷達(dá)反射率因子值，N為庫數(shù)，dN為庫長，J為總庫數(shù)。 4) 實(shí)時獲取多個或多時次激光雨滴譜儀與雨量雷達(dá)在時間上匹配的雷達(dá)反射率因子 Zp(R)及相應(yīng)的雨強(qiáng)Ip (R)。 5) 根據(jù)（3)式求解a、b系數(shù)， Zpi(R) = a X Ipi (R)b (3) 其中，在多時次的情況下，i為大于2的時次數(shù)；在多個激光雨滴譜儀的情況下，i為大 于2的激光雨滴譜儀數(shù)。 6) 由求得的a、b系數(shù)，按（4)式對雨量雷達(dá)的每條掃描線逐庫進(jìn)行雨強(qiáng)計算， Zt(N) = aX It (N)b (4) 其中，It(N)為雨量雷達(dá)掃描線上第N個庫的雨強(qiáng)值。 7) 衰減訂正與降水計算結(jié)束。
2. 如權(quán)利要求1所述的雨量雷達(dá)實(shí)時動態(tài)衰減訂正與降水計算方法，其特征在于，所 述雨量雷達(dá)包括可以用于測雨的S、C、X波段的各種型號和各種庫長的雷達(dá)。
3. 如權(quán)利要求1所述的雨量雷達(dá)實(shí)時動態(tài)衰減訂正與降水計算方法，其特征在于，所 述雨量雷達(dá)包括單部雷達(dá)測量和多部雷達(dá)的組網(wǎng)測量。
4. 如權(quán)利要求1所述的雨量雷達(dá)實(shí)時動態(tài)衰減訂正與降水計算方法，其特征在于，所 述衰減訂正與降水計算應(yīng)用于大于30km的各種雷達(dá)有效探測半徑之中。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種雨量雷達(dá)實(shí)時動態(tài)衰減訂正與降水計算方法。通過實(shí)時獲取的降水粒子信息和對傳統(tǒng)衰減訂正方法的改進(jìn)，得到實(shí)時動態(tài)的衰減訂正和降水計算的相關(guān)參數(shù)，有效改善因當(dāng)時當(dāng)?shù)卮髿?、降水衰減和其它氣象因子等的影響對雷達(dá)降水估測帶來的誤差。
【IPC分類】G01S13-95, G06F19-00, G01S7-40
【公開號】CN104820222
【申請?zhí)枴緾N201410815601
【發(fā)明人】鄧勇, 錢昆鵬
【申請人】鄧勇, 錢昆鵬
【公開日】2015年8月5日
【申請日】2014年12月25日