RDS天气雷达产品显示系统的应用与研究

RDS天气雷达产品显示系统的应用与研究

摘要:多普勒天气雷达已经成为对短时强对流天气进行监测的最重要的手段,RDS雷达产品显示系统能够方便地打开SA等各种型号雷达体扫基数据,而且可以根据需要直接得出雷达各种基本产品和计算产品。不仅如此,该软件还支持各仰角的PPI显示、选定高度的CAPPI显示、选定方位角的RHI显示、VCS任意垂直剖面、叠加网格、地图、散点、轨迹等功能。利用RDS可以检验火箭人工增雨(消雹)的作业和飞机人工增雨的效果。

关键词:天气雷达雷达产品显示系统

新一代多普勒天气雷达已经成为对短时强对流天气进行监测的最重要的手段之一,它具有很高的空间、时间分辨率,在中小尺度气象研究中具有很大的优越性[1～2]。多普勒天气雷达产品种类多,从大类上说一共有28种。但多普勒天气雷达产品要进行回看或分析,必须用UCP软件和PUP软件进行回放处理雷达基数据才可以进行。利用UCP和PUP回放,实际就是将当时RDA探测的过程进行模拟重放,得到产品。该步骤既耗时,而且操作极为不便,不利于对天气过程的详细分析。而RDS雷达产品显示系统,能够迅速地打开SA等各种型号雷达体扫基数据,而且可以根据需要直接得出雷达各种基本产品和计算产品。不仅如此,该软件还支持各仰角的PPI显示、选定高度的CAPPI 显示、选定方位角的RHI显示、VCS任意垂直剖面、叠加网格、地图、散点、轨迹等功能。因此,对RDS软件进行应用与研究很有必要,

对提高中尺度天气的分析能力有极大的帮助,使用RDS软件可以更加快捷地利用雷达基数据分析天气过程。

1 RDS软件的本地化设置

RDS雷达产品显示系统在使用前必须进行本地化设置,才可以使用。首先,将本雷达站的地理信息地图(以.map为后缀名)复制在安装目录下,并改名为province.map。然后,打开软件,在设置选项,点站点信息,输入雷达名称,雷达所在的经纬度信息,另外在数据格式选项,输入选SA/SB数据格式。雷达数据每六分钟就有一个,因此如果对雷达数据不进行定时的删除,文件夹里的雷达数据将越来越多,影响雷达数据查找的效率。通过设置,我们可以自动删除设定天前的数据文件,只需在数据格式的选项卡中勾选自动删除,填入具体天数。在“设置—地理背景”选项可以设置网格的圆弧角度间隔和同心圆的间隔,在“地图”选项卡中,可以勾选省界、河流、县界、县名等。

软件部分设置好后,要导入本地雷达站的数据。首先,由于雷达站UCP得出的雷达数据要及时地打包传输给中国气象局,如果直接将目录指向UCP,会导致运行UCP的机器负载过大,造成传输延迟。因此,我们将UCP的雷达数据利用数据同步软件,推送至另一台服务器。这时,在本地终端,我们可以映射网络服务器,这时RDS软件中选择数据目录就可以定位在有实时雷达数据的服务器上,雷达数据资料就可以实时地进行产品显示和分析。

2 雷达产品的显示

新一代多普勒天气雷达在每个6分钟内对0.5度、1.5度等9个角度进行体扫,因此每个产品有9个层次。天气雷达的基本产品分为三种:反射率、径向速度和谱宽。选择菜单“变量—反射率”,在数据列表中选择要查看的基数据文件,系统默认显示第1层(0.5度)反射率产品。其中反射率强度的范围0～70 dBz,若要选择1.5度的反射率强度,可以点击“第二层”。当点击雷达图中某一点,在下方会显示本地的经纬度和高度,这样可以得知某地在高空的降水情况。径向速度、谱宽产品与反射率显示功能一样。RDS不仅能实现某个层次的反射率显示,还能显示某个高度的反射率。由于雷达是锥面扫描,要得知某个高度上的降水粒子情况,就必须在所有的锥面截取那一高度的平面,将这些截取的面叠加到一张图上,这就是CAPPI。在CAPPI窗口选定CAPPI,输入高度,就可以显示。此外,RDS还可显示云顶高度、液水含量和冰雹概率等计算产品。

RDS软件的突出特点,不仅能进行平面的显示,还可以垂直进行剖面。平面的显示只能判别出云层在各地的整体情况,对降水云系的内部结构无法得知。在RDS软件中,点击“分析—RHI”,用鼠标在PPI或CAPPI图像上点击选择一个坐标点,可以显示雷达中心点到该坐标点的RHI图像(垂直剖面图像)。或者使用“VCS任意垂直剖面”功能,选择菜单“VCS任意垂直剖面”,在雷达图像上单击鼠标左键选择起始点,

移动鼠标到目标位置再次单击鼠标左键选择结束点,可以显示起始点到结束点的垂直剖面。

3 RDS在人工影响天气中的功能应用

RDS软件可叠加散点,进入安装目录,打开文件station.txt,在文件中输入如下面格式的站点信息(站点名称、经度、纬度):选择菜单“叠加—散点”,系统读取station中的站点信息叠加到地图背景中。该功能最大的用处就是可以将火箭人工增雨的作业点叠加在雷达图上,在发射火箭弹的前后对比该点的雷达强度的变化,以检验人工增雨的效果。

RDS软件可叠加轨迹,进入安装目录,打开文件track.txt,在文件中输入如下面格式的轨迹信息(序号、经度、纬度):选择菜单“叠加—轨迹”,系统读取track中的轨迹信息叠加到地图背景中。该功能的最大用处,就是在飞机人工增雨作业中,将飞行的轨迹叠加在雷达图上。一方面,指导飞行在云中飞行路线的选择；另一方面,在作业后,可将作业飞行轨迹区域与相邻区域进行对比,以检验人工增雨的效果。

4 结语

RDS雷达产品显示系统,能够方便地打开SA等各种型号雷达体扫基数据,而且可以根据需要直接得出雷达各种基本产品和计算产品。不仅如此,该软件还支持各仰角的PPI显示、选定高度的CAPPI 显示、选定方位角的RHI显示、VCS任意垂直剖面、叠加网格、地

图、散点、轨迹等功能。利用RDS可以检验火箭人工增雨作业和飞机人工增雨的效果。

参考文献

[1] 张培昌，杜秉玉，戴铁丕.雷达气象学[M].北京:气象出版社,2001.

[2] 俞小鼎,姚秀萍，熊廷南,等.多普勒天气雷达原理与业务应用[M].北京:气象出版社,2005.