中国自动气象站实时质量控制系统中天气雷达的应用
天气雷达观测资料质量控制方法研究及其应用
天气雷达观测资料质量控制方法探究及其应用摘要:随着气象科学的进步,天气雷达在气象观测中的应用越来越广泛。
然而,雷达观测资料中存在大量的噪声和假目标等问题,严峻影响了数据的准确性和可靠性。
因此,对天气雷达观测资料的质量进行控制是极其重要的。
本文探究了天气雷达观测资料的质量控制方法,并探讨了其在气象预报和灾难预警中的应用。
一、引言天气雷达是一种通过发射和接收电磁波来探测大气中的降水、差异回波等信息的仪器。
它具有高时间和空间区分率、能够提供连续观测数据等特点。
然而,由于各种因素的干扰,雷达观测资料中存在大量的噪声,导致数据质量低下。
因此,对雷达资料的质量进行控制和校正是必要的。
二、天气雷达观测资料的质量问题1. 信号衰减引起的误差在雷达观测中,信号传播过程中会发生衰减。
随着距离的增加,雷达接收到的信号强度会逐渐减弱。
这种衰减会导致目标的强度被低估,影响数据的准确性。
2. 地面回波干扰由于地面回波的存在,雷达在观测大气中的降水时可能会将地面的回波误判为降水回波。
这种干扰会导致数据中出现虚假的降水信号,使预报结果不准确。
3. 雷达故障雷达设备存在着各种故障,如空间区分率不匀称、接收机故障等。
这些故障会导致数据中出现异常值,影响了数据的可靠性和可用性。
三、天气雷达观测资料质量控制方法1. 数据质量检查通过对采集到的雷达数据进行质量检查,可以排除一些明显的数据异常。
常见的质量检查方法包括:检查无回波范围是否存在回波、检查数据是否存在明显的目标异常等。
2. 信号处理和噪声滤波对雷达接收到的信号进行处理是减小噪声的有效方法。
可以利用滤波算法对接收的雷达信号进行降噪处理,如中值滤波、加权平均滤波等。
3. 距离校正由于雷达信号衰减的影响,观测距离较遥的目标会出现强度低估的问题。
因此,需要进行距离校正,将观测信号的强度依据距离进行修正,提高数据的准确性。
4. 多普勒速度处理多普勒雷达可以通过测量回波的多普勒频移来获得目标运动的速度信息。
气象雷达在气象中的应用研究
气象雷达在气象中的应用研究气象雷达是一种通过接收和分析反射回来的微波信号来探测大气中降水和非降水物质的工具。
它的应用范围非常广泛,对于气象预警、气候变化研究和灾害监测等方面起着重要作用。
本文将就气象雷达在气象中的应用研究展开讨论。
一、气象雷达在天气预报中的应用气象雷达通过测量降水粒子的大小、形状和速度等信息,可以准确地监测降水的强度和范围。
这对天气预报非常重要,特别是在短期天气预报中具有不可替代的作用。
通过分析雷达回波图像,气象人员可以判断降水的类型(如雨、雪、冰雹等)、强度以及降水带的移动趋势等,为公众提供准确的天气预报信息,帮助人们做出相应的防护和安排。
二、气象雷达在气候变化研究中的应用长期以来,气候变化一直是全球关注的焦点之一。
气象雷达在气候变化研究中起到了重要的作用。
通过分析多年来气象雷达记录的数据,可以了解到不同地区的降水情况,推测出长期气候变化的趋势。
此外,气象雷达还可以监测到大气中的颗粒物,如沙尘、烟雾等,这些微粒对气候变化的影响也具有重要意义。
三、气象雷达在灾害监测中的应用风暴、雷电、暴雨等自然灾害给人们的生活和财产造成了巨大的损失。
气象雷达在灾害监测中的应用可以帮助人们预测和及时应对这些天气灾害。
通过识别雷达回波图像中的风暴、雷达回波图像中的风暴、降雨等特征,气象人员可以提前发出预警信息,通知群众采取相应的防护措施,减少灾害造成的损失。
四、气象雷达在农业生产中的应用农业是国民经济的重要支柱,气象雷达在农业生产中的应用对于提高农作物的产量和质量具有重要意义。
通过监测降水情况,特别是短时强降雨的发生,可以及时采取灌溉和排水等措施,保障农作物的生长和发展。
此外,气象雷达还可以监测冰雹的发生,预警农民及时采取措施保护农作物。
五、气象雷达在航空交通中的应用气象雷达在航空交通中的应用可提供天气情况,确保航班安全。
当飞机需要起飞或降落时,航空控制部门可以利用气象雷达提供的实时天气信息来判断是否适宜飞行。
中国自动气象站实时质量控制系统中天气雷达的应用
中国自动气象站实时质量控制系统中天气雷达的应用发表时间:2019-01-02T14:33:35.443Z 来源:《信息技术时代》2018年3期作者:刘亚兵[导读] 目前气象站已经发展为自动式,但是当前虽然已经发展为自动气象站,却仍然在部分技术缺陷,气象问题影响着人们的生活,如航空和出行问题,所以人们需要实施掌握气象信息(河南省周口市西华县气象局,河南西华 466600)摘要:目前气象站已经发展为自动式,但是当前虽然已经发展为自动气象站,却仍然在部分技术缺陷,气象问题影响着人们的生活,如航空和出行问题,所以人们需要实施掌握气象信息,可是当前自动气象站多依靠观测数据的时间和空间进行相关的验证数据,但由于降水存在较多不均匀的特性,会经常出现气象预报错误。
因此在当前的自动气象站使用过程中,需要引入天气雷达,天气雷达拥有定量估测降水技术,可以提高对降水预测的准确性,有效的提高自动气象站降水质量的提高。
关键词:自动气象站;天气雷达;定量估测降水;质量控制;格点化引言:当前自动气象站已经得到广泛使用,通过气象系统的自动更新和发送,可以有效保证人们随时掌握天气,但是目前自动气象站存在较为重要的问题,即是无法保证降水等问题的准确性,传统预测方法受到天气实时变化的影响,所以无法准确进行预测,因此在当前的自动气象站使用中,需要使用天气雷达,同时实施检测的方式,保证气象信息的稳定性,使得可以得到综合提高。
1自动气象站中天气雷达的应用1.1天气雷达数据预处理天气雷达有六部分组成,即是天气雷达数据质量控制、天气雷达数据格点化、混合高度雷达反射率格点数据生成、天气雷达定量估测降水、估测降水累加以及区域降水产品拼接,通过六部分的组成,天气雷达才能完成定时工作,已达到小时预测降水效果。
1.1.1天气雷达数据质量控制在天气雷达的运行过程中,数据的质量控制是需要关注的重要问题之一,对于天气雷达来说,在其运行过程中,容易受到较多的因素影响,使得天气雷达在进行小时的预测过程中,出现不准确和不稳定的情况,需要排除包括地物杂波滤除、虚假噪声和极端值滤除、异常传播回波滤除等,以提高检测质量。
大气中的气象雷达研究雷达在天气中的应用
大气中的气象雷达研究雷达在天气中的应用大气中的气象雷达是一种重要的气象观测工具,能够通过发送和接收无线电波来探测和测量大气中的降水、风暴和其他天气现象。
这些数据对于天气预报、气象研究和灾害监测等方面具有重要的意义。
本文将讨论气象雷达的工作原理、应用领域以及未来的发展方向。
一、气象雷达的工作原理气象雷达利用无线电波的特性来探测大气中的水和颗粒物。
它通过发射短脉冲的无线电波,并接收从云层和降水中散射回来的波束。
传统的气象雷达使用的是C波段的波长,因为C波段的波长能穿透大部分的降水,从而提供准确的数据。
当无线电波遇到水和颗粒物时,会发生散射现象,一部分波束将会散射回雷达接收器。
根据被大气散射和反射回来的波束,气象雷达能够测量大气中的降水类型、降水强度、降水位置和降水速度等信息。
这些信息对于天气预报和天气研究非常有价值。
二、气象雷达的应用领域1. 天气预报气象雷达在天气预报中起着至关重要的作用。
通过测量降水的类型和强度,气象雷达能够提供准确的降水预测,帮助天气预报员准确判断降水的范围和强度。
这样的预测对于决策者、农民和普通市民来说都非常重要,可以准确预警并采取相应的措施。
2. 气象研究气象雷达在气象研究中扮演着重要的角色。
研究人员可以利用气象雷达测量降水的类型和分布,以深入了解各种天气现象的形成和演变过程。
同时,气象雷达还能提供风暴和台风等极端天气事件的数据,促进对于这些天气现象的深入研究。
3. 灾害监测气象雷达在灾害监测中也发挥着重要的作用。
利用雷达数据,可以及时监测和预警风暴、洪水、雷电等自然灾害。
这有助于相关部门采取紧急措施,保护人民生命财产安全。
三、气象雷达的未来发展方向随着科技的不断进步,气象雷达也在不断发展和改进。
未来的发展方向主要包括以下几个方面:1. 多普勒雷达技术多普勒雷达技术可以测量目标物体的速度和方向,对于风暴、龙卷风和冰雹等极端天气的监测非常重要。
未来,气象雷达将继续发展多普勒雷达技术,提高对于极端天气的检测能力。
雷达气象解决方案
雷达气象解决方案引言雷达气象是一种利用雷达技术观测和探测大气内的降水、风、雪等气象现象的方法。
它是现代气象观测和预报中不可或缺的重要手段之一。
本文将介绍雷达气象的基本原理、应用场景以及一种常用的雷达气象解决方案。
雷达气象的基本原理雷达气象利用信号的散射和反射特性,对降水、雾霾及其他大气现象进行探测和观测。
雷达系统主要由雷达发射部分、雷达接收部分和数据处理部分组成。
雷达发射部分通过发射电磁波(通常是微波)的方式,将脉冲信号发送到大气中。
当信号与大气中的颗粒物(如水滴、雪花、尘埃等)碰撞时,会发生散射和反射。
这些散射和反射的信号将由接收部分接收到,进而进行处理和分析。
接收到的信号由雷达接收部分进行放大和滤波,去除噪声和杂散信号,然后送到数据处理部分进行信号处理和分析。
通过分析接收到的信号特征,可以得出降水、风、雪等气象现象的相关信息,如强度、速度、回波形状等。
雷达气象的应用场景雷达气象广泛应用于气象预报、天气监测、飞行安全等领域。
气象预报雷达气象是气象预报的重要手段之一。
通过观测和分析雷达回波,气象学家可以掌握降水的强度和范围,进而预测未来的天气走势。
这对于防灾减灾、农业生产、交通运输等领域都具有重要意义。
天气监测雷达气象可以用于实时监测天气状况,及时掌握降雨、暴风、冰雹等天气现象的发展趋势。
这对于城市抢险救灾、交通安全等都具有重要作用。
同时,雷达气象还能够提供各种气象产品,如降水图像、风场图像等,便于气象学家和其他相关人员进行深入分析和研究。
飞行安全雷达气象在航空领域也扮演着重要角色。
通过将雷达气象数据与飞行数据相结合,可以实时监测航空器周围的降水、风速等数据,为飞行员提供准确的天气信息,确保飞行安全。
雷达气象解决方案为了满足不同用户的需求,市场上存在多种雷达气象解决方案。
下面介绍一种常用的雷达气象解决方案。
方案概述该雷达气象解决方案主要包括以下几个核心模块:1.雷达站建设:根据具体需求,选择合适的雷达设备,并进行站点的建设和部署。
气象学中的气象雷达和卫星应用
气象学中的气象雷达和卫星应用随着科技的不断发展,人们对天气预报的要求也越来越高。
气象雷达和卫星应用成为了近年来天气预报中最重要的工具之一。
本文将简要介绍气象雷达和卫星的基本概念、原理及应用。
一、气象雷达气象雷达是利用雷达原理进行天气观测的一种设备,它能够探测大气中的各种降水、云层、飞行物体和地面等物体。
气象雷达通过检测天气中的反射回波信号,来获取和判断气象信息。
气象雷达常用于预报/监测天气、飞行控制、气候变化研究等。
气象雷达原理雷达原理是指电磁波在空气中传播时,遇到天体时发生反射、散射等现象,这些反射信号在雷达接收机上得以接收和处理的现象。
气象雷达利用雷达的这一原理,向天空发送微波,探测天气反射回来的信号,并通过信号的强度和回波延迟来判断天气情况。
气象雷达应用气象雷达在天气预报中起着重要作用。
预报人员利用气象雷达数据可以分析降水强度,预测暴雨、大雪等天气,以及判断台风及其路径等。
同时,气象雷达也能够广泛应用于其他领域,例如民航飞行管制,地质灾害监测预警等。
二、卫星应用同气象雷达一样,卫星应用也是现代天气预报中不可或缺的工具之一。
卫星可以实现覆盖广泛区域,高精度的远距离观测,对气象及相关领域的研究、预报、监测等起到重要作用。
气象卫星原理气象卫星是一种遥感传感器,可通过电磁波对空中和地表的反射和发射,从而获得目标物的物理和化学参数及图像信息。
气象卫星在大气、陆地、海洋等环境中发射所得的信号进行分析,通过数据整合、模型化处理,为天气预报和气象研究提供了重要数据来源。
气象卫星应用气象卫星主要应用于气象预报和飞行管制。
在气象预报中,卫星能够提供目标区域的云图、地表图片、温度、风向、大气可见度等信息,为气象预报人员提供了更加准确的天气预报数据。
同时,卫星也能够广泛运用于其他领域,例如环保和农业等。
结语气象雷达和卫星应用已成为了现代天气预报中不可或缺的工具。
它们的优点在于高精度、高效、广覆盖、快速响应等特点,为人们提供了更加准确的天气信息,为确保人民生命财产安全提供了有力保障。
气象雷达在天气预报中的应用探究
气象雷达在天气预报中的应用探究气象雷达是一种重要的气象观测设备,通过探测雷达回波来获取降水信息,并在天气预报中发挥着重要的作用。
本文将探究气象雷达在天气预报中的应用。
一、气象雷达的工作原理及优势气象雷达利用电磁波的散射和回波来获取降水信息。
其工作原理是向大气中发射脉冲电磁波,当电磁波遇到降水物体时,会产生散射现象,一部分电磁波回到雷达接收器,形成回波信号。
气象雷达具有以下优势:1. 高时空分辨率:气象雷达可以提供较高的时空分辨率,即可以实时获取降水的强度、位置和分布情况。
2. 全天候观测:相比其他天气观测设备,气象雷达不受天气条件的限制,可以全天候进行观测。
3. 多参数探测:气象雷达可以获取除降水信息外,还可以探测雷暴、风暴等天气现象的信息。
4. 数据共享性:气象雷达的观测数据可以广泛共享,为不同地区的天气预报提供支持。
二、气象雷达在天气预报中的应用方式气象雷达在天气预报中的应用主要分为以下几种方式:1. 降水强度及分布预测:通过分析气象雷达回波信号,可以了解降水的强度、分布情况及移动趋势,进而预测未来一段时间内的降水情况。
2. 雷暴监测与预警:气象雷达可以探测雷暴云的存在和演变情况,通过分析雷达回波信号中的强度、高度和速度等参数,预测雷暴的发展趋势,并及时发布雷暴预警,以提醒公众采取相应的防护措施。
3. 强风风暴的监测与预警:气象雷达可以探测风暴云中的风暴回波信号,通过对回波信号的分析,可以预测强风、龙卷风等极端气象事件,并及时发布相应的预警信息,以减少损失。
4. 降雨量及涝情监测:通过对气象雷达回波信号的分析,可以获取降雨强度和降水量信息,结合地面观测及水文资料,可对降雨量和涝情进行实时监测,为城市排水和水务管理提供支持与依据。
5. 气象模型验证与改进:气象雷达观测数据可用于验证和改进天气数值模型,提高天气预报的准确性和精细化程度。
三、气象雷达在天气预报中的挑战与展望虽然气象雷达在天气预报中发挥着重要的作用,但仍面临一些挑战。
气象雷达在天气预报中的应用
气象雷达在天气预报中的应用在现代天气预报中,气象雷达扮演着至关重要的角色。
它就像是天气预报员的“千里眼”,能够帮助我们窥探大气的奥秘,提前洞察天气的变化。
气象雷达的工作原理基于电磁波的反射和散射。
雷达向大气中发射电磁波脉冲,当这些脉冲遇到降水粒子、云滴、冰晶等目标物时,会发生反射和散射。
通过接收和分析返回的信号,我们可以获取有关目标物的位置、强度、速度等信息。
气象雷达在监测降雨方面表现出色。
它能够准确地探测到降雨区域的范围、强度和移动方向。
对于强降雨区域,雷达能够及时发出警报,为可能出现的洪涝灾害提供早期预警。
通过连续观测,还可以追踪降雨系统的发展和演变,帮助预报员预测降雨的持续时间和结束时间。
除了降雨,气象雷达在监测台风方面也发挥着关键作用。
台风是一种破坏力极强的天气系统,其中心附近风力巨大,伴有狂风暴雨。
气象雷达可以监测到台风的中心位置、眼壁结构、螺旋雨带等特征。
通过对这些信息的分析,预报员能够准确预测台风的路径、强度变化以及可能带来的风雨影响,为政府和民众采取防范措施争取宝贵的时间。
在监测雷暴方面,气象雷达同样不可或缺。
雷暴是一种伴有雷电、强风和冰雹的剧烈天气现象。
雷达可以探测到雷暴云的发展和移动,提前预警可能出现的危险天气。
对于航空领域来说,这一点尤为重要。
飞行员可以根据雷达提供的信息避开雷暴区域,确保飞行安全。
气象雷达还能够监测到大气中的风场信息。
通过多普勒效应,雷达可以测量降水粒子的运动速度,进而推算出大气中的风速和风向。
这对于预测大风天气、气流变化以及大气环流的演变具有重要意义。
此外,气象雷达在短时临近天气预报中具有独特的优势。
与传统的天气观测手段相比,它能够提供高时空分辨率的实时数据。
在几分钟到几小时的时间尺度内,准确预测局部地区的天气变化,如突发的强对流天气、局地暴雨等。
这为公众的日常出行、户外活动以及应急管理部门的决策提供了及时、有效的参考。
然而,气象雷达也并非完美无缺。
它的探测范围和精度会受到地形、障碍物以及电磁波传播条件的影响。
气象雷达技术在灾害预警中的应用
气象雷达技术在灾害预警中的应用随着科技不断的发展,气象雷达在灾害预警中的应用也越来越广泛。
气象雷达是一种基于雷达技术的应用,可以用于监测各种天气变化和气象现象,包括暴雨、大雪、雾霾、龙卷风等。
基于气象雷达技术的数据,可以对未来气象现象进行预测和预警,避免造成人员财产损失,保障人民的生命财产安全。
1.气象雷达的原理及发展历程气象雷达是一种基于雷达技术的应用,主要是通过探测大气中的水分,来诊断各种气象现象。
气象雷达在不同频段下,利用电磁波向大气发射一定频率的电磁信号,当这些信号遇到其中的水分分子时,就会被反射回来。
气象雷达通过收集这些电信号的反射信号来做出天气预测和预警。
气象雷达技术的发展历程可以追溯到20世纪初,当时由德国科学家发明,当时是用于探测附近的直接飞机。
而气象雷达在20世纪40年代,它开始应用在气象探测上,准确度得到了显著提高。
2.气象雷达技术在暴雨预警中的应用气象雷达技术在暴雨预警中的应用有很多,主要是通过在线地监测雷达信号的强度和反射率来判断是否有降雨发生,同时联合气象局实时更新的降雨数据来用于规划策略,可大大提高灾害防范的能力。
目前我国各地都已经建立了气象雷达预警网络,并达到了基本覆盖全国的要求。
当发现降雨极端时,定位到特定位置的雷达设备就会自动发出预警,直接通知对应的机构和人员,以便及时采取有效的措施,加快从生命财产安全的角度处理气象灾害。
3.气象雷达技术在雪灾预警中的应用气象雷达技术在雪灾预警中的应用也很广泛。
同样是通过电磁波的反射来测定雪的情况。
在大的被雪覆盖的地区,可以获取大量的数据并进行分析,更为精确地预测稳定条件下的降雪程度。
因此,在雪灾预警时,我们可运用气象雷达技术来观测到未来的恶劣天气变化,并能快速提醒群众采取适当的预防措施。
特别是当交通和娱乐等场馆需要进行大型活动受到影响时,有必要采取高度的防范措施,保证群众的安全。
4.气象雷达技术在恶劣天气应对中的应用不仅可以应用在单一的天气灾害中,气象雷达技术也广泛地应用于各种灾害的应对中。
气象雷达技术在气象灾害监测中的应用
气象雷达技术在气象灾害监测中的应用气象灾害对人们的生活和财产安全造成了严重威胁,因此及时准确地监测和预警气象灾害事件是非常重要的。
在现代科技的支持下,气象雷达技术的应用在气象灾害监测中发挥了关键作用。
本文将介绍气象雷达技术的基本原理,以及在气象灾害监测中的应用案例。
一、气象雷达技术的基本原理气象雷达是一种利用雷达原理探测大气中物体的仪器。
它通过发射和接收电磁波,利用物体反射回来的信号来判断物体的位置、形状、大小等信息。
气象雷达的基本原理是通过发送一束脉冲电磁波,并接收物体反射回来的信号来获取目标物体的信息。
当脉冲电磁波遇到物体时,一部分能量会被物体吸收或散射,而另一部分则会被物体反射回雷达。
雷达接收到的反射信号会被处理成雷达图像,通过分析图像的特征,可以判断目标物体的位置、形状、大小等信息。
二、1. 暴雨监测和预警暴雨是造成洪涝灾害的主要原因之一。
气象雷达可以通过监测大气中的降水情况,及时预测暴雨的发生以及其强度和范围。
通过分析雷达图像中的降水回波,可以确定暴雨云团的位置和移动路径,从而预警相关地区及时采取措施,减少对人们的影响。
2. 雹灾监测和预警雹灾是一种常见的气象灾害,对农作物和建筑物造成严重破坏。
气象雷达可以探测到大气中的雹子,并通过分析雹子的大小和密度等信息,预测雹灾的发生和范围。
及时发布雹灾预警,可以减少农作物的损失,并保护人们的生命财产安全。
3. 雷暴监测和预警雷暴是一种常见的气象灾害,带来雷电、阵风和强降水等破坏性天气现象。
气象雷达可以检测到雷暴云团,并通过分析雷达图像中的云团形状、云层高度等信息,预测雷暴的发生和强度,及时发布雷暴预警,以保护人们的生命安全。
4. 台风和龙卷风监测台风和龙卷风是严重的气象灾害,给人们的生活和社会运行带来严重威胁。
气象雷达可以监测到台风和龙卷风的云团,通过分析雷达图像中的云团形态和移动特征,可以预测其路径和强度,及时发布台风和龙卷风预警,以保护人们的安全。
天气雷达实施方案
天气雷达实施方案一、背景介绍天气雷达是一种用于探测大气中降水、云和气象目标的雷达系统。
它通过发射微波信号,然后接收并分析被目标反射回来的信号,从而实现对大气中目标的探测和监测。
天气雷达在气象预警、灾害监测、航空气象等领域有着重要的应用价值。
因此,制定一套科学合理的天气雷达实施方案对于提升气象监测能力、保障公众生命财产安全具有重要意义。
二、实施方案1. 确定天气雷达布设位置首先,需要根据地理气候特点和监测需求,确定天气雷达的布设位置。
通常情况下,应该选择在城市周边、交通要道、人口密集区和易受灾地区等重点区域进行布设,以实现对重要区域的全面监测。
2. 选型和采购在确定了布设位置后,需要根据实际需求选择合适的天气雷达设备,并进行采购。
在选型和采购过程中,需要考虑设备的性能指标、品牌信誉、售后服务等因素,确保设备的质量和性能达到要求。
3. 建设和调试天气雷达设备的建设和调试是实施方案的重要环节。
在建设过程中,需要严格按照设备使用说明书和相关标准进行安装和调试,确保设备的正常运行和监测准确性。
4. 人员培训天气雷达设备的使用需要专业技术人员进行操作和维护。
因此,在实施方案中需要包括对相关人员的培训计划,确保他们能够熟练掌握设备的使用方法和维护技术。
5. 运行和维护天气雷达设备的运行和维护是实施方案的持续性工作。
需要建立完善的设备运行和维护管理制度,定期对设备进行检查、维护和保养,确保设备的正常运行和监测准确性。
6. 数据共享和应用天气雷达设备产生的监测数据是宝贵的气象资源,需要建立完善的数据共享和应用机制,将监测数据及时准确地传输和应用到气象预警、灾害监测、航空气象等领域,为社会公众和各行业提供及时有效的气象服务。
三、总结制定一套科学合理的天气雷达实施方案对于提升气象监测能力、保障公众生命财产安全具有重要意义。
通过确定布设位置、选型和采购、建设和调试、人员培训、运行和维护、数据共享和应用等环节的有效实施,可以提高天气雷达的监测能力和服务水平,为气象监测和气象服务提供更加可靠、准确、及时的支持。
气象雷达在气象预警中的应用
气象雷达在气象预警中的应用随着气候的变化,天气异常也越来越频繁地发生。
这不仅给人们的生活带来了极大不便,还对人们的生命财产造成了巨大的威胁。
因此,天气预警显得尤为重要。
而气象雷达作为目前主要的天气预警工具之一,在其应用中起着极为重要的作用。
一、气象雷达的基本概念和工作原理气象雷达是一种利用雷达技术进行天气监测的设备,主要用于探测天空中的反射波,进而了解天气情况。
常用的气象雷达主要有两种,其中一种是X波段的气象雷达,另一种是C波段的气象雷达。
气象雷达的工作原理是通过向大气中发射电磁波,并接收反射回来的电磁波,进行天气监测和分析。
当雷达向大气中发送电磁波时,会被云层、降水、降雹等物质吸收和反射,生成一系列不同的信号。
而气象雷达便会根据这些特定的信号,来生成三维的反射率图像,反映出天气的情况和气象现象的强度。
二、气象雷达在天气预警中的作用气象雷达的应用主要体现在天气预警方面。
在天气预警中,天气雷达能够帮助人们对当前天气情况进行监测和判断,从而及时发出预警信号。
1. 提供高精度的天气预测。
通过对反射波的监测和分析,气象雷达可以快速、准确的确定气象现象的位置、范围和强度等信息,从而提供更加准确的天气预测信息。
2. 发布天气预警信息。
气象雷达可以帮助气象部门在天气突发事件发生时更快速、更准确的发布天气预警信息,提醒广大民众采取相应的防范措施。
3. 适应多种气象预警等级。
由于气象雷达能够捕捉到不同强度和范围的气象现象,因此可以根据不同等级的气象预警要求,进行不同程度的监测和预警工作。
三、气象雷达常见的应用场景在日常生活中,气象雷达的应用也非常广泛,主要包括以下几个方面。
1. 水利、交通和船舶等领域,利用雷达的监测能力对天气进行预测和监测,并进行相关的风险评估。
2. 农业和林业等领域,通过实时的监测数据,对气象现象进行精准预测,帮助农林业从业者判断和选择适宜的农作物品种和生产方案。
3. 消防、气象、救援等多个领域的应急响应机构,可以通过气象雷达传回的数据,实时分析和研判气象现象的趋势和开展救援工作。
天气雷达在中国自动气象站实时质量控制系统中的应用
收稿日期:2017-01-24;修回日期:2017-03-07。
基金项目:2015年气象关键技术集成与应用项目(CMAGJ2015M78);2015年公益性行业(气象)科研专项(GYHY201506001-7)。
作者简介:张志强(1982—),男,河南郑州人,高级工程师,博士,主要研究方向:气象信息、气象资料处理;仲凌志(1982—),女,江苏泰州人,副研究员,博士,主要研究方向:雷达卫星资料的应用;杨和平(1983—),男,安徽当涂人,工程师,博士,主要研究方向:气象信息平台技术、数据分析与处理。
文章编号:1001-9081(2017)S2-0298-03天气雷达在中国自动气象站实时质量控制系统中的应用张志强1,仲凌志2,杨和平1*(1.国家气象信息中心,北京100081;2.中国气象科学研究院,北京100081)(*通信作者电子邮箱yanghp@cma.gov.cn)摘要:目前的国家级自动气象站质量控制软件仅仅依靠自动站观测数据的时间、空间相关性验证数据,但是由于降水存在显著的不均匀特性,该方法可能对大降水作出错误判断。
为提升质控效果,引入天气雷达定量估测降水技术对自动站降水数据进行有效检验。
评估不同阈值间天气雷达定量估测降水与实际降水之间的概率密度函数,构建雷达辅助自动站降水定量质控方法,基于该算法实现天气雷达辅助自动站小时降水质量控制软件,通过对2016年7-9月全国自动站小时降水资料进行的质量控制,结果表明,针对常规质控无法判识的数据,本软件的判识率达到99.99%。
目前该软件已经应用于国家级业务系统中,有效提高了自动气象站降水质量控制效果。
关键词:自动气象站;天气雷达;定量估测降水;质量控制;格点化中图分类号:TP319文献标志码:AApplication of weather radar in real-time quality control system ofhourly gauge precipitation in ChinaZHANG Zhiqiang 1,ZHONG Lingzhi 2,YANG Heping 1*(1.National Meteorological Information Centre,Beijing 100081,China ;2.Chinese Academy of Meteorological Sciences,Beijing 100081,China )Abstract:The current quality control software of hourly gauge precipitation only depends on the spatial and temporal consistencies of rain records.However,this method might make erroneous judgments for heavy precipitation because of its remarkable inhomogeneous features.In order to improve the quality control effect,quantitative estimation of precipitation by weather radar was used to validate the data of automatic station precipitation.In this paper,a radar-aided automatic station precipitation quantitative control method was constructed based on the radar estimation of probability density function with different thresholds and actual precipitation.Based on this algorithm,a quality control software for automatic weather station assisted by weather radar was realized.Through the quality control of the national automatic station hourly precipitation data from July to September in 2016,The results show that,for the data that conventional quality control can not identify,the identification rate of the software is 99.99%.At present,the software has been applied to the national business system,and effectively improve the automatic weather station precipitation quality control effect.Key words:automatic weather station;weather radar;quantitative precipitation estimation;quality control;gridding0引言目前,中国已经建成了覆盖全国自动气象站网络(40000站左右),区域站观测资料从2006年开始逐步实时上传,对气象预报预测、灾害预警以及决策服务有非常重要的作用,但是其中92%为无人值守区域观测站,由于观测仪器自身观测以及传输、采集中出现的问题,观测资料的质量不可能完全保障,对用户使用造成很大困扰。
气象雷达探测原理及应用范围
气象雷达探测原理及应用范围气象雷达是一种基于雷达原理来探测大气状态、气象现象和天气变化的机器设备。
它主要利用电磁波在大气中的传播特性,通过接收和处理反射回来的信号来获取气象信息。
本文将从气象雷达的基本原理、技术参数和应用范围三个方面来介绍气象雷达。
一、气象雷达的基本原理气象雷达探测大气的原理是依靠扫描大气中的微小水滴、降水、云和其它物质所反射回来的电磁波信号。
当雷达发射的脉冲波束与某种物质相遇后,该物质会吸收或者在其表面产生反射,反射回来的信号被接收机接收。
通过计算发射和接收信号之间的时差,就可以确定障碍物与雷达的距离。
进一步做相位比较、功率谱分析等处理,就可以获取更加详细的气象信息。
二、气象雷达的技术参数气象雷达的技术参数有很多,我们挑选一些比较重要的来介绍。
1.雷达频率雷达频率是指雷达信号所使用的电磁波频率。
国际上常用的气象雷达频率范围一般在 3GHz - 35GHz 之间。
这个范围内的频率不仅可以在短距离内传播,而且对反射信号的灵敏度和分辨率都有较好的表现。
2.雷达脉冲宽度雷达脉冲宽度是指雷达发射的信号在时间上的长度。
对于气象雷达来说,脉冲宽度一般控制在 0.5 微秒左右,因为这会使得雷达系统的分辨率变得更加细致,可以更清晰地识别降水的形态和密度。
3.天线参数天线是气象雷达的核心部件,它对气象雷达系统的性能和运行稳定性都有着至关重要的作用。
天线的参数主要包括天线方向图、增益、波束宽度等。
天线的方向图表现了天线在地球空间中能接受来自不同方向的信号的能力。
增益则表示天线接受信号的灵敏度,波束宽度则是用来描述信号分辨率的参数。
三、气象雷达的应用范围气象雷达以其高效快捷、准确可靠的特点已经成为气象监测预警、农林牧业生产、水利、交通运输、环境保护等多个行业的重要技术手段。
主要的应用范围包括:1.气象监测预警通过气象雷达可以及时有效地监测和预测各种天气现象,包括暴雨、雪灾、雷暴、霜冻等等。
这些预警信息对于有关部门和群众可采取及时的防护措施,避免或减轻极端天气所带来的不利影响。
雷达在气象中的应用——探空雷达是怎么工作的
雷达在气象中的应用——探空雷达是怎么工作的内蒙古气象厘厕续——探空雷达是怎么工作72.杨旭东—————一一(内蒙古气象局.O10051呼和浩特)每天收看电视台的天气预报节目,收听广播电台的天气预报广播,是人们日常生活中不可或缺的内容之一.那么,天气预报是怎么作出来的,根据什么作的呢?首先,制作天气预报需要了解广阔地域内地面和高空各种气象要素的历史和现状,然后通过分析,来推测未来天气的演变.了解地面的天气情况,通过各地的地面气象观测站就可以解决问题.要知道高空的各种气象要素就不那么容易了,这时候人们又想到了"千里眼"——雷达.气象学家希望通过雷达了解高空不同高度即不同等压面的温度,湿度,风向和风速.探空雷达站每天施放的巨大的氢气球,下面就悬挂着一套通过精心设计,重量特别轻的探空仪器,同时还有一个小型的无线电波发射装置,称为回答器.探空仪是对温度,气压,湿度感应很灵敏的仪器.感应温度的器件是一个双金属片,它们的热涨冷缩系数不同,温度的不同变化会引起金属片向不同的方向弯曲;感应气压的元件是一个空盒,气压的变化使空盒涨缩;感应湿度的器件是一片动物的肠衣,湿度减小时肠衣的表面张力增大,反之张力减小,用这个力拉动指针指示湿度的变化.在气球上升过程中,温度,气压,湿度的不断变化, 使探空仪的感应器件发生相应的形变,探空仪巧妙地将这些形变转换为电信号的变化,并以特定的编码形式,通过回答器发出41这些探空信号..雷达收到这些信号,就可以知道空中的温度,气压和湿度了.这个过程称为雷达的探空.雷达是怎么测量风向和风速的呢?当探空氢气球足够大的时候,空气对它产生的浮力带动探空仪作上升运动,同时它也随高空风作水平漂移.气球从地面旖放的同时,雷达就要跟踪它,并定时记录下气球的方位,仰角和斜距,通过三角函数的计算,就知道了高空各个层面上的风向风速了.一部雷达既能探空,又完成了测风的任务,所以又叫测风雷达.雷达是怎么测得斜距,方位和仰角的呢?我国气象部门现时大量使用的701系列测风雷达与测雨用的天气雷达的一个很大不同点,就是其观测目标的空间尺度差别很大.测雨雷达观测的对象是大面积的降水,而测风雷达跟踪的目标——气球相对于很远的距离来说只是一个点,并且气球反射电波的能力很低,回波很弱,无法接收到,所以气球上悬挂的回答器除了发射探空信号之外,还有一个任务,即接到雷达的发射脉冲马上发出回答信号,"回答器" 这个名字就来源于此.雷达从发射一个脉冲到收到回答信号的时间间隔,就是电磁波来回所用的时间,与电磁波速度的乘积就是气球到雷达的距离,称为斜距.测风雷达的波束要比测雨雷达的波束宽得多,且不止一个,而是上下左右4个, 它们偏离中心轴的角度是一样的.雷达的这4个波束并不同时工作,而是速度很快地轮流发射,称为雷达的偏扫.正常情况下,气球在这4个波束的正中央,雷达得到年,,/√一祉一,象J/8期1环绕声与Haas效应6O年代出现并且在目前仍广泛采用的双声道立体声,随着电子技术的飞速发展和人们欣赏要求的不断提高,已出现很大的局限性.由于人耳具有三维空间的感受力,两个声道左右音箱重放出来的声场,像一个位于听众前方的虚拟音屏,缺乏纵深感.1940年,德国学者HelmutHaas在其博士论文中宣布,他发现了一种声学现象,后人称之为Haas效应:当同一个声音从不同地点发出时,最先到达人耳的那个声源似乎有一种先导作用,使人觉得声音就是从那个声源发内蒙气象马差强量呼和特,-}/出来的,而不觉得其它声源的存在.即使其它声源在强度上比那个声源强几倍.甚至10倍.环绕声正是利用了这一特性,在远离主音箱的厅堂后部,增加了小功率的延迟环绕音箱,使得从主音箱经过厅堂传过来●S.s!?S£S蔓?S!!的声音与延迟后的环绕音箱发出的声音进行叠加,形成一个更大更宏亮的声音,增加了原有立体声的纵深感,现场感.2THX与家庭影院在现代化的大影院中,大厅周围布置着很多音箱,观众处于多个音源的包围之中,配合宽屏幕或弧形屏幕上活动着的逼真图像,使人有一种身临其境的感受.美国的鲁卡斯电影公司(THx)发行的7声道宽银幕影片,不但有精采的视觉效果,还追求无与伦比的音响感受.鲁卡斯公司对放映这种影片的音响器材和放映厅的音响效果,都有一系列极严格的要求.如放大器为分路滤波,各声道独立的放大器,音箱是THX认证的专用音箱.对各种频率成份的混响延迟时间也有一系列严格规定.只有满足鲁卡斯公司规定的技术规范的电影院,才能获得该公司授予的"THX"标志.我国部分城市的"标准放映厅"就是类似的产物.已!?S巴?S!?昱!?Sle!三的这4个波束的4个回波的幅度是一佯大的.如果气球偏离中心轴,势必造成4个回波的大小不一,这时候雷达操作员就可以控制雷达天线转动,使其正对气球,4个回波幅度等高,气球的方位,仰角就从雷达上得到了.701系列雷达采用这样的角度定位方法,是因为不但这种方法定位精度非常高,而且实现比较容易.回答器既要发出探空信号又要发回答信号,雷达也要同时接收这两种信号,矛盾怎么解决呢?设计人员将这两种信号分别用不同的频率发出,就巧妙地解决了这个问题.另外,为了保证在任何天气条件下都能工作,测风雷达使用的频率要比测雨雷达低得多,云雨对低频信号的吸收和反射都很少,这佯就不会影响雷达的正常工作了●,●/家庭影院与杜比系统。
气象雷达技术在天气预报中的应用
气象雷达技术在天气预报中的应用天气预报一直以来都是人们生活中的一个重要组成部分。
无论是决定出门穿什么衣服,还是安排户外活动,我们都需要依赖天气预报来做出决策。
而现代气象雷达技术的发展,为天气预报提供了更准确、更及时的数据支持。
本文将探讨气象雷达技术在天气预报中的应用,并介绍其在不同方面的优势。
首先,气象雷达技术在短期天气预报中起到了至关重要的作用。
通过雷达的观测,可以实时监测大气中的降水情况,包括雨、雪、冰雹等。
这些数据能够帮助气象学家准确判断降水的强度、范围和持续时间,从而更准确地预测未来几小时内的天气情况。
例如,在暴雨来临之前,气象雷达可以提前发现并预警,让人们有足够的时间做出应对措施,减少可能的损失。
其次,气象雷达技术在中期天气预报中也发挥了重要作用。
中期天气预报通常指的是未来几天到一周的天气情况预测。
通过对雷达图像的分析,气象学家可以观察到大气中的云团、风暴系统等特征,并根据这些特征进行模拟和预测。
例如,在台风季节,气象雷达可以帮助预测台风的路径和强度,提前通知受影响地区,以便人们做好防御和疏散准备。
除了天气预报外,气象雷达技术还在其他领域发挥着重要作用。
比如在农业生产中,气象雷达可以帮助农民预测降水情况,合理安排农作物的种植和灌溉。
在城市规划中,气象雷达可以提供有关降雨量和风速等数据,帮助设计防洪和排水系统。
此外,气象雷达还可以用于航空、能源、环境保护等领域,为相关行业提供重要的数据支持。
然而,尽管气象雷达技术在天气预报中的应用带来了很多优势,但也存在一些挑战和限制。
首先,气象雷达的观测范围受限于地理位置和天气条件。
在山区或复杂地形地区,雷达的观测效果可能不如平原地区。
此外,雷达观测也受到降水类型和强度的影响。
例如,冰雹和雪的观测相对困难,因为它们的反射特征与雨水不同。
此外,气象雷达技术在数据处理和解释方面也存在一定的挑战。
雷达观测到的数据需要经过复杂的算法和模型处理,才能转化为可理解的天气预报信息。
气象雷达的技术升级与应用浅析
工作研究农业开发与装备 2023年第12期气象雷达的技术升级与应用浅析常舒捷,范伶俐,薛宇峰*(广东海洋大学海洋与气象学院,广东湛江 524088)摘要:随着科学技术的不断发展,气象雷达在各种灾害性天气的预警之中发挥着越来越重要的作用。
介绍国内外的气象雷达发展与应用情况,概述目前气象雷达的技术升级状况,提出我国气象雷达发展会遇到的困难。
希望能对气象雷达发展提供一些建议,助力我国的气象雷达发展。
关键词:气象雷达;技术发展;应用分析0 引言气象雷达,作为一种重要的气象观测工具,在预警和监测灾害性天气事件方面有着至关重要的作用[1]。
在当今科学技术迅猛发展的时代背景下,气象雷达应用领域不断拓展。
因此,气象雷达受到了世界上大多数国家和组织的重视。
从国际视角来看,各国的气象雷达网络不断壮大,形成了全球性的气象监测体系。
而在国内,中国的气象雷达事业也经历了大踏步地前进,构建了基本的气象雷达网络。
我国气象雷达的发展大致分为三个阶段[2]。
第一,在20世纪60年代进入“模拟信号气象雷达时代”,我国研究人员发现了“天使”回波,并提出了晴空回波等经典气象雷达概念,为气象雷达应用与发展打下了一定的基础。
第二,20世纪70年代时期我国进入“数字化气象雷达时代”,即气象雷达定量化测量的时代,其通过DVIP处理提供回波强度数字信息,并增加了回波信息的计算机处理。
最后,在20世纪90年代进入了“多普勒气象雷达时代”。
多普勒气象雷达能够反映出气象目标物的热力结构特征和动力结构特征,为研究各种天气系统的结构与演变提供了十分重要的信息。
目前,国内已有相关业务应用的气象雷达技术带有脉冲压缩和双线偏振等技术,并且为了创新研究,例如无源雷达、认知雷达、双偏振相控阵雷达等也开展了相关技术提升。
这些技术和设备的不断升级将为气象学家和气象预报员提供更准确、更及时的数据,有望提高天气预测和灾害性天气事件的监测效能。
此外,气象雷达领域的未来发展趋势,包括自动化与智能化技术的应用、雷达网络的扩展以及数据可视化工具的改进等。
气象学中的气象雷达技术在气象预报中的应用
气象学中的气象雷达技术在气象预报中的应用气象学中的气象雷达技术是一种通过测量大气中的物理属性,如降水、云和风暴等来预测天气变化的方法。
它是一项非常重要的技术,对于准确预测天气、预警灾害等方面有着重要的作用。
本文将重点介绍气象雷达技术在气象预报中的应用。
一、气象雷达技术的基本原理气象雷达技术通过射频波束发射和接收系统,利用雷达回波信号的特性来观测大气中的水汽、微粒和降水等天气现象。
其基本原理是向大气中发射无线电波并接收回波信号,通过分析这些回波信号的特征来获得气象信息。
二、气象雷达技术在天气预报中的应用1. 降水预报:气象雷达技术可以准确地探测到云层中的降水情况,能够对降水的类型、强度、分布等进行实时监测和预报。
这对于决策部门进行防洪、防汛等工作具有重要意义。
2. 风暴预警:气象雷达技术可以检测到大气中的风暴系统,包括暴雨、雷雨、冰雹等。
通过识别风暴的强度和轨迹,可以及时发布预警信息,避免人员和财产的损失。
3. 气象灾害预警:气象雷达技术可以对各种气象灾害进行监测和预警,包括台风、龙卷风、沙尘暴等。
通过监测这些灾害的特征,及时发布预警信息,做到及早预警、及时避险。
4. 天气预报:气象雷达技术可以提供大范围的天气观测数据,通过对这些数据的分析和处理,可以为天气预报员提供准确的天气预报。
这对于公众和决策部门做好相应的准备和应对具有重要意义。
5. 气象研究:气象雷达技术可以为气象研究提供大量的观测数据,包括云的形态、降水的过程等。
这些数据对于深入了解大气变化和气象现象的形成机制具有重要意义。
三、气象雷达技术的进展和挑战随着科学技术的发展,气象雷达技术也在不断进步和完善。
目前,气象雷达技术已经可以实现更高的分辨率、更精确的数据采集和处理,并且能够提供更多细节的天气观测信息。
然而,气象雷达技术在应用过程中仍面临一些挑战。
例如,雷达在远距离上的探测能力有限,对于离雷达较远的降水或风暴的预测精度较低。
此外,气象雷达技术在强降水、冰雹等天气现象的预测上也存在一定的困难。
新一代天气雷达业务化系统地图设计及模式应用
新一代天气雷达业务化系统地图设计及模式应用新一代天气雷达业务化系统地图设计及模式应用天气雷达是一种现代化的气象观测设备,通过利用雷达探测技术可实时获取大气中的降雨、降雪、雷电等信息,并可用于预测和监测天气变化,对于提升气象服务水平和保障公众安全具有重要意义。
近年来,随着雷达技术的不断发展,新一代天气雷达业务化系统的地图设计和模式应用成为研究的热点。
新一代天气雷达业务化系统地图设计主要包括雷达数据处理和地图展示两个部分。
雷达数据处理是将雷达探测到的原始数据进行处理和分析,获取各种气象参数,并进行数据融合和修正。
地图展示则通过将处理后的气象参数数据以地图形式呈现,利用图像、色彩等方式直观展示天气信息,方便用户进行观察和分析。
地图设计要满足数据准确性、实时性和可视化等特点,确保用户能够及时获取有效的天气信息。
在新一代天气雷达业务化系统中,模式应用扮演着重要角色。
模式应用是通过建立数学模型,对天气数据进行分析和预测,为用户提供更准确的天气预报和预警服务。
模式应用可以通过对历史数据的统计和分析,建立起相应的模式,并将其应用到新数据中,从而对未来的天气情况进行推测。
模式应用还可以结合其他气象观测数据,如温度、湿度、风速等,进行多维度的分析,提高天气预报的精度和准确度。
新一代天气雷达业务化系统地图设计及模式应用在气象领域发挥着重要作用。
首先,它能够提高气象服务水平,为各行各业提供准确、及时的天气信息,帮助用户制定合理的工作以及生活计划。
其次,新一代天气雷达业务化系统可以为城市规划提供重要参考,比如针对降雨特征进行分析,为城市防洪、排涝等基础设施建设提供科学依据。
再者,地图设计和模式应用可以在应急管理中发挥重要作用,及时预警灾害性天气,保障公众的安全。
然而,新一代天气雷达业务化系统地图设计及模式应用仍面临一些挑战。
首先,由于气象数据的复杂性,地图设计和模式应用需要兼顾准确性和实时性,对数据处理和模型建立提出更高要求。
雷达气象工作方案
雷达气象工作方案一、引言雷达气象是一种利用雷达技术进行天气观测和预测的方法,广泛应用于气象预报、航空、军事、农业等领域。
本文旨在介绍雷达气象工作方案,重点讨论雷达气象的原理和应用。
二、雷达气象的原理雷达气象是利用雷达系统对大气中的气象目标进行探测和观测的技术。
雷达系统通过向大气中发射微波信号,然后接收和处理回波信号来获取目标的位置、速度、形态等信息。
雷达气象主要利用回波信号的强度来推断气象目标的属性,如降水强度、回波顶高、风速等。
三、雷达气象的应用1. 气象预报:雷达气象技术可以提供实时的降水信息,为气象预报和灾害预警提供重要数据。
通过监测雷达回波的强度和变化,可以及时预警暴雨、龙卷风等极端天气事件,为公众提供重要的保护。
2. 航空:雷达气象在航空领域的应用十分广泛。
航空雷达可以监测飞机周围的降水和雷暴活动,提供飞行安全的参考。
航空雷达可以帮助飞行员避免遭遇强降水、冰雹和强风等不利气象条件,保障航班的安全和准点。
3. 军事:雷达气象在军事领域的应用主要用于侦察和作战。
通过雷达气象技术,可以监测敌方的降雨、降雪和沙尘暴等气象条件,为军队的作战决策提供重要的参考。
雷达气象还可以监测敌方的雷达干扰行为,提高军队的战场态势感知能力。
4. 农业:雷达气象在农业生产中的应用也十分广泛。
通过监测降水情况,农民可以合理安排田间作业,提高农作物的产量和质量。
雷达气象还可以监测冰雹和强降水等灾害性天气,为农民提供及时的预警和防护。
四、雷达气象工作方案的实施1. 系统建设:雷达气象工作方案的实施首先需要建设雷达系统。
雷达系统包括雷达设备、天线、数据处理系统等。
建设雷达系统需要考虑雷达的位置、天线的高度和方向、雷达频率的选择等因素,以保证雷达的探测能力和覆盖范围。
2. 数据处理:雷达气象的数据处理是实施工作方案的重要环节。
数据处理系统可以对雷达回波信号进行滤波、降噪和定位等处理,提取有用的气象信息。
数据处理系统还可以将雷达数据与其他气象数据(如气象卫星数据、地面观测数据)进行融合,提高气象分析和预报的准确性。
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中国自动气象站实时质量控制系统中天气雷达的应用
作者:刘亚兵
来源:《信息技术时代·下旬刊》2018年第01期
摘要:目前气象站已经发展为自动式,但是当前虽然已经发展为自动气象站,却仍然在部分技术缺陷,气象问题影响着人们的生活,如航空和出行问题,所以人们需要实施掌握气象信息,可是当前自动气象站多依靠观测数据的时间和空间进行相关的验证数据,但由于降水存在较多不均匀的特性,会经常出现气象预报错误。
因此在当前的自动气象站使用过程中,需要引入天气雷达,天气雷达拥有定量估测降水技术,可以提高对降水预测的准确性,有效的提高自动气象站降水质量的提高。
关键词:自动气象站;天气雷达;定量估测降水;质量控制;格点化
引言:
当前自动气象站已经得到广泛使用,通过气象系统的自动更新和发送,可以有效保证人们随时掌握天气,但是目前自动气象站存在较为重要的问题,即是无法保证降水等问题的准确性,传统预测方法受到天气实时变化的影响,所以无法准确进行预测,因此在当前的自动气象站使用中,需要使用天气雷达,同时实施检测的方式,保证气象信息的稳定性,使得可以得到综合提高。
1自动气象站中天气雷达的应用
1.1天气雷达数据预处理
天气雷达有六部分组成,即是天气雷达数据质量控制、天气雷达数据格点化、混合高度雷达反射率格点数据生成、天气雷达定量估测降水、估测降水累加以及区域降水产品拼接,通过六部分的组成,天气雷达才能完成定时工作,已达到小时预测降水效果。
1.1.1天气雷达数据质量控制
在天气雷达的运行过程中,数据的质量控制是需要关注的重要问题之一,对于天气雷达来说,在其运行过程中,容易受到较多的因素影响,使得天气雷达在进行小时的预测过程中,出现不准确和不稳定的情况,需要排除包括地物杂波滤除、虚假噪声和极端值滤除、异常传播回波滤除等,以提高检测质量。
1.1.2天气雷达资料格点化
为提高天气雷达的数据准确性,因此需要将天气雷达的数据进行格点化处理,所谓各点化处理,即是将原有天气雷达的扫面数据将相邻的和上下相邻的进行数据分割,以此完成格点化建立,通过格点化的方式,使得天气雷达的质量呈现层格数据,保证收集证据的稳定性。
1.1.3混合高度雷达反射率格点生成
在天气雷达的使用中,风速、蒸发、都是阻挡天气雷达收据数据的因素,其会降低数据的准确性,因此在天气雷达的实际使用中,可以根据扇面数据点来进行格点化处理,将每个格点选取在反射率大于15dBZ的最低高度上,形成数据扫描。
1.2雷达数据辅助自动站质量控制
1.2.1自动站降水与雷达估测降水匹配
自动雨量站是收集数据最好的方式之一,同时在自动雨量站的建设中,其可以和天气雷达形成相互呼应,同时针对天气雷达建设,可以与自动雨量站建立相互的联系,以自动雨量站为原点,建立9个天气雷达,在着9个点的相互间进行三维模式串联,建立网格数据点,通过数据的不断比对和测量,来完成自动雨量数据记录,达到综合发展。
1.2.2雷达辅助自动站降水质控判断
将自动站降水量记录数据,同时将自动降水量分为6个区域,对不同的区域分别进行质量控制和记录,然后对此进行相互比较,以得出稳定综合的数据。
(1)以自动站站点为原点,选择与之相邻的天气雷达,针对雷达小时平均降水量进行数据分析,选择最终的平均点,记录整体数据。
(2)首先需要判断附近范围呢的有效降水值,了解其是否有效,如果有效可以进入下一环节,有则不作处理。
(3)通过雷达附近的降水值,如果其有效,可以和自动小站的数据进行对比,通过两数据对比,选择相近值,得到最大值,定位最大值。
(4)将在自动小站得出的雨量分布图进行整体划分,标注不同的划分区域,在不同区域里使用不同对比值,最后得到最终的质控结果。
2效果检验
为验证判识的效果,质控结果样本按照常规质控结果分为两类,其中一类为常规质控判识为正确或错误的值(即常规质控可以进行有效判识的值),记为A类;另一类为常规质控判识为可疑的值(即常规质控无法进行有效判识的值),记为B类。
A类为验证类,主要验证本
软件质控的正确性;B类为结果类,主要验证本软件对常规质控软件无法判识数据的判识率。
对A类3个月8087万条质检结果进行统计,本软件与常规质控软件的一致率达到99.76%,本软件质控结果与常规质控软件质控结果正确性基本一致。
3總结:
提高国家级下发反馈疑误信息的准确性,有效改善自动站资料的可用性。
同时,软件具备较好的移植性和扩展性,可以兼容基础数据库和需求的变更。
但是由于天气雷达站网分布并不均匀性,对于雷达站未覆盖的范围,无法采用雷达数据对自动站降水进行辅助质控,需引人包括气象卫星在内的更多的观测资料对自动站降水进行质量控制,后续会进一步升级相关质量控制软件,通过质控流程的改进,为气象业务用户提供更准确的实时降水数据质控结果。
参考文献
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技.2017(10)
[2]GPS技术在大气探测中的应用[J].刘勇伯,李凤毅.知音励志.2017(03)。