回波强度垂直廓线与雷达定量估测降水的关系

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不同校准方法检验雷达定量估测降水的效果对比

究，出了不同方使用雷达观测资料前有必要对其进行质量控制，给以法在估测降水上的优缺点，中傅德胜等应用变去除地物杂波、其超折射回波等，保所用雷达资料质确
分法对区域降水量进行校准后指出变分法校准效果量。文中所用资料经过去除地物杂波和超折射回波较优，提高雷达定量测量区域降水量精度的一种等非气象杂波的质量控制Ｊ是。较理想的方案。而尹中海等 ¨ 指出，着观测次数１１雷达ｚ一关系估测降水精度随．，的增加，卡尔曼滤波校准方法估算降水量的精度不天津雷达为ＣＮＡＩＲＤ— Ａ型，降水算法完全Ｓ其断提高。何宇翔等则在对比分析了不同校准方法采用美国ＷＳ一８雷达的降水算法，测降水默Ｒ８Ｄ估，０１关的估测效果后指出，合校准法和最优插值校准法认ｚ一关系为Ｚ＝３０×Ｉ加。基于此ｚ一，系估联得出的降水量计算精度最高。但上述研究多是以只确定ｚ一，系或只基于雨量计在点上的测量对雷达关降水估测进行校准；而先建立适用本地的ｚ一关系，，同时应用不同校准方法进行降水估测的研究较少。本文在对雷达基数据质量控制的基础上，用采
降水类型，建立适用本地的雷达ｚ— Ｊ关系。经实际应用检验，混降水类型ｚ—ｊ系具实用性。在天津本地化ｚ— 积关关系基础
上，通过了对比分析６种不同校准方法在天津夏季降水估测中的检验效果。结果表明：，关系校准法和最大集成法对降水ｚ一的估测偏高，误差较大；最优插值法的估测精度最高，平均绝对误差和均方根误差最小；但计算不同校准方法与实况相关性表

大气垂直运动对雷达估测降水的影响

大气垂直运动对雷达估测降水的影响阮征;李淘;金龙;李丰;葛润生【摘要】运用雷达反射率因子(Z)与降水强度(R)之间的关系定量估测降水,降水云体中的大气垂直运动(wa)不可忽视.PARSIVEL激光雨滴谱仪(简称PARSIVEL)在获取雨滴粒径分布的同时可以从测量的雨滴下降速度分布中提取ωa,用于分析PARSIVEL高度上的大气垂直运动对雷达Z估测降水强度影响.使用2014年5-6月华南季风降水观测试验期间广东阳江5次层状云、6次对流性降水过程中PARSIVEL数据分析大气垂直运动对定量估测降水影响,wa对层状云和对流云降水强度影响范围分别为-0.18～1.05 mm·h-1和-5.44～24.81 mm·h-1,相对影响值分别为-13.61％～13.99％,-38.59％～25.92％.静止大气条件下,雷达估算降水Z-R 关系式中系数A,b引起的层状云和对流云降水估测偏差平均分别为10.9％和25.5％.真实大气中雷达估测降水的偏差平均情况是层状云降水由于wa的对消作用降低为9.2％,对流云降水则增加到51.2％.对流性降水中大气垂直运动对雷达估测降水的影响较大.%The radar quantitative precipitation estimation(QPE) is one of the main purpose of weather radar application.QPE products are applied very well due to wide space coverage,good precision and high spatial and temporal resolution of precipitation information.Main influencing factors cause differences between the QPE from radar and ground observation include the accuracy of the radarreflectivity,inconsistent of spatial and temporal between the radar and surface observation,and complex precipitation particle raindrop spectrum distribution.Air vertical motion effect in precipitation system and its temporal variation of random fluctuation is another importantfactor.Raindrop spectral distribution is considered with the development of radar QPE in recent years,and its falling speed can be achieved at the same time from PARSIVEL disdrometer.The air vertical motion acquired from data of PARSIVEL can be used to analyze its influence to the radar ing PARSIVEL data from the Southern China Monsoon Rainfall Experiment (SCM-REX) during May and June 2014 atYangjiang,Guangdong Province,several precipitation processes are analyzed,including 5 stratiform cloud (SC) precipitation events and 6 convective cloud (CC) precipitation events.The vertical air motion is retrieved and their influences on the QPE precision for both SC and CC are analyzed.The vertical air motion influencing value for 5 SC events are between-0.18 mm · h-1 and-1.05 mm · h-1,ranging from 13.61％ to13.99％.The vertical air motion influencing value for the six CC events are between 5.44 mm · h-1 and 24.81 mm · h-1,ranging from-38.59％ to25.92％.The influence on CC is greater than that on SC.PARSIVEL observation is applied to estimate the A and b coefficient in Z-R relation.The average deviation estimates SC under stationary atmospheric condition is 10.9％ and 9.2％ under non-stationary atmospheric condition.The vertical air motion effect partly offset by the uncertainty of the estimated precipitation Z-R relation.Average deviations of radar QPE are 25.5％,51.2％ under the stationary and non-stationary atmospheric conditions.After considering the raindrop spectrum distributions,the error of radar QPE is mainly from the vertical air motion.The deviation of QPE is related to data duration,shorter data usually lead to greaterdeviation.Simulation experiments are also carried out using PARSIVEL data to investigate this influence.【期刊名称】《应用气象学报》【年(卷),期】2017(028)002【总页数】9页(P200-208)【关键词】PARSIVEL激光雨滴谱仪;大气垂直运动;雷达定量估测降水;Z-R关系;影响因子【作者】阮征;李淘;金龙;李丰;葛润生【作者单位】中国气象科学研究院灾害天气国家重点实验室,北京100081;成都锦江电子系统工程有限公司,成都610051;河北省气象技术装备中心,石家庄050021;中国气象科学研究院灾害天气国家重点实验室,北京100081;中国气象科学研究院灾害天气国家重点实验室,北京100081【正文语种】中文运用雷达反射率因子(Z)与降水强度(R)之间的关系定量估测降水，降水云体中的大气垂直运动(wa)不可忽视。

雷达回波强度拼图的定量估测降水及其效果检验

料对雷达降水估计值做进一步订正，这些方法包括平均校准法［、５变分同化法【、１６客观插值分析法】
圳六部雷达１分钟一次的６０分钟体扫描资料，经
过杂波处理、质量控制和拼图处理后得到的１５．
收稿日期：２０ — １１：修订Ｅ期：２１— ８１０９１－１ｔ０００ —８
文献标识码：ＡＤｏｉ０３６／ｉｎ１０．９５０１ｏ．１ｉ１．９９．ｓ．４４６．１．１０ｊｓ０２０中图分类号：Ｐ５．．１４８１２
［１和卡尔曼滤波校准法等。７１１
１引
言
随着我国气象多普勒雷达布网不断向前推进，如何利用雷达拼图回波强度结合稠密的自动
资助项目：广东省科技厅项目；中国气象局气象新技术推广项目“ 量计和多平台遥感降水资料的融合技术 ” 同资助雨共通讯作者：建茵，男，广东省人，研究员，主要从事季风、热带气候和海气相互作用研究。Ｅｍａ：ｉｇｊ＠ｇｍｃｏ．梁－ｉｌｎ＿ｙｒ．ｖｎｌａｇｃ
第２卷第１７期２１年Ｏ０１２月
ＪＯＵＲＮＡＬ热带气象Ｍ学报０ＦＴＲＯＰＩＣＡＬＥＴＥＯＲＯＬＯＧＹ
Ｖ１７ｏ．．Ｎｏ１２．
Ｆｅ．０１ｂ．２１
梁建茵，胡胜．达回波强度拼图的定量估测降水及其效果检验ｆ．热带气象学报，２１，２（）－０雷Ｊ］０１７１：ｔ１．

713天气雷达回波资料在冰雹与对流性强降水中的识别指标

713天气雷达回波资料在冰雹与对流性强降水中的识别指标天气雷达是一种常用的气象观测仪器，它能够通过回波资料识别出各种天气现象。

在冰雹和对流性强降水的识别中，天气雷达的回波资料可以提供一些指标，帮助气象预报员进行准确的判断和预报。

以下是一些常见的识别指标：1.雷达回波强度：回波强度是雷达探测到的天气现象的信号强度，通常以dBZ为单位。

冰雹和对流性强降水往往伴随着较高的回波强度，因此可以通过回波强度的大小来初步判断是否存在冰雹和对流性强降水。

2. 雷达回波高度：雷达回波的高度可以提供冰雹和对流性强降水的垂直分布信息。

冰雹的高度通常较低，一般在2～6km之间；而对流性强降水的高度较大，通常在6～10km之间。

因此，通过回波的垂直分布可以初步判断是否存在冰雹和对流性强降水。

3.强回波峰值高度：强回波峰值高度指的是回波中最强的那一层的高度。

在冰雹和对流性强降水中，由于存在较大的降水粒子和冰雹，峰值高度通常较低。

因此，强回波峰值高度的变化也可以作为冰雹和对流性强降水的指标之一4. D0/ZDR：D0值是雷达对目标物体的直径大小进行估计的一个参数，通常用于冰雹的识别。

对于冰雹而言，D0值较大，通常在1～3cm之间。

而ZDR值则是雷达回波信号中的液态水含量和固态水含量之间的差异，冰雹的ZDR值通常较大。

因此，通过D0和ZDR值的分析可以对冰雹进行更准确的识别。

总结起来，冰雹和对流性强降水在天气雷达回波资料中的识别可以从回波强度、回波高度、强回波峰值高度、D0和ZDR等指标入手。

通过对这些指标的综合分析，可以更准确地判断和预报冰雹和对流性强降水的出现情况，提供有效的气象服务。

雷达定量估测区域降水波束阻挡系数的计算

站为中心、３ｍ为半径、：５万ＤＥ规则网格模型的Ｅ０２０ｋ１２Ｍ０格式资料。数据在文件中的组
收稿日期：０１１－７改回日期：０２０ — １２０ — ２０；２０ — ４０
基金项目：国气象局 “ 河黄河流域暴雨洪水监测预报系统 ” 点试验项目中淮重第一作者简介：亚萍（９９）女，南昭通人，程师，士，要研究方向：普勒雷达资料分析与应用张１６一，云工硕主多
、对
中图分类号：４２３Ｐ１．
文献标识码：Ａ
实际估测的区域降水量不仅对洪水监测、布洪水警报起指导作用，且是各种水文和大发而气数值模式用到的最重要的实测原始资料之一。目前地面雨量站测量的雨强和雨量因站网密度过稀而往往缺乏代表性，难准确算出一定区域上的雨量，气雷达却能估计雷达扫描范围很天内各点的雨强、定区域上的雨量分布和总雨量，及时取得大面积定量的降水资料。中，一并其确保雷达测量具有尽可能高的精度，准确估测区域降水量的基础。达的探测能力不仅受雷达是雷参数，种衰减、射和降水云性质等因素的影响，且也受到雷达站四周高大建筑物、形各折而地

雷达回波分析在雷电监测预警中的应用

雷达回波分析在雷电监测预警中的应用摘要：本文主要从反射率因子、回波顶高、风廓线产品、垂直累积液态含水量四个方面对雷达回波分析在雷电监测预警中的应用作了介绍。

对闪电资料和雷达回波资料的综合分析能够为雷暴的预警预报提供参考。

同时提出了存在的一些问题：没有考虑总闪的特征、个例少、地域差异。

关键词：雷暴监测预警；雷达回波分析；反射率因子；回波顶高；垂直累积液态含水量引言雷暴是发生在积雨云中的放电、雷鸣现象，是一种强烈的对流性天气，它出现时常伴有狂风、暴雨、冰雹等天气现象，是一种破坏性严重的灾害。

雷电也是全世界最严重的十大自然灾害之一，雷电流具有强度大，陡度高和时间短等特点，会在瞬间释放很大的能量，造成严重的破坏，威胁人类生命财产安全。

因此,开展闪电活动与雷达资料之间关系的研究,揭示强对流天气的雷电活动规律,建立相关的雷电天气判别预报预警模型,提高对其的预报预警率,以达到最大程度上的减少雷电灾害事故,对于防灾减灾是非常有意义的。

1 国内外研究进展近年来，我国也在雷电预报方面取得了一些显著成果，如李南发现闪电发生的数目和闪电变化与雷达回波顶高有较好的对应关系，而与垂直积分液态含水量对应关系不明显。

张一平等指出暴雨的负闪密集区和冰雹雷雨大风正闪密集区都与40dBZ的强回波区有很好的对应关系。

陈哲彰指出暴雨过程地闪频率很高，但正地闪所占比率很小；而冰雹大风天气的地闪频率很低，正地闪所占比率很大。

杨超等指出地闪强度越大，相应的地闪频次越小，除少数弱闪外，二者基本呈反相位关系。

王飞认为40dBZ回波顶高达到-10℃温度层高度是闪电发生的一个重要预报因子。

罗树如等指出雷电密集区的位置和雷达回波位置基本吻合。

林波德和支树林得出未来某一时刻的回波强度值和物理量值,最终得到雷电落点和强度预报值。

这些研究结果都表明了雷达回波对闪电的发生具有一定的指示作用，但国内外的研究结果也存在一定的差异。

Maribel等研究了14个对流单体在形成初期雷达反射率因子和闪电活动关系后发现,要想单体中能够发生闪电，单体回波中40 dBZ以上回波的顶高必须高于7 km。

利用多普勒雷达定量估测降水试验

１３综合定量估测降水．
・
５２・
维普资讯
２００７年第４期
气象与减灾研究
ＶＩ００．Ｏ．Ｎ４３
仅随时间ｆ高度（中为ｈ的变化而变化，、文）因此有
，，
ｄｚＪＪＦｈｔｄｄＢ＝ｌｌ（，）ｔ０Ｌｈ
关键词：降水量，定量估测，雷达资料。中图分类号：４６６：４５２Ｐ２．Ｐ１．２文献标识码：Ａ
０引言
江西省抚州市位于江南中部、武夷山西侧，中亚热带季风湿润气候区，属降水时空分布极不均匀，特别
是每年７１月， — ０经常出现持续高温少雨天气，伏秋干旱十分频繁，不仅严重影响工农业生产，而且给人民
Ｒ＝ａｍ
（）４
式中Ｒ单时内水量，、为定数，１０ａｌ ’ ，为位间降总ｍⅡ 待系ｍ／，Ｏ。均：１＝
１２利用垂直积分含水量估测降水．
垂直积分含水量与反射因子ｚ之间的经验公式为：
Ｚ（）５
其中，统计参数、与云的类型、地区、季节等有关。由式（）１和式（）则有５，
＝
对于单个站点来说，垂直积分含水量仅随时间ｔ的变化而变化，因此有＝，可得到利用平均垂直积分含水量估测降水公式：
：
（）６
式中，为单位ｔＩ内平均积分含水量，：ｇｎ／３，；单位ｋ／；均为待定系数，＝／６，６ｍ、（）ｎ／。
文章编号：０７９３（０７０ —０２０１０ — ０３２０）４０５ — ５

雷达定量降水估计常用方法介绍

B
%
6-
B-g$ ?-
$$
通过校准后得到的估测场则为
6 @Ag? @A c%
$)
平均降准法较单点校准法降低了随机误差精度上
有所提高但该方法无法体现降水梯度分布误差仍然
较大 (&( 卡尔曼滤波法3
引入一个随时间动态变化的订正因子 >将前一时刻
(&$ 单点校准法
假设一个初始 f2J关系式根据该关系式得到雷达观
测降水的初估场 K ^H 将观测区内雨量计观测值记为
G则可得到观测区内的校准因子 "为
%g6?
'
而订正后的雷达估测场可由下式得到
6 @Ag? @A c%
$%
因单点雨量计具有较大的局限性由此得到的雷达观
该方法校准的雷达观测值降水分布更加准确且该方法适
用于绝大部分场景
(展望
雷达定量降水估计因其具有高时空分辨率的特点且
能够快速获得大范围降雨资料在降雨监测方面具有广泛
运用的潜力随着监测降水的不断深入研究雷达定量降
水估计的方法不断优化利用雷达进行定量降水估计具有
广泛的应用前景
水文气象领域的研究一直是非常复杂的雷达定量降
;&<=1-,'+:<E<:&e9<-=/=<=/[;I:;,/I/=<=/@-&f2J:;?<=/@-
44降水是水文循环的基本要素之一区域洪涝灾害受
降水强度的直接影响研究降水时空间变化能够有效减
少洪涝灾害带来的影响利用雨量计进行降水监测具有
单点精度高的优势但是其难以反映区域降水的时空分
9:'0-+40+9D/-8:<E<:=@C@-/=@:I:;,/I/=<=/@- ,<- \9/,.?H@F=</- <A/E;:<-8;@>:</-><??/->@:C<=/@-&O;,<9D;@>/=D <E[<-=<8;D@>B/8B =;CI@:<?<-E DI<=/<?:;D@?9=/@-"\9<-=/=<=/[;I:;,/I/=<=/@- ;D=/C<=/@- B<D8:<E9<??HF;;- <II?/;E =@:</-><??C@-/2 =@:/-8F9D/-;DD&QB/DI<I;:/-=:@E9,;DD;[;:<?:<E<:\9<-=/=<=/[;I:;,/I/=<=/@- ;D=/C<=/@- C;=B@ED,@CC@-?H9D;E /- F9D/-;DD>:@C =A@<DI;,=D+f2J:;?<=/@-DB/I C;=B@E <-E :<E<::</- 8<98;+@/-=;D=/C<=/@- C;=B@E&

固原市强降水的多普勒雷达Z-R关系分析

１资料来源及实况统计
１１雨情资料．雨量数据来源于自动站每小时的雨量，０６年汛期共统２０计出１。除彭阳站８月２３次５日降水为对流性天气过程，其他站高空形势均为西低东高的层状云降水（１。表）表１各站每小时雨量及测站海拔高度
１宁夏固原气象台，．宁夏固原摘７６０；２宁夏泾源县气象局，５００．宁夏泾源７６０５４０要：利用固原市新一代天气雷达观测到的２０年１０６２次强降水的反射率因子和雨强关系，ＺＲ关系，即－使用最优化处理
法，分别对对流性和稳定性降水进行统计，出当地参数Ａ、。实例分析表明，流性和稳定性降水的回波强度有差异，得ｂ对在作
ｐｅｉｉｔｎｗｒａｃｕａｅｅｐｃｉｅｙｂｅｍｅｈｄｏｐｉｚｔｎａｄｔｅｌａｔｓｕｒｓｅｖｄｐｒｍｅｅｃｌｎ．ｒｃｐｔｉｅｅｃｌｌｌｔｄｒｓｅｔｌｙｔｔｏｆｔａｏｖｈｏｍｉａｉｎｈｅｓｑａｅ，ｄｒｅａａｔｒｌａｌＡａｄｂｏｉｏｙ
Ｍｅｎｈｌｎｌｚｎｈｉｅｅｔａａｃｏｉｔｎｉｆｃｎｅｔｅａｄｓｂｅｒｉｆｌｉｏａｅ．ｔｅｒｄｒｒｉｆｌｅｔｔｓａｗｉａａｙｉｇｔｅｄｆｒｎｄｒｅｈｎｅｓｙｏｏｖｃｉｎｔｌａｎａｌｎｓｍｅｃｓｓｈａａａｎａｌｓｉｅｅｆｒｔｖａｍａｓｏｌｅｃｎｉｅｅｉｉｇｉｈｄｈｕｄｂｏｓｄｒｄｄｓｎｕｓｅ．ｔＫｅｒｓｙｗｏｄＮｅｔｅｅａｉｎｗａｈｒｒｄｒｅｅｅｒｉｆｌ：Ｚ－ｅａｉｎｈｐｘｎｒｔｅｔｅａａ：ＳｖｒａｎａｌｇｏＲｒｌｔｓｉｏ

雷达与雨量计联合估测降水的相关性分析

如检查反射率回波的时空连续性＿，析反射率的６分］
引言
多普勒天气雷达作为探测降水系统的主要工具，仅能实时估测雷达扫描范围内各点的雨强和不
一
水平梯度和垂直梯度，］以及采用模糊逻辑算法的雷达回波分类技术＿等多种方法。美国大气研究中８心（ＡＲ）ＮＣ已将综合使用反射率因子、向速度和径速度谱宽识别地物回波和超折射回波的模糊逻辑法
广泛应用于ＷＳ－８天气雷达ＯＲＧ（ｅａＲ８ＤＰＯｐｎＲ — ｄｒＰｏｕｔＧｅｅａｏ）统中。在国内，黎平ａｒｄｃｎｒｔｒ系刘
定区域上的降水量分布，而且可以及时获取大面
积定量的降水资料，对工农业生产、气预报、这天云雾降水物理研究、工影响局部天气的效果检验、人水
雷达与雨量计联合估测降水的相关性分析
东高红Ｄ。刘黎平。
”（兰州大学大气科学学院，州７００）。（兰３００天津市气象台，津３０７）天００４ ”（国气象科学研究院灾害天气国家重点实验室，京１０８）中北００１
于雨量计校准的前提是要求地面要有一定密度分布的雨量计站网，以保证有质量好的校准因子值。
次之，云稳定性降水过程需要的雨量计密度最小。不同方法的校准效果不同，尔曼滤波方法适合于对稳定性层卡降水的校准，在雨量计密度低的地区对雷达进行校准；分校准法和最优插值法的校准效果相当，合对积混对或变适流性降水的校准，或在雨量计密度高的地区对雷达进行校准。关键词：量控制；关性分析；达一量计联合校准；量计密度质相雷雨雨

利用雷达垂直廓线对广州地区降水估测订正的初步分析

关键词：多普勒天气雷达；垂直廓线；降水订正
中图分类号：４Ｐ１文献标识码：Ｂ文章编号：０７— １０２１）３— ０６— ３１０６９（０２００３０
新一代天气雷达可以估测大范围的瞬时降水强度和区域降水量分布。这对洪水监测、布洪水预警有重要发
线ＭＶＲ的生成算法，Ｐ对影响广州地区的一次混合性降水过程的ＭＶＲ特征进行分析，Ｐ并利用ＭＶＲ算法对降Ｐ水估测进行订正。
收稿日期：０１—１２１２—０５
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程实时雷达反射率因子垂直廓线特征，利用最小二乘并法拟合ＶＲ数值及联合雨量计观测进行了研究。赵瑞Ｐ金等对各种不同的天气过程的雷达垂直廓线特征进行了分析。目前，华南地区缺少雷达垂直廓线的应用研究，
ＪＬ ‘
，
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个极大值区为零度层亮带；在零度层亮带以上，反射率因子随高度增加迅速减小。进一步结合降水站点评估表明，直接利用雷达最低仰角估测的降水量偏低，而利用反射率因子垂直廓线技术订正后的降水估
测的准确度提高，绝对误差率由订正前的２．％下降到１．％。８９３７
回波强度Ｒ随高度ｈ的分布，Ｒｕｈ表示。ｒ以（，）为距离，
０为仰角。
不同高度的回波。而在进行定量测量降水时，我们主要考虑的是近地面的降水。所以雷达的测量结果与地面的
实际降雨情况有差别。为了减小因高度差异引起的测量差别，一个可行的办法是首先获取回波在垂直方向上的分布情况，即垂直廓线ＶＲ（ｅｉｌｒｆｅｏＲｆｃｖ— ＰＶｒｃｏｌｆｅｅｔｉｔａＰｉｌｉｔ）然后把不同高度上的雷达回波按照垂直廓线订正成ｙ，近地面同一高度层的情况。这种同一高度上的测量结果

雷达定量降水估测原理

雷达定量降水估测原理《雷达定量降水估测原理》1. 引言嘿，你有没有想过，天气预报里说的降水量是怎么知道的呢？是有人拿着个大桶在外面接雨水测量吗？当然不是啦！这背后可有着非常神奇的技术，那就是雷达定量降水估测。

今天呀，咱们就来好好探究一下雷达定量降水估测原理，从它的基础概念，到它是怎么运行的，再到在生活和高级领域的应用，还有那些容易被误解的地方，以及相关的趣味知识等等。

2. 核心原理2.1基本概念与理论背景雷达这个东西呢，大家可能都听说过，在军事上、气象上都有应用。

雷达定量降水估测的基本理论其实是基于电磁波的反射原理。

就好比你在一个黑暗的屋子里，用手电筒照向一个物体，然后根据反射回来的光来判断这个物体的位置、形状之类的。

雷达发射出电磁波，这些电磁波遇到降水粒子（比如雨滴、雪片之类的）就会反射回来。

这个理论的发展可是经过了很长的时间呢。

一开始科学家们只是有了这种利用电磁波来探测物体的想法，后来经过不断的实验和改进，才应用到气象领域来测量降水。

2.2运行机制与过程分析首先呢，雷达发射出特定频率的电磁波。

这个电磁波就像一群小信使，向四面八方冲出去。

当这些电磁波遇到降水粒子的时候，就会被反射回来。

然后雷达接收这些反射回来的电磁波。

这时候就好比那些小信使又带着信息回来了。

那怎么根据这些反射回来的电磁波知道降水量呢？这里面有个关键的东西叫反射率因子。

这个反射率因子就像是一个密码本，通过这个密码本就可以把反射回来的电磁波的强度转化成降水量的大小。

打个比方，就好像你去超市买东西，每个商品都有个价格标签，反射率因子就是那个价格标签，把反射回来的电磁波对应的“价格”（降水量）给标记出来。

而且呀，不同大小、不同形状的降水粒子反射回来的电磁波强度是不一样的。

大的雨滴反射的电磁波就比较强，小的雨滴反射的就比较弱，就像大的球弹回来的力量大，小的球弹回来的力量小一样。

3. 理论与实际应用3.1日常生活中的实际应用在我们的日常生活中，雷达定量降水估测可太有用了。

降水云回波顶高度与地表降水强度关系的分析

降水云回波顶高度与地表降水强度关系的分析自古以来，降水云回波高度(CAPE)与地表降水强度(Prate)之间的关系一直是气象研究中的热门话题。

此关系可能取决于趋势或环流，也可能由复杂的气象过程控制。

人们对CAPE和降水强度之间的关系进行了大量的研究，但仍存在一些认识上的分歧，而其中至少有两种根据不同流型而显著不同的态势。

如何准确地描述这种关系，以指导天气预报，仍然是一个有待解决的课题。

降水云回波高度是指可能把水汽转化为降水的云回波的最高高度，一般只会在大气稳定时发生，而地表降水强度则是指地表得到的降水的强度，可以是微量的雨滴或暴雨的形式。

CAPE与Prate的关系可以从大规模气象过程的角度来考虑，这包括暴雨、季节性降水和秋意降水等。

大规模气象过程中，降水是由于垂直运动并加强当地大气稳定性而发生的，垂直运动可以使大气中的潜热释放到云朵上，从而增加CAPE值，从而导致更强的降水释放到地表，形成暴雨等降水现象。

因此，CAPE和降水强度之间存在一定的正相关关系。

根据不同的气象过程，CAPE和Prate之间的关系也会有所不同。

为了进一步研究CAPE与Prate之间的关系，我们首先要了解不同大规模气象过程的特点，以及CAPE和Prate在不同过程中所扮演的角色。

对于暴雨，CAPE和Prate之间的关系最明显。

这种大规模气象过程通常发生在大气非常稳定的阶段，此时CAPE值很高，加上强烈的水汽增温和垂直运动能量的输入，使大气中的潜热释放到云朵上，从而增加CAPE值，并由此导致强降水，形成暴雨。

从数学上讲，CAPE 值和降水强度之间存在一定的正相关关系，即高CAPE值会导致强降水，低CAPE值会导致弱降水。

进一步来看，季节性降水也可能引起CAPE和Prate之间的联系。

此类降水是指海洋上强烈潜热释放和低层边界层垂直运动能量的输入而引起的周期性降水。

此过程可能会影响CAPE值，随着季节性降水的变化，CAPE值也会发生变化，从而影响降水强度。

雨滴谱仪网数据在雷达定量降水估测中的应用

雨滴谱仪网数据在雷达定量降水估测中的应用张扬;刘黎平;何建新;文浩【摘要】为了探讨利用雨滴谱数据验证雷达观测的回波强度的偏差和实时拟合反射率因子(Z)与降水强度(R)的关系(即Z-R关系)进行定量降水估测的可能性，以发生在江苏南部的三次大范围降水过程为例，首先分析雨滴谱数据、雷达数据和雨量计数据的一致性，然后利用雨滴谱仪网法和传统方法分别进行降水估测，并对比两种方法的降水估测效果。

结果表明：雷达和雨滴谱仪观测的回波强度具有较好的一致性；采用雨量计数据和雨滴谱计算的平均降水强度存在一定差异，但其变化趋势基本一致。

相对于层状云降水，两种方法对对流云降水估测的误差更大，对层状云降水的估测，雨滴谱仪网法略优于传统方法，但对对流云降水的估测，雨滴谱仪网法更具优势。

总体上，雨滴谱仪网法估测的降水，其偏差和相对误差更小，估测值总量与雨量计观测雨量更接近，估测降水的效果更好。

%The objective of this study is to investigate the possibility of using drop size distribution data to assess the bias of radar echo in-tensity and to estimate precipitation quantitatively by fitting Z-R relationship in real time. Taking three precipitation processes occurred in the south of Jiangsu Province as examples, we have analyzed the consistency among the raindrop size distribution data, radar data and the rain gauge data, and then estimated precipitation by using disdrometer network method and traditional method, respectively, with comparing the precipitation estimation’s accuracy of the two methods. The results show that the echo intensity observed by radar and disdrometers have a good consistency. While the averaged rainfall intensities calculated by rain gauge data anddisdrometers data have some differences in magni-tude, their trends showed a general consistency. Error of the two methods is bigger for convective than for the stratiform precipitation esti-mates. The disdrometer network method has a clear advantage with respect to the traditional method when the convective precipitation is esti-mated. But when the stratiform precipitation is estimated, the disdrometer network method is slightly better than the traditional method, whose bias and relative error are smaller and the estimated precipitation total is closer to rain gauge observation. From overall evaluation results, the skill of precipitation estimation by using disdrometer network method is better than the traditional method.【期刊名称】《暴雨灾害》【年(卷),期】2016(035)002【总页数】9页(P173-181)【关键词】Z-R关系;定量降水估测;雨滴谱仪网法;一致性【作者】张扬;刘黎平;何建新;文浩【作者单位】成都信息工程大学，成都610225; 中国气象科学研究院，北京100081;中国气象科学研究院，北京100081;成都信息工程大学，成都610225;成都信息工程大学，成都610225; 中国气象科学研究院，北京100081【正文语种】中文【中图分类】P414.9张扬，刘黎平，何建新，等.雨滴谱仪网数据在雷达定量降水估测中的应用［J］.暴雨灾害，2016，35（2）﹕173-181ZHANG Yang，LIU Liping，HE Jianxin，et al. Application of raindrop size distribution data from a disdrometer network to quantitative precipitation estimation［J］. Torrential Rain and Disasters，2016，35（2）﹕173-181 资助项目：国家科技支撑计划项目（2012BAC22B00）；国家自然科学基金项目（91337103）第一作者：张扬，主要从事雷达气象学研究。

雷达试题及答案讲解

1、当波源和观测者做相对运动时，观测者接受到的频率和波源的频率不同，其（频率变化量）和（相对运动速度大小）有关，这种现象就叫做多普勒效应。

2、判断大冰雹最有效的方法是检查强回波(≥45dBZ)能否发展到（0°C）,特别是（-20°C）等温线高度以上。

5、新一代天气雷达近距离目标物的探测能力受限的主要原因是（静锥区）的存在。

6、天气雷达主要雷达参数有（雷达波长）、（脉冲重复频率PRF）、脉冲持续时间（τ）和脉冲宽度（h）、（峰值功率）、（波束宽度）。

9、电磁波在降水粒子上的散射，是（天气雷达探测降水）的基础。

11、超级单体最本质的特征是具有一个（深厚持久的中气旋）。

12、在层状云或混合云降水反射率因子回波中，出现了（反射率因子较高的环形）区域，称之为零度层亮带。

13、可能导致谱宽增加的非气象条件有(天线转速)（距离）（雷达的信噪比)15、产生强降水的中尺度对流回波的多普勒速度特征是（强的风切变）、（强的辐合和形变）、（深厚的积云对流）、（旋转环流）21、在径向速度图中，气流中的小尺度气旋（或反气旋）表现为一个（最大和最小的径向速度对），但两个极值中心的连线和雷达的射线（相垂直）。

23、边界层辐合线在新一代天气雷达反射率因子图上呈现为（窄带回波），强度从几个dBZ到十几个dBZ。

24、在比较大的环境垂直风切变条件下，产生地面直线型大风的系统有多单体风暴、飑线和超级单体风暴，它们的一个共同预警指标是（中层气流辐合）。

28、单位体积中云雨粒子后向散射截面的总和，称为气象目标的（反射率）。

29、对于相同的脉冲重复频率，C波段雷达的测速范围大约是S波段雷达测速范围的（1/2）。

31、新一代天气雷达回波顶高产品中的回波顶高度（小于云顶高度）。

33、垂直风廓线产品VWP对分析（高低空急流、垂直风切变、热力平流类型）是有用的。

34、中气旋是风暴尺度环流，它能由（切变尺度、持续时间尺度、垂直方向伸展厚度）来衡量。

禄劝县春季增雨作业雷达回波反射率因子与降水关系的分析研究

禄劝县春季增雨作业雷达回波反射率因子与降水关系的分析研究摘要：本文通过分析禄劝县6个人工增雨作业点2016年至2018年春季（3月～5月）比较典型的24次降水天气过程昆明市新一代多普勒天气雷达（CINRAD/CD）反射率因子数据和位于增雨作业点附近的自动雨量观测点降雨数据，并绘制统计分析图，得出6个增雨作业点适合开展增雨作业的雷达回波反射率因子值。

关键词；人工增雨；春季；反射率因子；降水引言禄劝县人工影响天气工作起步于2005年，先后建设了7个增雨作业点（2021年以前为6个增雨作业点），主要位于云龙水库径流区，水库承担昆明市70%的饮用供水。

每年春季正值禄劝旱季，云龙水库供水压力较大，而通过人工增雨作业是增加水库蓄水的有效途径，经前期的计算，云龙水库常态化人工增雨多年平均相对增雨率为25％。

因此，春季一般只要有降雨情况出现，都会及时开展人工增雨作业，而对作业时机的把握方面也就显得尤为重要。

除了作业人员的经验支撑外，通过雷达回波反射率因子的分析，对作业时机把握也会有很大的指导作用。

本文通过分析禄劝县6个人工增雨作业点2016年至2018年春季（3月～5月）比较典型的24次降水天气过程昆明市新一代多普勒天气雷达（CINRAD/CD）反射率因子数据和位于增雨作业点附近的自动雨量观测点降雨数据，得出6个增雨作业点雷达回波反射率因子与降水关系图，为禄劝县春季人工增雨时机的把握提供一定的参考。

1 资料整理和方法思路1.1 昆明天气雷达站观测数据该雷达为C波段多普勒天气雷达，工作时连续进行体积扫描，仰角从0.5°到19.5°方位为0～360°作圆周锥面观测，观测距离150km，距离分辨率为150m，约6min完成一个体积扫描，主要功能是观测空中水凝物的大小及相对于雷达波束的相对运动速度，实现对水凝物的拉格朗日观测。

雷达以波束张角宽度为1°向大气中发射电磁波，当遇到水凝物后，水凝物吸收电磁波的辐射能量，并以相同的频率不同的相位向四周辐射电磁波，其中有小部分能量传到雷达接收天线，雷达通过处理水凝物的后向散射信息，生成观测的基本数据，有反射率因子、径向速度、速度谱宽，以极坐标方式存储于记录媒介中，数据永久保存。

多普勒天气雷达回波识别和分析之降水回波

多普勒天气雷达回波识别和分析之降水回波(总3页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--多普勒天气雷达回波识别和分析之降水回波1.层状云降水雷达回波特征——片状回波层状云是水平尺度远远大于垂直尺度云团，由这种云团所产生的降水称之为稳定性层状云降水。

降水区具有水平范围较大、持续时间较长、强度比较均匀和持续时间较长等特点。

⑴回波强度特征：①在PPI上，层状云降水回波表现出范围比较大、呈片状、边缘零散不规则、强度不大但分布均匀、无明显的强中心等特点。

回波强度一般在20-30dBz，最强的为45dBz。

②在RHI上，层状云降水回波顶部比较平整，没有明显的对流单体突起，底部及地，强度分布比较均匀，因此色彩差异比较小。

一个明显的特征是经常可以看到在其内部有一条与地面大致平行的相对强的回波带。

进一步的观测还发现这条亮带位于大气温度层结0度层以下几百米处。

由于使用早起的模拟天气雷达探测时，回波较强则显示越亮，因此称之为零度层亮带。

回波高度一般在8公里以下，当然会随着纬度，季节的不同有所变化。

⑵回波径向速度特征：由于层状云降水范围较大，强度与气流相对比较均匀，因此相应其径向速度分布范围也较大，径向速度等值线分布比较稀疏，切向梯度不大。

在零径向速度型两侧常分布着范围不大的正、负径向速度中心，另外还常存在着流场辐合或辐散区。

⑶零度层亮带：如前所述，在PPI仰角较高或者RHI扫面时，总能在零度层以下几百米处看到一圈亮环或者亮带回波，亮带内的回波比上下两个层面都强。

由于亮带回波总是伴随层状云降水出现，因此是层状云降水的一个重要特征。

（零度层亮带形成的原因：冰晶、雪花下落的过程中，通过零度层时，表明开始融化，一方面介电常数增大，另一方面出现碰并聚合作用，使粒子尺寸增大，散射能力增强，所以回波强度增大。

当冰晶雪花完全融化后，迅速变成球形雨滴，受雨滴破裂和降落速度的影响，回波强度减小。

雷达气象部分名词解释

雷达气象名词解释1.脉冲重复频率：脉冲重复频率是每秒钟雷达发射脉冲波的次数。

两个相邻脉冲波之间的时间间隔叫做脉冲重复周期。

用F 表示脉冲重复频率，T 表示脉冲重复周期，他们互为倒数关系2.平均功率：平均功率是指脉冲功率在其重复周期内的平均值。

用Pt 表示脉冲，t P 错误！未指定书签。

表示平均功率，有TP P t t τ⨯= 3.脉冲功率：脉冲功率是指发射机发射脉冲波期间产生的高频功率。

脉冲功率也叫峰值功率。

脉冲功率大，雷达接收到来自云雨的回波比较强，雷达可以探测比较远，比较弱的目标4.方向性图：表示天线向外辐射电波能量方向性情况的图叫做方向性图5.波束宽度：为了定量的表示天线辐射能量的定向程度，可以用方向性图上主波瓣最大辐射方向两侧，辐射能量为最大辐射能量一半的两个矢量之间的夹角的大小表示，该角叫做波束宽度6.天线增益：定向天线最大辐射方向上的功率密度和天线各向均匀辐射能量时同一距离上功率密度的比值。

天线增益数值越大，表示天线定向辐射的能力越强7.雷达截面：粒子向四周作球面波形式的各向同性散射，并以符号σ表示总散射功率与入射波能流密度之比，即雷达截面is S R S 24)(ππσ=或)(4ππβσ= 8.雷达反射率：单位体积内全部降水粒子的雷达截面之和，并以η表示，常用单位是32/mcm 即∑=单位体积i ση 9.反射率因子：单位体积中降水粒子直径6次方的总和称为反射率因子，用Z 表示，其常用单位是36/m mm ，即dD D D n Z D Z i 606)(,⎰∑∞==单位体积10.分贝(dB):功率比的常用对数的10倍 dR k P P R L r r ⎰-=0343.42lg 10011.衰减系数：由于衰减作用，单位接收功率在大气中往返单位距离时所衰减掉的能量dR P P d k L γγ2-=12.衰减截面：从电磁场理论吸收截面、散射截面和衰减截面可表示为))(12(Re 212n n n i t t b a n S P Q ++-==∑∞-πλ )()12(22212n n n i s s b an S P Q ++==∑∞-πλs t ia a Q Q S P Q -== 13.雷达气象方程：雷达气象方程是定量的表示云和降水的回波强度与有关因子之间关系的方程。

雷达定量测量降水中Z-Ⅰ关系的非线性问题研究的开题报告

雷达定量测量降水中Z-Ⅰ关系的非线性问题研究的开题报告一、研究背景降水观测是气象预报的基础，传统的降水观测方法包括地面降水观测，气象卫星降水估测以及雷达降水估测等。

其中，雷达降水估测具有空间分辨率高、时间分辨率快、覆盖范围广等优点，已成为降水观测的重要手段。

雷达降水估测通常采用Z-Ⅰ关系来定量描述降水中的反射率和降水率之间的关系。

Z-Ⅰ关系是由Z-R关系演变而来，它是指雷达反射率因子（Z）与降水率（R）之间的函数关系，可以通过雷达反射率因子数据反演出降水信息。

然而，Z-Ⅰ关系并非线性关系，而是存在非线性问题。

在降水强度较小的情况下，Z-Ⅰ关系呈现出近似线性的趋势，但当降水强度较大时，Z-Ⅰ关系呈现出一定的非线性特点，这给雷达降水估测带来了一定的误差。

因此，深入研究Z-Ⅰ关系的非线性问题，将为雷达降水估测的精度提升提供科学依据。

二、研究内容本研究将采用雷达反射率因子和降水率数据，对Z-Ⅰ关系进行分析和研究，重点涉及如下内容：1.分析不同降水类型（如平流性降水、对流性降水等）对Z-Ⅰ关系的影响。

2.分析不同雷达频率（如S波段、C波段等）对Z-Ⅰ关系的影响。

3.尝试采用非线性回归方法建立Z-Ⅰ关系的非线性模型，并评估其精度和适用性。

4.结合地面降水观测等实测资料，对研究结果进行验证和分析。

三、研究意义本研究旨在深入研究雷达降水估测中Z-Ⅰ关系的非线性问题，对于提升雷达降水估测的精度和可靠性具有重要意义。

具体来说，本研究的意义如下：1.为进一步探讨雷达降水估测中的问题提供基础研究。

2.为气象预报和气象灾害预警提供更加准确的降水预测信息。

3.为相关领域提供参考和借鉴，促进气象科学的发展。

四、研究方法本研究将采用以下研究方法：1.收集雷达反射率因子和降水率数据，对不同类型的降水和不同频段的雷达进行分析和比较，挖掘其非线性特点。

2.采用非线性回归方法建立Z-Ⅰ关系的非线性模型，并评估其精度和适用性。

3.采用统计学方法对研究结果进行分析和验证，与实测资料进行比较。