多普勒天气雷达

摘要： 综合利用多普勒天气雷达、风廓线雷达、微雨雷达、二维视频雨滴谱仪、三维闪电监测网等多源探测资料对2020年2月14日发生在鄂西南一次伴有局地冰雹和雷雨大风的强对流过程进行了中小尺度特征分析,并探讨了分类强对流识别预警算法在强对流短临识别预警中的应用。结果表明:(1)由于鄂西南山地的阻挡作用,冷锋在宜昌北部南下缓慢,华北低槽、850 hPa低涡北部的暖式切变线和冷锋前侧不断渗入的冷空气在鄂西南交汇形成上干下湿的不稳定层结;中低层西南暖湿气流沿着低层锋区向鄂西南输送并发展,850 hPa切变线、地面冷锋和暖倒槽配合触发强对流发展加强,强冰雹发生在冷锋和暖倒槽交汇处。(2)风廓线雷达资料显示鄂西南处在地面冷锋前部暖倒槽中,持续增强的中高层西南急流和冷锋前侧不断渗入的冷空气有利于强对流的发生发展。(3)二维雨滴谱仪完整记录了降水过程的雨滴谱分布特征,粒子直径大多在1 mm以内,最大直径接近6 mm。(4)由微雨雷达探测的雨滴谱垂直分布特征可知,降水前期环境湿度低,蒸发作用明显;而在强降水时段,近地面雨滴碰并增长作用明显。(5)三维闪电观测网获得的闪电频次与雹暴单体的强度变化呈正相关,且两个雹暴单体的初次地闪分别提前于降雹30 min和33 min。(6)多普勒天气雷达探测到有界弱回波区、钩状回波等典型冰雹回波特征,而中气旋、中层径向辐合及高空辐散区的存在表明对流云内维持了较强的上升气流,有利于冰雹的生成生长。

摘要： 天气雷达主要用于探测降水的演变过程,但它也可监测爆炸事件的回波。为研究多普勒天气雷达探测爆炸燃烧事件的回波特征和散射机理,利用位于天津滨海新区西南部的沧州多普勒天气雷达,对2015年8月12日23:30左右天津塘沽发生的重大爆炸事故进行分析研究。结果发现:在爆炸前期和后期,回波的形成机理分别为粒子散射和湍流衍射;爆炸具有区别于气象回波的孤立回波特征,回波呈水平尺度较小、突然出现且强度较大的特点;回波的生消演变与爆炸情况相吻合,在反射率因子垂直剖面图上有蘑菇云特征。多普勒天气雷达的回波资料可以作为一种补充资料,为爆炸燃烧后的灾情监测和灾后调查提供参考依据。

摘要： 自古以来,变化万千的天气一直是困扰人们生产生活的“心头大患”。我国气候、地形条件复杂,每年受台风、暴雨、大风、雷暴、冰雹等自然灾害性天气影响严重,多普勒天气雷达是截至目前中小尺度灾害性天气系统监测预警最有效的手段。根据我国多普勒天气雷达网发展规划要求,中国气象局自1996年以来采用国际先进的雷达探测技术。

摘要： 通信网络对于多普勒天气雷达来说至关重要,目前乌鲁木齐机场多普勒天气雷达有电信和移动两条通信链路。为了解决通信链路冷备份存在的问题,设计开发了一个基于简单网络管理协议(SNMP)的监视系统,该系统可以实时的显示通信链路的工作状态和交换机重要状态信息,同时在通信链路出现问题时可以在第一时间产生告警信息提示设备维护人员。

摘要： 大气波导引起的反常地物回波是影响天气雷达数据质量的重要因素,本文针对大气波导对天气雷达海面回波的影响及应用,利用青岛多普勒天气雷达资料,结合探空数据对2014年7月18和19日一次大气波导过程造成的超视距海面回波进行了分析.通过分析处理探空剖面数据,得到18日20时存在表面波导,而雷达资料显示该时刻雷达存在明显的超视距海面回波.此次大气波导超视距过程持续约24 h,雷达超视距海面回波总体趋势是先从弱到强,再变弱直至消失,其空间分布和时间变化非常复杂.进一步基于实测雷达回波数据,采用抛物方程和粒子群算法反演获得了水平不均匀的大气波导剖面,比较了实测回波功率和以反演剖面为输入的计算回波功率,两者之间相差较小,表明基于天气雷达回波的大气波导反演方法具有有效性.

摘要： 径向速度模糊问题限制了雷达速度资料的广泛应用,针对退速度模糊中孤立回波或被距离折叠隔离的回波出现模糊、受杂点干扰影响以及大多算法往往将径向直线作为初始参考等问题,提出了一种新的自动退模糊方法:(1)通过查找0速交界点插值得到两条0速线以进行正、负速度区域的大致分区;正、负分区后,分区域段识别杂点干扰区与非杂点干扰区;对杂点干扰区,逐点判断其是否满足模糊特征条件,对非杂点干扰区,识别模糊边界以圈定模糊区域块进行退模糊,并做遗留点的逐点扫尾退模糊处理。(2)对于未能确定0速线的情况,使用上层记录的0速线信息或搜索符合条件的径向直线0速线。(3)对于仍未能确定0速线的情况,用逐点判断的方法退模糊。利用S波段雷达观测的飑线、冰雹、强台风等事件11个个例3407个速度模糊体扫资料对该算法进行了验证,总体速度退模糊准确率高于98%。利用0速线确定正负分区、识别模糊区域块以及在逐点判断中考虑扩展邻域搜索,有助于孤立回波及被距离折叠隔离回波的退模糊处理,该方法比业务方法更有效,2018年3月4日冰雹个例的速度退模糊准确率高于业务方法10%。对杂点干扰区使用逐点判断方法可正确退去模糊区,使其免受杂点影响。综合考虑上层0速线信息及图像中有助于确定0速线的相关信息,经严格把关和检验,确保0速线的准确性,有益于退速度模糊处理。

摘要： 针对强对流尺度不一的灾害性天气,需要借助仪器设备进行识别、跟踪、预报,保证预报天气的精准。多普勒天气雷达是主要的监测工具之一,在探测和预警强对流天气方面表现出强大的功能水平,在了解强对流天气的天气学特征基础上,详细提出多普勒天气雷达探测和预警的技术应用要点,作为天气预测的技术依据。

摘要： 强对流天气是由空气的剧烈垂直运动导致的,以上升气流和下沉气流为主,它突发性强、破坏力大,对国民经济与民众安全有重大危害,一直是天气预报与分析中的难点和重点.如果可以简捷地描述出包含上升气流和下沉气流的三维流场,将有助于强对流天气的分析.本文基于多普勒天气雷达反射率因子数据,在单体分割后通过双线性插值法获得三维格点插值点云,假设相邻体扫时刻同一数据点的反射率因子基本不变,设定反射率因子阈值,对相邻体扫时刻下反射率因子大于等于阈值的点云通过Marching Cubes方法构建三维曲面.然后,对于这对曲面设计出一种非刚性的曲面匹配方法来描述强对流天气的三维流场:设计包含曲面法向量和曲率信息的曲面各点形态特征向量,进行匹配区域限制,设置附加条件解决一点对多点匹配的不确定性问题.通过该曲面匹配方法获得三维流场中各数据点的位移向量,从而近似描述出强对流天气的三维流场.最后,通过由各种三维空间变换得到的模拟曲面数据进行曲面匹配方法的效果测试,综合平均匹配正确率达到87.0％.

摘要： 2020年8月14日西藏拉萨出现强对流天气过程,利用常规观测资料、卫星资料、NECP再分析数据以及多普勒天气雷达产品资料,进行诊断分析.分析表明:此次强降水天气过程期间欧亚中高纬为两槽一脊型,500hpa高度场上系统生成,地面上出现增温降压,配合高空槽过境,造成了大量的不稳定能量,为形成强降水过程得到了有利的影响系统,拉萨站水汽通量值较高;垂直速度存在一个-0.6Pa·s-1的上升运动中心,水汽和动力条件都很有利;雷达产品上,拉萨站上空回波最强值达到了65dBz,回波顶高达到9km,对流发展旺盛,垂直风切变上也有很好的指示意义;FY-2F卫星云图TBB分布反映出降水期间有多个中小尺度对流云团生成发展,有利于TBB值的增大.

摘要： 利用常规观测资料、多普勒雷达产品、NCEP/NCAR再分析资料和加密自动站等资料分析了2016年6月14日山东中西部地区一次长生命史超级单体的环境条件和雷达回波结构演变.结果表明,强对流发生在华北冷涡天气背景下,中层有中空急流配合的冷槽叠加在低层低空急流配合的暖脊上,中低层之间水汽和热量的平流差异不断增大.地面露点锋生和中尺度辐合线触发的对流云团在深厚的垂直风切变和强的垂直不稳定层结作用下逐渐发展成超级单体风暴.超级单体低层反射率因子呈现明显"V"型缺口,反射率因子垂直剖面呈现典型的有界弱回波区,回波悬垂和回波墙,相应的中高层径向速度呈现出一个强中气旋,旋转速度达29 m/s,中气旋的发展和维持使得超级单体发展和维持.6月,当最大反射率因子值达到60 dBZ,出现中等强度以上中气旋且V IL值和V IL密度分别达59 kg/m2和4.7 g/m3以上时,在强对流预报业务中需要注意大冰雹的出现.冰雹发生在风暴单体强中心所在高度和回波顶高下降期间.

摘要： 安全至上是民用航空所追求的目标和宗旨,由于航空飞行是在空中进行的,任何飞行活动都需要在一定气象条件下进行,因此天气对飞行活动具有重大影响,加强航空气象服务工作对航空活动的安全、正常和效率有着重大意义.影响航空器飞行活动安全的天气主要有:高低空风切变,颠簸,雷暴伴强降水,积冰等,而机场多普勒天气雷达数据产品对于短时临近天气有着极其重要的预报指导作用,特别是针对低空风切变以及雷暴伴强降水的短临预报.本文主要结合一次本场低空风切变条件下介绍多普勒天气雷达在航空气象服务中的应用,系统的阐述了在复杂天气条件下,多普勒天气雷达在航空气象服务中的关键作用.

摘要： 利用多普勒天气雷达资料和天气实况资料,对发生在山东境内的10级或以上(10级以上,下同)雷暴大风的多普勒天气雷达平均径向速度特征进行了分析.结果表明,10级以上雷暴大风的前兆在雷达径向速度上表现为多样性,主要有强的中层径向辐合,强的中层反中气旋,低层较大的径向速度;对于单体移动方向与雷达径向基本一致的风暴,其低层径向速度值≥35m·s-1,或者风暴中层径向辐合特征的最大速度差≥36m·s-1,对于单体移动方向与雷达径向有较大交角的风暴,其中层反中气旋特征的最大切变量≥4.8×10-3m·s-1,预示着地面将会出现10级以上大风天气.

摘要： 通过对CTL-713C型多普勒天气雷达伺服系统组成以及工作原理的研究,针对CTL-713C型多普勒天气雷达伺服系统在实际运行过程中出现的各种问题,经过实例与实际经验的总结,提出了CTL-713C型多普勒天气雷达伺服系统的快捷检修方法,为以后的CTL-713C型多普勒天气雷达技术保障提供借鉴,进而有效地提高天气雷达保障的工作效率.

摘要： 新一代多普勒天气雷达(SA)波导加压单元(UD6)是这类雷达特有的组成部分,它能保证波导内充满可靠的干燥空气,使大功率高频信号在波导内能够正常传输.本文介绍了新一代多普勒天气雷达波导加压单元的结构、功能及工作原理,论述了该系统发生故障及报警的主要原因及分析方法,使台站机务人员在雷达运行过程中遇到该系统出现故障时,能迅速判断和处理,确保雷达业务正常运行,为做好短时临近预报服务提供一定的参考.

摘要： 本文以下击暴流表现出的地面辐散特征为基础，由图像识别技术出发，提出了多普勒天气雷达下击暴流的图像识别算法，并利用多次下击暴流个例的实测资料对该算法进行了检验，识别结果令人满意，尤其是对受环境风场影响，辐散特征表现并不明显或不对称的个例具有较好的识别效果。由于目前收集的下击暴流个例较少，且以CINRAD SA雷达资料为主，后期还需运用更多的个例资料及其他型号的雷达资料进行批量试验，以检验该算法的稳定性，以期能投入到实际的业务运行中。

摘要： 根据四川人工影响天气业务的需求,基于新一代多普勒天气雷达,研发四川省多普勒天气雷达地面作业效果评估软件,该软件由雷达产品显示、作业云体的识别和追踪、效果评估分析三部分组成,可以导入作业信息,通过采集地面作业点经纬度,自动画出作业影响区域,根据作业云系的类别选择不同方法自动识别和追踪作业云,绘制效果分析图.应用软件对2013年7月27日四川地区开展的人工增雨作业效果进行评估,从雷达参数的变化证明人工催化对降水起到一定作用.

摘要： 2016年5月～8月绥化市多普勒天气雷达试运行期间,我市出现了冰雹、雷雨大风、局地暴雨等强对流天气.本文利用多普勒天气雷达探测资料,对强对流天气发生时的雷达数据特征进行分析,找出强对流天气预报着眼点,为短时临近预报预警工作积累经验.

摘要： 本文介绍了多普勒天气雷达远程监控平台,平台通过实时扫描雷达性能和报警文件信息编码,可对多普勒天气雷达使用情况和整体性能,实现动态监控并实时报警,提高了设备运行的可靠性.该平台通过WEB网页实时显示监控,使“无人值守”远程监控成为现实.

摘要： 5月22日17时陕南部分地区产生了由局地热流域引发的零散雷暴,23时地面辐合线南移与干线接近重合,在陕南到河南中南部出现了大片雷暴区,雷暴区正变压明显.当上游雷暴在山区产生降水并形成强冷池之后,由于山体强迫作用抬高了冷池出流的高度,造成低层冷空气先于阵风锋到达地面热辐合区上空,从而增大了局地热力不稳定度;同时冷池出流造成山前热辐合区上空低层偏北风增大,增强了低层垂直风切变,进而增大局地动力不稳定度.在地面局地热辐合中心增强、动力不稳定度增强以及地面阵风锋辐合抬升三者共同作用下,触发了此次强对流天气.

摘要： 雷达硬件故障直接影响数据质量,故障数据进入共享系统后不但影响本地预报员对天气系统的分析和判断,对国家级业务系统的也会产生严重影响.目前,对雷达资料的数据质量控制主要针对非气象回波,对于雷达硬件故障导致的数据错误还缺乏有效的质量控制方法.本文对石家庄CINRAD/SA雷达2004-2013年硬件故障时的基数据和回波特征进行了分析,研究了雷达故障导致的数据错误与故障类别的相关性及对数据和回波的影响.结果表明:雷达硬件故障导致的数据错误对基数据的完整性、数据位置和强度产生影响,发射机和接收机系统故障主要影响雷达数据的强度信息;伺服系统故障主要影响数据的位置信息.提出通过对雷达数据完整性和位置信息的检查,根据硬件故障影响雷达回波形态、位置、范围、和强度等图像特征,利用基于模糊逻辑自动识别雷达硬件故障导致的错误数据的质量控制方法.并利用石家庄雷达站2004-2013年雷达故障数据进行了识别效果检验,对故障数据的总体识别率在90％以上,能较好实现对硬件故障导致的数据错误质量控制,对现有在雷达运行正常情况下针对非气象回波的雷达数据质量控制方法进行了补充.

摘要： 本发明公开了一种全固态双频段双偏振多普勒天气雷达系统，包括控制计算机、伺服、天线座、Ku频段子系统以及Ka频段子系统；控制计算机分别控制Ku频段子系统和Ka频段子系统的加电状态和工作状态，实现对天空中云、雨、雪、雾等气象目标的探测，获取气象目标的高度、回波强度、径向速度、速度谱宽以及线性退极化比、差分反射率、差分传播相位移、差分传播相位移率、相关系数等极化信息。本发明结合Ka频段、Ku频段各自特点，为云、雨、雪、雾等气象目标的联合探测提供了全新的手段，实现对整个降雨过程云雨变化情况的完整准确记录，保证了雷达探测的准确性。

摘要： 本发明公开了一种多普勒天气雷达数据质量控制方法，包括如下步骤：基于多普勒天气雷达历史基数据资料，获得气象回波数据分布规律和地物杂波数据分布规律；基于气象回波数据分布规律和地物杂波数据分布规律，利用偏度方法识别地物杂波；根据数据分布规律和偏度方法设计雷达地物杂波滤波器，利用该雷达地物杂波滤波器进行滤波，获得去除地物杂波后的雷达滤波数据；基于多普勒天气雷达原始基数据和雷达滤波数据，确定雷达波束阻挡区的雷达波束阻挡率；进行雷达滤波数据修正。该方法可以有效识别、去除雷达基数据中的地物杂波，并对滤波后的雷达数据进行填补修正，实现对雷达基数据的质量控制，从而提高气象降水估测的准确率。

摘要： 本发明公开了一种基于多普勒天气雷达数据的强辐合场识别及速度订正方法，包括以下步骤：设计新的坐标系将放射状分布的雷达数据转变为格点数据，同时完成高反射率区域提取；设计检测模板，从而在快速定位辐合点的基础上得到描述辐合点辐合强度及位置的参向量；提出从辐合点生成辐合带，再借辐合带走向订正辐合强度的思想和算法，有效克服单仰角上强辐合场的低估甚至漏检的问题；根据单仰角最强辐合点确定剖线从而获得显示强辐合场的较佳剖面，得到强辐合场的深度信息。本方法能自动检测出强辐合场，并通过速度订正方法克服一定的低估和漏检问题，同时自动绘制强辐合场的剖面图并在剖面图中计算强辐合场特征参量，促进对流天气灾害的识别和预报。

摘要： 本发明提出一种基于多普勒天气雷达数据的高空风反演方法，该方法利用多普勒天气雷达的外推产品和径向速度产品，以及探空报资料进行多层次高空风场融合。本发明利用雷达回波图像的外推结果，将各个仰角面的平均径向速度场转化为具有U、V分量的速度矢量场，提高高空风场主观分析的可读性。利用探空资料对雷达风场进行适当修正，修正的力度随雷达网格点与探空站之间距离的增加而递减，使得风场具有较好的整体性和连续性，且更加符合实际大气风场的状况。本发明相较一些多元资料融合的方法，本发明算法的运算复杂度适中，可提高雷达二次风场输出的时效性。

摘要： 本发明涉及一种基于降水云识别的多普勒天气雷达定量降水估计方法。对输入的双偏振多普勒天气雷达PPI体扫数据进行插值处理，以获取多个高度的CAPPI数据；分别对所述多个高度的CAPPI数据内的零度层亮带进行识别；分别对多高度CAPPI数据中的非零度层亮带区域进行降水云分类，将其分为层状云和对流云两大类；将零度层亮带置为层状云，并将多高度的降水云识别结果进行融合；对降水云分布图中的层状云和对流云区域，分别进行降水量估计，得到完整的降水量分布图。本发明充分考虑了降水云的特征，对层状云、对流云分别采用不同的降水量估计方法进行降水量估计，可有效提高降水量估计的精度。

摘要： 本发明公开了一种全固态双频段双偏振多普勒天气雷达系统，包括控制计算机、伺服、天线座、Ku频段子系统以及Ka频段子系统；控制计算机分别控制Ku频段子系统和Ka频段子系统的加电状态和工作状态，实现对天空中云、雨、雪、雾等气象目标的探测，获取气象目标的高度、回波强度、径向速度、速度谱宽以及线性退极化比、差分反射率、差分传播相位移、差分传播相位移率、相关系数等极化信息。本发明结合Ka频段、Ku频段各自特点，为云、雨、雪、雾等气象目标的联合探测提供了全新的手段，实现对整个降雨过程云雨变化情况的完整准确记录，保证了雷达探测的准确性。

摘要： 本发明提供的一种多普勒天气雷达电磁干扰数据质量控制方法，所述控制方法包括：通过划分多段径向数据识别径向上存在随距离均匀分布的反射率回波，利用数学统计方法构建诊断函数，根据径向反射率分布情况及与诊断函数的相关系数联合判断是否为径向电磁干扰回波，该方法能够正确的识别电磁干扰回波，对多普勒天气雷达数据进行质量控制。

摘要： 本发明提供了一种基于多普勒天气雷达的对流单体演变趋势判别方法，包括以下步骤：确定描述对流单体的雷达回波指标，并筛选关键指标作为特征因子集B；基于特征因子集B,计算对流单体各因子Bi的变化趋势结合典型对流单体演变过程，确定各因子变化趋势的权重wi；根据各特征因子演变趋势及权重wi，计算对流单体演变趋势指数设定对流单体发展、维持、减弱的演变趋势指数K对应的阈值。本发明能够快速、客观计算对流单体的变化趋势，有助于加强对灾害性天气发生发展的预判，提升电网防御强对流灾害能力。

摘要： 本发明涉及一种基于多普勒天气雷达数据的冰雹回波识别方法及系统，属于气象雹暴识别技术领域。采集目标区域的多普勒天气雷达组网拼图数据，使用插值法将数据生成三维雷达回波网格数据集，生成特征向量，并以雷达回波反射率的垂直和水平扫描数据为基础训练集，分别将雷达回波历史样本时次之后单位时间内有、无冰雹观测报告作为正、负样本，通过正态贝叶斯分类法对正、负样本数据集进行机器学习，调用训练函数，计算是冰雹和不是冰雹的后验概率并不断调整低优先级分量是冰雹的概率来确定冰雹的具体类型。本发明提供的方法具有广泛的自适应性和较高的自我改进能力，提高了冰雹云的识别水平。

摘要： 本发明涉及天气雷达数据管理技术领域，具体涉及一种多普勒天气雷达数据的综合管理系统。包括雷达端、雷达数据存储端和雷达数据综合处理端。雷达数据存储端向雷达数据综合处理端的雷达数据传输方式包括：选定传输路径；编辑传输数据，传输数据包括验证数据包和雷达数据包，验证数据包布置于前后两个雷达数据包之间进行传输；若雷达数据综合处理端接收到的验证数据包与由雷达数据存储端发出的验证数据包相匹配，则雷达数据综合处理端接收到的传输数据中的雷达数据包为可信数据。其能够有效地提高雷达数据在传输过程中的安全性，并及时发现相关黑客行为，对于减少传输资源的浪费、提高数据安全性和完整性而言具有积极意义。