多普勒天气雷达数据质量控制及流域降雨定量估算应用研究

摘要

多普勒天气雷达是中小尺度灾害性天气的新型监测工具，其数据质量直接影响定量业务应用的精度。为了充分发挥多普勒天气雷达在防洪减灾中的应用优势，多普勒雷达数据质量控制的研究有着深远的意义。 首先，本文设计了利用多普勒雷达对雷暴天气过程进行监视的系统模块。在此基础上反演分析历史数据，结果表明，多普勒雷达回波存在明显的数据短缺、异常点、晴空回波等数据质量问题。针对这些问题对降雨定量估算的影响，本文介绍了数据短缺的插补延长方法和异常点回波处理方法。对晴空回波，本文提出“格网点基础回波处理法”，该方法通过分析晴空回波，得出每一格网点的基础回波，以实现雷达数据的质量控制。 其次，本文应用GIS实现了流域格网化和子流域划分，利用Z-R关系实现了流域的降雨定量估算，充分发挥了多普勒雷达在中小尺度提供高时空分辨率降雨强度的优势。本文根据流域内的雨量计自记雨量，运用反距离权重插值法、普通克里金插值法实现了对流域格网点的降雨插值。通过对2005、2006流溪河流域的多普勒雷达数据和雨量计数据的对比分析，本文发现雷达估算和雨量计插值降雨量之间存在一定偏差。本文研究分析了产生数据偏差的原因，也提出今后研究的设想。 最后，本文结合研究的多普勒雷达数据质量控制方法、雷达降雨估算方法、流域网格插值方法等，设计了多普勒雷达数据分析的工程模块，应用到广州市多普勒雷达流域降雨定量预报系统。

目录

文摘

英文文摘

第一章前言

1.1 天气雷达发展简介

1.2 国外多普勒雷达应用研究

1.3 国内现状

1.4 本文各章节主要内容

第二章多普勒雷达数据及问题提出

2.1 新一代多普勒雷达基本数据

2.2 多普勒雷达回波分析

2.3 本章总结，数据质量控制问题提出

第三章多普勒雷达数据质量控制

3.1 数据短缺的插补延长方法

3.2 异常点回波处理

3.3 晴空回波剔除

第四章多普勒雷达流域降雨定量估测

4.1 雷达空间与地面测雨单元的定位

4.2 流域雷暴天气的监测方法

4.3 Z-R关系

4.4 多普勒雷达降雨定量估算方法

第五章雷达资料实例分析

5.1 流溪河子流域划分

5.2 流溪河流域内雨量站分布

5.3 多普勒雷达数据质量控制

5.4 流溪河流域降雨定量估算

5.5 流溪河流域雨量计数据分析

5.6 雷达—雨量计数据结果分析

第六章基于GIS的雷达测雨系统工程设计

6.1 界面实现

6.2 工程总体框架设计

6.3 系统模块设计与实现

6.4 多普勒雷达参数率定

第七章结论

7.1 结论

7.2 研究展望

参考文献

致谢

附录：

原创性声明