沂沭河流域不同多普勒雷达降水量估算方法的效果评估

摘要

利用2005年和2006年九次大型降雨过程的多普勒雷达体扫复合仰角的回波强度资料及相应的雨量计观测资料,通过改进的最佳窗概率配对法、遗传算法和最优化法分别得到沂沭河流域多普勒雷达降水Z-R关系,对不同算法的优化结果和降水误差进行比较分析及验证,并将最优的Z-R关系用于估算区域降水量.同时利用雨量计资料采用卡尔曼滤波、变分等6种估测方法进行面雨量估算的校正,并对上述几种方法的估测精度进行比较分析.结果表明:将地面雨量计观测值作为真值,在站点降水的估测上,卡尔曼最优插值法和卡尔曼变分法估测的降水量计算精度最高,最优插值法和变分法次之,卡尔曼滤波法和平均校准法的计算精度要低于最优插值和变分法,Z-R关系法的精度最低.在区域面降水量的估测上,雷达探测到的降水量的分布形势与雨量计得到的降水场比较一致,但中心的降水强度上有较大的偏差.Z-R关系法的平均相对误差为70.51%.经过雷达雨量计联合校正后,使估算精度明显提高,其中卡尔曼最优法计算精度最高.平均校准法、卡尔曼滤波法、最优插值法、变分法、卡尔曼最优法和卡尔曼变分法的平均相对误差分别为:16.55%、16.27%、13.44%、13.86%、13.16%、13.51%;