基于雷达组网拼图的定量降水估测算法业务应用及效果评估

摘要

基于雷达组网的实时定量降水估测(QPE:Quantitive Precipitation Estimation)及实时评估系统在浙江省杭州市气象局成功实现了业务推广应用,在评估雷达QPE业务应用效果的同时,根据雷达反射率因子垂直廓线(VPR:Vertical profile of reflectivity)特征,探讨分析了不同类型降水过程中雷达QPE的误差源.系统联合杭州、宁波、舟山、温州、金华及衢州6部新一代天气雷达的基数据资料,以及覆盖浙江全省且经IDW (IDW:Inverse Distance Weights)法实时质量控制的雨量计观测资料,采用先雷达组网拼图再降水估测的方案,集成Z-R关系法和最优插值法反演和校准雷达QPE数据场.4次不同类型降水过程的评估结果表明:1)在地物遮挡严重的浙江西北部和雷达覆盖较差的浙江南部,降水估测的雷达反射率因子如果源于零度层亮带,会导致雷达QPE严重高估;如果源于浅薄层状云系的云顶,会造成雷达QPE严重低估.2)多种降水类型云系并存,但使用相对单一的Z-R关系,会导致梅雨和台风期间雷达QPE的局部高估或低估.3)伴随飑线系统的强对流以及台风系统的非对称性也是导致雷达QPE误差的重要原因.4)联合Z-R关系和最优插值法,有效地降低了雷达QPE的系统误差,但仍然存在大量的局部误差.