改进的C波段天气雷达定量降水估计算法研究

摘要

针对我国新一代C波段天气雷达,提出综合考虑雷达波束阻挡、信号衰减以及雷达波束随距离增加而抬高和展宽等因素影响的定量降水估计算法.该算法基于高分辨率地形高度数据计算极坐标中每个方位-斜距库上不受地形阻挡的最低观测仰角,依此从雷达体扫数据中提取用于降水估计的混合反射率因子;结合雷达和雨量计资料对雷达系统标定偏差进行估计后再对雷达反射率因子作衰减订正;使用雷达和雨量计实时同步结合的方法进行降水估计,在计算Z-R关系中的系数a时,考虑了雷达波束随距离增加而抬高和展宽等因素对降水估计精度的影响,将a看作一个距离指数函数,而非一个与距离无关的常数.使用遵义C波段雷达观测到的5次降水过程的体扫资料和对应1 h地面雨量资料,对本文提出来的定量降水估计算法进行测试和效果评估,并与不考虑衰减订正且将Z-R关系中的系数a看作常数的降水估计方法进行比较,结果表明,使用本文提出的算法估计的1h降水的相对误差率平均下降7.3％.