广州市多普勒雷达降雨回波探测数据质量控制方法

摘要

本文以广州市2006 年7 月以及2005 年6 月这两场暴雨期间的流溪河流域实测雨量资料，对广州市06 年和05 年部分时段的雷达数据进行质量控制：通过对收集到的各场次的广州多普勒雷达降雨回波进行了连续反演，在反复观察各数据的基础上，对降雨回波探测数据存在的质量问题进行分析和归纳，针对存在的数据质量问题采取相应的方法对数据进行同化。通过对2006 年7 月以及2005 年6 月这两场暴雨期间流溪河流域的资料分析，发现广州多普勒雷达降雨回波测量的数据质量问题主要有不同层体扫数据的不同，数据短缺、异常点（含异常传播、雨量增长、水平位移和衰减）和异物回波。具体分析各种数据质量问题如下：随资料层数的增加（亦即仰角的增加），雷达探测到的信息逐步减少，并且强度也逐步减轻，第1 层数据较完整，前1-4 层数据基本还可以用，第5 层及以后的数据较少，基本不能用，第9 层则基本没有数据。广州多普勒雷达存在设备不稳定的情况，使部分体扫数据丢失，对于短缺数据，采用短缺数据的插补延长方法（分径向插补和单点插补的方法）。对于异常点（噪声点）及同化方法：对异常点进行检测，首先检查每一个网格内的有效回波,看其值是否大于有效降雨回波阀值，若大于，则该点为异常点；若不大于，则继续对每一个网格内的有效回波，检测其8 个相邻点的值,如果该点数值比其中任一点的数值大3dbz 时，则该点为异常点。对于已确定的异常点，应该将其值丢掉，并赋予一个新值，其新值用其周围8 个相邻点中有效点的均值代替。异物回波及同化方法：经分析认为地面雨量站降雨量为零时对应的雷达回波率为基础回波值，以15dbz 作为广州市多普勒雷达估测流溪河流域降雨的基础回波值，确定了基础回波值后，对基础回波进行同化，方法是对每一个网格内的回波,检测其数值，若其数值小于基础回波值，则该点为非降雨，即降雨量以零计，并将该点的有效回波值记为零。若不小于15dbz 则保留当前值，对非降雨时的基础回波可以通过最终的雷达方程参数进行调节。