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多普勒天气雷达组网拼图有效数据区域分析

杨洪平 张沛源 程明虎 李柏 熊毅 高玉春 陈大任

杨洪平, 张沛源, 程明虎, 等. 多普勒天气雷达组网拼图有效数据区域分析. 应用气象学报, 2009, 20(1): 47-55.
引用本文: 杨洪平, 张沛源, 程明虎, 等. 多普勒天气雷达组网拼图有效数据区域分析. 应用气象学报, 2009, 20(1): 47-55.
Yang Hongping, Zhang Peiyuan, Cheng Minghu, et al. The valid mosaic data region of the CINRAD network. J Appl Meteor Sci, 2009, 20(1): 47-55.
Citation: Yang Hongping, Zhang Peiyuan, Cheng Minghu, et al. The valid mosaic data region of the CINRAD network. J Appl Meteor Sci, 2009, 20(1): 47-55.

多普勒天气雷达组网拼图有效数据区域分析

资助项目: 

武汉暴雨研究所开放基金课题 IHR20053

国家自然科学基金项目 40375006

The Valid Mosaic Data Region of the CINRAD Network

  • 摘要: 在正常情况下, 由于天线仰角和地球曲率原因, 雷达波束位置在远距离处要比近距离处高。当雷达电磁波能量被部分阻挡时, 回波强度观测值低估; 被完全挡住时, 探测不到地物后的目标。该文利用高分辨率地形高程数据计算波束阻挡率, 确定组网拼图有效数据区域以及波束部分阻挡时的回波强度订正方法。根据业务观测模式VCP11及VCP12的14个仰角值, 在标准大气假定下, 对湖南、江西、浙江、福建、广东、广西和海南已建多普勒天气雷达组网的数据有效区域进行计算, 绘制出海拔1500 m, 3000 m和6000 m高度上有效区域图。分析结果表明:CAPPI数据有效范围比等射束高度图更能反映出多普勒天气雷达业务观测范围; 若采用VCP12模式观测, 与采用VCP11或VCP21模式观测相比, 不仅增加低层探测密度, 而且可扩大雷达实际探测距离, 其回波数据更适合于组网拼图。
  • 图  1  雷达波束的地物遮挡示意图 (阴影部分为地形)

    Fig. 1  An example of radar beams obscured by ground obstacles (shaded areas denote topograph)

    图  2  湖南、江西、浙江、福建、广东、广西和海南雷达组网拼图数据有效区域图

    (a) VCP11模式, 1500 m高度, (b) VCP12模式, 1500 m高度, (c) VCP11模式, 3000 m高度, (d) VCP12模式, 3000 m高度, (e) VCP11模式, 6000 m高度, (f) VCP12模式, 6000 m高度

    Fig. 2  The valid mosaic data regions of CINRAD network from Hunan, Jiangxi, Zhejiang, Fujian, Guangdong, Guangxi and Hainan with VCP11 or VCP12 at different altitudes

    (a) VCP11, at 1500 m, (b) VCP12, at 1500 m, (c) VCP11, at 3000 m, (d) VCP12, at 3000 m, (e) VCP11, at 6000 m, (f) VCP12, at 6000 m

    图  3  温州雷达回波的波束阻挡订正个例 (观测时间为2007年9月19日14:31)

    (a) 最低观测层回波的波束阻挡率 (单位:%), (b) 最低观测层回波订正值分布图 (单位:dB), (c) 最低观测层回波波束阻挡订正前回波强度 (≥26 dBz), (d) 最低观测层回波波束阻挡订正后回波强度 (≥26 dBz)

    Fig. 3  Occultation rates (unit:%) of the lowest elevation that Wenzhou radar observed at 14:31 on September 19, 2007

    (a), the correction values (unit:dB) for the partial occultation (b), the uncorrected (c) and the corrected (d) intensities of that equal to or greater than 26 dBz

    图  4  赣州雷达6000 m等射束高度图 (虚线) 与CAPPI数据有效区域 (细实线为VCP11, 粗实线为VCP12, 距离圈间距150 km)

    Fig. 4  Coverage of equivalent beam range (dashed line) and CAPPI valid data region (thin line denotes CP 11 and thick line denotes VCP12) at 6000 m above the sea level (distance between range ring is 150 km)

    表  1  体扫模式VCP11, VCP12, VCP21和VCP31的观测层数及各层仰角度数表 (单位:(°))

    Table  1  Elevation number and elevation angles of VCP11, VCP12, VCP21 and VCP31(unit:(°))

    表  2  波束阻挡订正前后的温州雷达回波强度与宁波雷达回波强度对比试验结果

    Table  2  Results of comparing intensities without/with occultation corrections of Wenzhou radar echo with observations of Ningbo radar

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出版历程
  • 收稿日期:  2007-12-07
  • 修回日期:  2008-07-25
  • 刊出日期:  2009-02-28

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