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多普勒天气雷达三维数字组网系统开发及应用

王红艳 刘黎平 王改利 庄薇 张志强 陈小雷

王红艳, 刘黎平, 王改利, 等. 多普勒天气雷达三维数字组网系统开发及应用. 应用气象学报, 2009, 20(2): 214-224.
引用本文: 王红艳, 刘黎平, 王改利, 等. 多普勒天气雷达三维数字组网系统开发及应用. 应用气象学报, 2009, 20(2): 214-224.
Wang Hongyan, Liu Liping, Wang Gaili, et al. Development and application of the Doppler weather radar 3-D digital mosaic system. J Appl Meteor Sci, 2009, 20(2): 214-224.
Citation: Wang Hongyan, Liu Liping, Wang Gaili, et al. Development and application of the Doppler weather radar 3-D digital mosaic system. J Appl Meteor Sci, 2009, 20(2): 214-224.

多普勒天气雷达三维数字组网系统开发及应用

资助项目: 

国家973项目“我国南方致洪暴雨监测与预测的理论和方法研究” 2004CB418305

Development and Application of the Doppler Weather Radar 3-D Digital Mosaic System

  • 摘要: 为充分发挥多普勒天气雷达网的联网观测优势,依托已有科研成果,开发了多普勒天气雷达三维数字组网软件系统。介绍了该系统的整体设计、系统框架、主要功能模块、数据处理流程和相关算法,分析了系统性能及组网结果的实用性、可靠性,讨论了实际应用中影响组网效果的两个重要因素。业务运行测试及实例分析结果表明:该系统运行稳定;在微机上可实现约15部雷达、频率为6min左右的高时间频率的三维组网;算法合理,组网结果可靠;为中小尺度天气分析提供了便利,为临近天气预报开发等工作提供了数据基础;有必要对软件系统进行升级,以便更好地满足应用需求, 提高组网结果质量。
  • 图  1  0.5°仰角质量控制前(a)、后(b)雷达反射率因子和速度对比

    Fig. 1  Contrast of reflectivity and velocity without quality control (a) and with quality control (b) at elevation of 0.5°

    图  2  由SA雷达软件RPG和三维组网软件得到的组合反射率因子及垂直剖面对比(R=240 km)

    (a)SA雷达软件RPG根据体扫资料生成的组合反射率因子(黑线标记处为剖面位置), (b)三维组网软件根据三维格点雷达资料生成的组合反射率因子, (c)SA雷达软件RPG根据体扫资料生成的反射率因子垂直剖面, (d)根据三维格点雷达资料生成的反射率因子垂直剖面

    Fig. 2  Contrast of compositer eflectivity and vertical cross section from volume scan and 3-D mosaic radar data(R=240 km) (a) composite reflectivity from RPG (black line is the position of cross section) , (b) composite reflectivity from 3-D digital mosaic system, (c) cross section from RPG, (d) cross section from 3-D mosaic data

    图  3  5 km高度雷达反射率因子数据组网前后效果对照

    (a)组网, (b)梅州雷达, (c)深圳雷达, (d)韶关雷达, (e) 汕头雷达

    Fig. 3  Contrast of reflectivity at the height of 5 km between single radar and mosaic

    (a) mosaic reflectivity, (b) reflectivity of Meizhou radar, (c) reflectivity of Shenzhen radar, (d) reflectivity of Shaoguan radar, (e)reflectivity of Shantou radar

    图  4  雷达三维数字组网结果和全国业务拼图结果对比

    (a) 三维组网系统生成的组合反射率因子, (b) 来自全国雷达拼图业务系统的组合反射率因子

    Fig. 4  Results of 3-D digital mosaic system and national radar mosaic system

    (a) composite reflectivity generated by the 3-D digital mosaic system, (b) composite reflectivity from national radar mosaic system

    图  5  北京 、天津 、秦皇岛雷达回波相关性分析

    (a)北京 、天津 、秦皇岛SA雷达软件显示的 1.5°仰角反射率因子, (b) 3 km 高度组网反射率因子, (c)北京 3 km 高度反射率因子, (d)天津 3 km 高度反射率因子, (e)秦皇岛 3 km 高度反射率因子

    Fig. 5  Relativity between the echo of Beijing , Tianjin and Qinhuangdao radar

    (a) reflectivity at 1.5 °elevation produced by SA radar software of Beijing, Tianjin and Qinhuangdao, (b) mosaic reflectivity at 3 km height, (c) reflectivity of Beijing at 3 km height, (d) reflectivity of Tianjin at 3 km height, (e) reflectivity of Qinhuangdao at 3 km height

    表  1  北京与天津雷达回波相关分析

    Table  1  Correlation of radar echo between Beijing and Tianjin

    表  2  北京与秦皇岛雷达回波相关分析

    Table  2  Correlation of radar echo between Beijing and Qinhuangdao

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出版历程
  • 收稿日期:  2008-03-04
  • 录用日期:  2009-02-11
  • 刊出日期:  2009-04-30

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