留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

利用一种自动识别算法移除天气雷达反射率因子中的亮带

陈明轩 高峰

陈明轩, 高峰. 利用一种自动识别算法移除天气雷达反射率因子中的亮带. 应用气象学报, 2006, 17(2): 207-214..
引用本文: 陈明轩, 高峰. 利用一种自动识别算法移除天气雷达反射率因子中的亮带. 应用气象学报, 2006, 17(2): 207-214.
Chen Mingxuan, Gao Feng. An automatic identification algorithm for the removal of bright band from reflectivity of CINRAD/SA. J Appl Meteor Sci, 2006, 17(2): 207-214.
Citation: Chen Mingxuan, Gao Feng. An automatic identification algorithm for the removal of bright band from reflectivity of CINRAD/SA. J Appl Meteor Sci, 2006, 17(2): 207-214.

利用一种自动识别算法移除天气雷达反射率因子中的亮带

资助项目: 

“十五”国家科技攻关计划课题“奥运气象保障技术研究” 2002BA904B05

“十五”国家科技攻关计划课题奥运科技专项“北京奥运会国际天气预报示范计划关键技术研究” 2003BA904B08

2002年北京市重大科技项目“奥运会气象保障科学技术试验与研究” H020620190091

An Automatic Identification Algorithm for the Removal of Bright Band from Reflectivity of CINRAD/SA

  • 摘要: 该文介绍了一种自动识别和移除雷达反射率因子资料中亮带的算法, 并对该算法进行了初步测试。该算法利用的是插值到直角坐标系中的雷达反射率因子资料, 其配置和运行也相对简单, 但却对移除亮带比较有效。首先, 设定一套雷达反射率因子垂直廓线的理想模板, 这些理想的模板能够在最大程度上反映不同亮带存在区域的雷达实际反射率因子的垂直廓线特征。然后, 在水平方向每个点上, 进行理想模板和实际反射率因子垂直廓线在垂直和水平两个方向上的拟合和差异计算, 来自动识别雷达反射率因子中存在的连续亮带区域。最后, 利用亮带之上和亮带之下的反射率因子值对亮带中的反射率因子值进行插值纠正, 就可以移除亮带。利用位于天津塘沽的我国新一代天气雷达 (CINRAD/SA) 的反射率因子资料, 通过个例分析和准业务运行试验, 均表明这个简单算法可以识别和移除绝大多数影响雷达定量降水估计的反射率因子亮带区域, 但是实际雷暴区域的反射率因子特征受到该算法的影响比较小。计算分析还表明, 在京津地区的初夏, 上述亮带区域一般容易出现在2.5 km左右的高度处。
  • 图  1  亮带存在区域的雷达反射率因子垂直廓线

    (纵坐标是相对于反射率因子峰值所在高度的相对高度)

    图  2  2004年6月22日15:10天津雷达在0.5 km高度 (a), 1.5 km高度 (b), 2.5 km高度 (c), 3.5 km高度 (d) 和4.5 km高度 (e) 上的反射率因子值

    (距离每圈50 km, 直角坐标系中0.5 km高度的反射率因子仅在100 km范围内有效)

    图  3  反映雷达反射率因子垂直廓线的模板示例

    (纵坐标是相对于反射率因子峰值所在高度的相对高度)

    图  4  2003年6月27日14:48天津雷达2.5 km高度的反射率因子 (a) 和移除亮带后的反射率因子 (b)

    (从1到2是图 5垂直剖面的位置)

    图  5  雷达反射率因子剖面 (沿图 4的1到2)

    (a) 沿图 4a反射率因子所做的剖面, (b) 沿图 4b移除亮带后的反射率因子所做的剖面

    图  6  2004年6月22日14:34天津雷达2.5 km高度的反射率因子 (a) 和移除亮带后的反射率因子 (b)

    (从1到2是图 7垂直剖面的位置,其他说明同图 4)

    图  7  雷达反射率因子剖面 (沿图 6的1到2)

    (a) 沿图 6a反射率因子所做的剖面,(b) 沿图 6b移除亮带后的反射率因子所做的剖面

  • [1] Fabry F, Zawadzki I. Long-term radar observations of the melting layer of precipitation and their interpretation. J Atmos Sci, 1995, 52: 838-851. doi:  10.1175/1520-0469(1995)052<0838:LTROOT>2.0.CO;2
    [2] 俞小鼎, 姚秀萍, 熊廷南, 等.新一代天气雷达原理和应用讲义 (修订本).北京:中国气象局培训中心, 2004.
    [3] Smith C J. The reduction of errors caused by bright bands in quantitative rainfall measurements made using radar. J Atmos Oceanic Technol, 1986, 3: 129-141. doi:  10.1175/1520-0426%281986%29003%3C0129%3ATROECB%3E2.0.CO%3B2
    [4] Kitchen M, Brown R, Davies A G. Real-time correction of weather radar data for the effects of bright band, range and orographic growth in wide-spread precipitation. Q J R Meteor Soc, 1994, 120: 1231-1254. doi:  10.1002/(ISSN)1477-870X
    [5] Hardaker P J, Holt A R, Collier C G. Amelting layer model and its use in correcting for the bright band in single polarisation radar echoes. Quart J Roy Meteor Soc, 1995, 121: 495-525. doi:  10.1002/qj.49712152303/full
    [6] Kitchen M. Towards improved radar estimation of surface precipitation at long range. Q J R Meteor Soc, 1997, 123: 145-163. doi:  10.1002/(ISSN)1477-870X
    [7] Sanches-Diezma R, Zawadzki I, Sempere-Torres D. Identification of the bright band through the analysis of volumetric radar data. J Geophys Res, 2000, 105 (D2): 2225-2236. http://adsabs.harvard.edu/abs/2000JGR...105.2225S
    [8] Gourley J, Calvert C. Automated detection of the bright band using WSR-88D data. Wea Forecasting, 2003, 18: 585-599. doi:  10.1175/1520-0434(2003)018%3C0585%3AADOTBB%3E2.0.CO%3B2
    [9] 李柏. 中国新一代天气雷达计划. 中国气象局北京城市气象研究所/中国气象学会城市气象学委员会/美国国家大气研究中心 (NCAR) 编. 中美强对流天气临近预报技术国际研讨会文集. 北京: 气象出版社, 2004: 68-82.
  • 加载中
图(7)
计量
  • 摘要浏览量:  4515
  • HTML全文浏览量:  736
  • PDF下载量:  1950
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2005-05-24
  • 修回日期:  2005-10-17
  • 刊出日期:  2006-04-30

目录

    /

    返回文章
    返回