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双线偏振雷达差分传播相移的质量控制

杜牧云 刘黎平 胡志群 余蓉

杜牧云, 刘黎平, 胡志群, 等. 双线偏振雷达差分传播相移的质量控制. 应用气象学报, 2012, 23(6): 710-720..
引用本文: 杜牧云, 刘黎平, 胡志群, 等. 双线偏振雷达差分传播相移的质量控制. 应用气象学报, 2012, 23(6): 710-720.
Du Muyun, Liu Liping, Hu Zhiqun, et al. Quality control of differential propagation phase shift for dual linear polarization radar. J Appl Meteor Sci, 2012, 23(6): 710-720.
Citation: Du Muyun, Liu Liping, Hu Zhiqun, et al. Quality control of differential propagation phase shift for dual linear polarization radar. J Appl Meteor Sci, 2012, 23(6): 710-720.

双线偏振雷达差分传播相移的质量控制

资助项目: 

国家自然科学基金项目 40975013

公益性行业 (气象) 科研专项 GYHY201106046

中国气象科学研究院基本科研业务费专项 2011Z001

详细信息
    通信作者:

    杜牧云, E-mail: dumy1987@163.com

Quality Control of Differential Propagation Phase Shift for Dual Linear Polarization Radar

  • 摘要: 利用中国气象科学研究院灾害天气国家重点实验室的车载C波段双线偏振多普勒雷达 (C-band Polarimetric Doppler Radar on Wheel,CPDRW) 的外场试验,在统计分析降水、地物回波差分传播相移ΦDP数据的差别与信噪比关系等基础上,提出了一套数据分析和处理的方法。该方法通过ΦDP的异常波动并结合回波的强度ZH和速度Vr信息将地物回波信号分离出来,在降水估测或衰减订正等定量应用时将其剔除。对于气象回波则根据信噪比及零滞后互相关系数ρHV(0) 将ΦDP资料分为较好、较差和差3类。对于较好数据直接进行后续的预处理,对于较差数据先订正后处理,而对于差数据将其剔除以保证ΦDP资料的整体质量。经过大量资料的验证,该方法在最大程度上保留气象信息的同时也保证了ΦDP资料的质量,并能估算出质量较高的差分传播相移率KDP资料。
  • 图  1  CPDRW大面积地物ZH的PPI图 (a) 及其红线标示径向ΦDP距离廓线图 (b) 与零星地物ZH的PPI图 (c) 及其红线标示径向ΦDP距离廓线图 (d)(雷达仰角为0.5°; 距离圈间隔为50 km; 径向射线间隔为30°)

    Fig. 1  The PPI of reflectivity CPDRW for large area ground (a) with its range profiles of ΦDP(b) denoted by red solid line in Fig. 1a and sporadic ground (c) with its range profiles of ΦDP (d) denoted by red solid lines in plot Fig. 1c, respectively

    (the elevation is 0.5°; the distance between adjacent circles is 50 km; the degree between adjacent radical lines is 30°)

    图  2  ΦDP、信噪比与ρHV(0) 距离廓线图 (图 2b图 2c图 2d分别对应图 2a中椭圆、圆角矩形、矩形3个区域)

    Fig. 2  Range profiles of ΦDP, SNR and ρHV(0)

    (Fig. 2b, Fig. 2c, Fig. 2d corresponding to the elliptic, rounded rectangle, rectangular areas in Fig. 2a, respectively)

    图  3  2008年6月6日09:44 CPDRW 1.5°仰角,245.8°方位角ΦDP距离廓线

    (a) 原始资料,(b) 十三点滑动平均,(c) 十三点中值滤波,(d) 分类处理

    Fig. 3  Comparison of range profiles of CPDRW ΦDP at 0944 BT 6 June 2008 with the elevation of 1.5°, azimuth of 245.8°

    (a) raw data, (b)13-point moving average, (c)13-point median filtering, (d) classification processing

    图  4  2008年6月6日09:44 CPDRW 0.5°仰角PPI图 (a)ZH,(b) 信噪比,(c)ΦDP,(d)ρHV(0)

    Fig. 4  The PPI CPDRW for ZH(a), SNR (b), ΦDP (c), ρHV(0)(d) at 0944 BT 6 June 2008 with the elevation of 0.5°

    图  5  2008年6月6日09:44 CPDRW 0.5°仰角ΦDP经不同方法处理后估算的KDPPPI图

    (a) 十三点滑动平均,(b) 十三点中值滤波,(c) 分类处理

    Fig. 5  The PPI CPDRW of KDP for different ΦDP processing methods at 0944 BT 6 June 2008 with the elevation of 0.5°

    (a)13-point moving average, (b)13-point median filtering, (c) classification processing

    图  6  2008年6月6日09:44 CPDRW 0.5°仰角ZHΦDP经不同方法处理后估算的KDP的散点分布

    (a) 十三点滑动平均,(b) 十三点中值滤波,(c) 分类处理

    Fig. 6  The scatter plot of ZH, KDP in PPI CPDRW with the elevation of 0.5° at 0944 BT 6 June 2008 for different ΦDP processing methods

    (a)13-point moving average, (b)13-point median filtering, (c) classification processin

    图  7  2009年9月15日01:27 CPDRW 0.5°仰角PPI图 (a)ZH,(b) 信噪比,(c)ΦDP,(d)ρHV(0)

    Fig. 7  The PPI CPDRW for ZH(a), SNR (b), ΦDP(c), ρHV(0)(d) at 0127 BT 15 September 2009 with the elevation of 0.5°

    图  8  2009年9月15日01:27 CPDRW 0.5°仰角ΦDP经不同方法处理后估算的KDPPPI图

    (a) 十三点滑动平均,(b) 十三点中值滤波,(c) 分类处理

    Fig. 8  The PPI CPDRW of KDP for different ΦDP processing methods at 0127 BT 15 September 2009 with the elevation of 0.5°

    (a)13-point moving average, (b)13-point median filtering, (c) classification processing

    图  9  2009年9月15日01:27 CPDRW 0.5°仰角ZHΦDP经不同方法处理后估算的KDP的散点分布

    (a) 十三点滑动平均,(b) 十三点中值滤波,(c) 分类处理

    Fig. 9  The scatter plot of ZH, KDP in PPI CPDRW with the elevation of 0.5°at 0127 BT 15 September 2009 for different ΦDP processing methods

    (a)13-point moving average, (b)13-point median filtering, (c) classification processing

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出版历程
  • 收稿日期:  2012-03-20
  • 修回日期:  2012-08-06
  • 刊出日期:  2012-12-31

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