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双偏振雷达和双频测雨雷达反射率因子对比

蒋银丰 寇蕾蕾 陈爱军 王振会 楚志刚 胡汉峰

蒋银丰, 寇蕾蕾, 陈爱军, 等. 双偏振雷达和双频测雨雷达反射率因子对比. 应用气象学报, 2020, 31(5): 608-619. DOI: 10.11898/1001-7313.20200508..
引用本文: 蒋银丰, 寇蕾蕾, 陈爱军, 等. 双偏振雷达和双频测雨雷达反射率因子对比. 应用气象学报, 2020, 31(5): 608-619. DOI: 10.11898/1001-7313.20200508.
Jiang Yinfeng, Kou Leilei, Chen Aijun, et al. Comparison of reflectivity factor of dual polarization radar and dual-frequency precipitation radar. J Appl Meteor Sci, 2020, 31(5): 608-619. DOI:  10.11898/1001-7313.20200508.
Citation: Jiang Yinfeng, Kou Leilei, Chen Aijun, et al. Comparison of reflectivity factor of dual polarization radar and dual-frequency precipitation radar. J Appl Meteor Sci, 2020, 31(5): 608-619. DOI:  10.11898/1001-7313.20200508.

双偏振雷达和双频测雨雷达反射率因子对比

DOI: 10.11898/1001-7313.20200508
资助项目: 

江苏高校优势学科建设工程资助项目 PAPD

国家重点研究发展计划重点专项 2017YF-C1501401

江苏省自然科学基金面上项目 BK20171457

国家自然科学基金面上项目 41975027

详细信息
    通信作者:

    寇蕾蕾, cassie320@163.com

Comparison of Reflectivity Factor of Dual Polarization Radar and Dual-frequency Precipitation Radar

  • 摘要: 为了研究星载测雨雷达和地基雷达探测数据存在差异的本质原因,将GPM(Global Precipitation Measurement Mission)星载双频测雨雷达(dual-frequency precipitation radar,DPR)和南京信息工程大学C波段双偏振雷达(CDP)的反射率因子进行时空匹配,并基于水凝物分类定量分析两者探测的相似性和差异性。结果表明:GPM DPR与CDP探测的反射率因子整体一致性较好,经过衰减订正和波段修正,两者的相关系数约为0.86,达到0.001显著性水平,均方根误差约为3.33 dB。基于T-矩阵法拟合C和Ku波段探测不同水凝物等效反射率因子的波段修正公式,在衰减订正基础上针对不同水凝物类型的回波进行波段修正,二者探测湿雪、霰、大滴和中雨回波的相关性较好;受干雪几何形状影响,探测干雪回波的相关性较低;探测大雨和冰晶回波的相关性较差。DPR中NS和HS模式探测存在差异,DPR NS模式对强回波敏感,而DPR HS模式对弱回波敏感。
  • 图  1  DPR和GR反射率因子对比散点及差异散点

    Fig. 1  Scatter plot and difference scatter plot of reflectivity factor of DPR and GR

    图  2  2016年10月26日00:25南京信息工程大学C波段双偏振雷达不同仰角反射率因子、差分反射率、协相关系数、水凝物识别分布(相邻距离圈间隔为30 km)

    Fig. 2  Z, ZDR, ρ, hydrometeor distribution of CDP at NUIST with different degrees at 0025 UTC 26 Oct 2016(the distance between adjacent range rings is 30 km)

    图  3  不同水凝物的DFRZKu的关系

    Fig. 3  DFR of different hydrometeors varing with ZKu

    图  4  波段修正后不同水凝物对比散点以及概率密度分布

    Fig. 4  Scatter plot and probability density function of different hydrometeors after band correction

    图  5  波段修正后不同水凝物统计参数

    Fig. 5  Curves of statistical parameters of different hydrometeors after band correction

    表  1  水凝物分布

    Table  1  Distribution of hydrometeors

    高度 水凝物类型
    低于零度层亮带底部 中雨、大滴、大雨、雨雹混合物
    零度层亮带底部—零度层亮带 湿雪、霰、中雨、大滴、大雨、雨雹混合物
    零度层亮带—零度层亮带顶部 干雪、湿雪、霰、冰晶、大滴、雨雹混合物
    高于零度层亮带顶部 干雪、霰、冰晶、雨雹混合物
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    表  2  拟合系数

    Table  2  Fitted curve coefficients

    类别 a0 a1 a2 a3 a4 a5
    0.0120 0.0111 -0.0020 6.8441×10-5 -7.8862×10-7 3.0245×10-9
    -0.0377 0.0530 -0.0020 -7.5728×10-7 1.5135×10-7
    湿雪 0.0165 -0.0189 -4.2491×10-5 2.4098×10-7
    干雪 0.0088 -0.1131 0.0077 -1.9627×10-4 2.2309×10-6 -9.3026×10-9
    下载: 导出CSV
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出版历程
  • 收稿日期:  2020-04-15
  • 修回日期:  2020-06-15
  • 刊出日期:  2020-09-30

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