[发明专利]X波段双偏振相控阵雷达定量降水估测技术

说明书

本发明公开了对流性灾害天气监测技术领域的X波段双偏振相控阵雷达定量降水估测技术，包括S1：利用雷达的经纬度信息和地理数字高程信息和电磁波探测原理，形成雷达复合平面扫描仰角；S2：利用雷达观测量CC和线性规划方法，对雷达数据进行前处理，去除非降水观测；S3：利用雨滴谱仪观测，获得适用于当地的降水反演关系的参数；S4：形成四种定量降水反演的结果；S5：利用混合降水反演方法，形成混合降水反演产品；S6：对四种降水反演结果和混合降水反演结果进行评估，该X波段双偏振相控阵雷达定量降水估测技术，其定量降水估测的准确率和稳定性要持续优于任何一种单一降水反演方法，可以实时自动地产生定量降水估测产品。

技术领域

本发明涉及对流性灾害天气监测技术领域，具体为X波段双偏振相控阵雷达定量降水估测技术。

背景技术

天气雷达的一个主要功能是用于定量降水估测,传统的单偏振天气雷达只能观测到一个与降水粒子有关的观测量：反射率，因此单偏振雷达的定量降水估测主要依赖于R(ZH)进行，即利用反射率与降水强度的对应关系进行降水估测。R(ZH)关系高度依赖于降水系统的雨滴谱特征，在不同气候区以及不同降水类型中，雨滴谱差异性较大，因此R(ZH)关系存在着较大的不确定性，尤其是对强降水的估测，一致性较低，随着城市化建设的进行，大量人口和资源向城市聚集，强降水及其引发的城市洪水、内涝等灾害对城市造成的损失日益严重。对城市强降水的监测和预警，是气象部门和相关行政管理部门关注的一个焦点问题。目前的业务天气雷达网探测范围广，但探测较远距离时，受地球曲率影响，探测高度较高，无法获得低层的降水信息，且空间分辨率相对较低，不能很好地满足城市精细化降水观测的需求，对此，国外的一些城市进行了一些有益的尝试，如通过在城市及其周边布设若干个探测范围较小、时空分辨率较高的雷达，来补充业务雷达在城市精细化降水观测中的不足，我国的一些城市及其周边也布设了时空分辨率较高的小雷达以满足实际业务需求。

但目前，利用这类X波段双偏振相控阵雷达进行定量降水估测的应用较少，该使用何种方法才能稳定有效地提高雷达定量降水估测的精度，尚不得而知，现有的降水反演方法较为单一，定量降水估测的准确率和稳定性较差。

发明内容

本发明的目的在于提供X波段双偏振相控阵雷达定量降水估测技术，以解决上述背景技术中提出了现有的降水反演方法较为单一，定量降水估测的准确率和稳定性较差的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：X波段双偏振相控阵雷达定量降水估测技术，包括以下步骤：

S1：利用雷达的经纬度信息和地理数字高程信息，根据电磁波探测原理，形成雷达复合平面扫描仰角；

S2：利用雷达观测量CC和线性规划方法，对雷达数据进行前处理，去除非降水观测；

S3：利用雨滴谱仪观测，获得适用于当地的降水反演关系的参数；

S4：基于R(Z_H)、R(Z_H，Z_DR)、R(K_dp)和R(K_dp，Z_DR)四种降水反演方法，形成四种定量降水反演的结果；

S5：利用混合降水反演方法，根据K_dp和Z_DR的信号强弱，在不同观测格点，使用不同降水反演结果，形成混合降水反演产品；

S6：对四种降水反演结果和混合降水反演结果进行评估。