单多普勒天气雷达反演二维风场的方法研究
中国新一代多普勒天气雷达网建设正在积极进行,山东5部多普勒雷达已建成并投入业务应用,因此,雷达产品的开发应用研究成为当务之急.山东5部雷达的风场反演产品只有VAD产品,雷达资料中包含的风场信息还没有得到充分的开发.因此,利用DOPPLER雷达观测信息,反演中尺度天气系统风场的研究,就成了近年来国内外的热点课题,它将对深入研究中尺度天气系统结构与动力学特征,以及改进天气预报方法具有重要意义.该文在忽略上升气流而考虑粒子下落速度影响的条件下,导出了不同高度上的水平径向速度计算公式,然后利用VAP方法来反演二维水平风场,这一方法简称为EVAP法.误差分析表明:即使上升速度为2.0m.s<'-1>,仰角为20.0°,忽略上升气流产生的相对误差一般也不超过10﹪;当仰角为4.5°时,相对误差不超过5﹪.所以在对流不是很强时,忽略上升气流引起的误差是比较小的,对风场反演结果影响不大.利用k-邻域频数法对714SDM型多普勒天气雷达原始资料进行预处理,分析了参数的选取对处理结果的影响,并根据应用中出现的问题,对该方法作了补充完善,使补测效果更加有效.主要结果为:利用k-邻域频数法除孤立点时,统计窗口的大小和k<,1>值的选取对结果有重要影响.利用中尺度模式MM5模拟数据试验表明:二维双线性插值对风场结构影响较小,三维插值对结果的影响非常明显,某些区域插值后的结果变小甚至为零.另一方面是气旋性风场插值后强度变弱、范围变小;VAP法反演的二维风场,误差主要集中在切向分量,有时误差是很大的.对径向速度进行平滑滤波后,可以提高切向速度反演的精度.EVAP法和VAP法反演的暴雨降水个例的风场结果表明:VAP法只能利用最低仰角的PPI资料反演低层的风场,由于风场不在同一等高面上,可能产生一些虚假的系统结构,因此在实际应用中要结合其它资料仔细分析.对于EVAP法,主要的一个缺点是低层风场的范围太小,不利于了解系统低层的整体风场结构.其优点是可以反演不同高度上的二维风场,有助于了解系统的三维结构.
多普勒天气雷达;资料预处理;EVAP法;风场反演
中国海洋大学
硕士
气象学
吴增茂
2004
中文
P425;TN959.4
63
2005-05-24（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）