气候与环境研究

作者：郭佳，吴艳锋，罗丽，肖辉

单位：北京敏视达雷达有限公司, 北京 100085,,北京敏视达雷达有限公司, 北京 100085,,中国科学院大气物理研究所云降水物理与强风暴实验室, 北京 100029;中国科学院大学, 北京 100049,,中国科学院大气物理研究所云降水物理与强风暴实验室, 北京 100029;中国科学院大学, 北京 100049,

关键词：双偏振雷达;T-Matrix模型;分类拟合;定量降水估测;效果评估

基金：国家重点研发计划2018YFC1506104、2018YFC1507501，气象关键技术集成与应用（重点）项目CMAGJ2013Z21，华云集团科技项目HYKJXM-201602

为了提高雷达定量降水估测的精度，建立一套高精度的双偏振雷达定量降水估测方法，并对其在业务应用中的表现进行评估。本文利用雨滴谱仪数据使用非球形粒子的散射模型（T-Matrix模型）进行不同偏振量的模拟计算，根据计算结果对实测雨滴谱数据（DSD）进行分类拟合，实现对CSU-HIDRO（Colorado State University-Hydrometeor Identification Rainfall Optimization）优化降水估测算法的改进。为了评估改进后CSU-HIDRO优化算法（简称CSU-HIDRO_I）的应用效果，本文选取2016～2017年两年汛期发生于中国华南地区的6次大范围强降水过程为评估对象，分别采用单偏振雷达定量降水估测的R(ZH)关系法（WSR-88D Precipitation Processing System，简称PPS法）和CSU-HIDRO_I法进行小时降水量估测。按照不同降水率大小以及距离雷达20～60 km和60~100 km范围分别对两种降水估测方法进行评估，并将雷达估测的小时降水量同地面雨量计小时降水量资料进行对比，结果表明：（1）CSU-HIDRO_I法在应用评估过程中取得了较好的评估效果，其估测精度及稳定性均较好。（2）PPS法对小雨（降水率R<2.5 mm/h）存在一定的高估，对大雨及暴雨（R>8 mm/h）存在明显低估，而CSU-HIDRO_I法能够有效的降低强降水的低估情况，同时提高了小雨的估测精度。与PPS法相比，CSU-HIDRO_I法对小雨、中雨、大雨及暴雨的估测偏差分别降低了38%、24%、17%、15%。（3）PPS法在降水估测中对离雷达的距离更为敏感，相同降水率下不同距离处的相对误差波动较大，CSU-HIDRO_I法对距离敏感性较弱，相同降水率强度下，相对误差随距离的变化波动较小。

来源：2020年第3期

《气候与环境研究》期刊编辑部

查看气候与环境研究杂志2020年第3期