基于双偏振雷达参量的层状云零度层亮带特征研究

论文摘要

零度层亮带（ML）是降水性层状云的一个首要特征,它对雷达定量估计区域降水有很大影响,如何减小这种影响是雷达气象探测非常关心的科学问题。双偏振雷达能够提供双偏振参数信息,在云降水粒子相态识别、粒子尺度分布等方面有优势,并且能够提供与降水粒子相态、尺寸与介电常数等相关的有用信息,分析这些参数的变化趋势特点能够更好地识别零度层亮带,以及对亮带的垂直结构特征以及微物理特征与变化过程进行更全面的分析研究。本文首先对X波段双偏振雷达（IAP-XDPR）观测得到数据进行质控,由于非瑞利散射和雷达系统噪声会对差分散射相移产生影响,进而使ΦDP产生波动,本文采用中值滤波对其进行滤波处理,并利用质控后的ΦDP由KDP定义式重构KDP。此外,X波段雷达在雨区存在较为严重的衰减现象,在应用反射率与差分反射率之前需要对其订正。本文利用ZH、ZDR与KDP的近线性关系,对其进行衰减订正。接着,利用质量控制后的双偏振数据,以距离-高度扫描（RHI）图像为基础,通过双偏振参量纹理法（TPP,Texture of polarization parameters）得到纹理参数SD（ZH）、SD(ZDR)、SD(ρHV),即ZH、ZDR、ρHV的标准差。分析它们在垂直高度区间内粒子由于相态、尺寸等不同而表征于双偏振参量的差异性,通过研究这一差异性识别零度层亮带,并与平均反射率因子垂直廓线识别法（MVPR）进行比较,说明运用双偏振参数纹理法能够更好地识别零度层亮带以及分析研究偏振特征。接着,根据ZH、ZDR、KDP、ρHV四个偏振参数以及环境温度T作为五个输入参数,通过模糊逻辑算法对层状云降水进行粒子相态识别,通过2010年7月期间在阳江观测得到的一次稳定层状云实例,采用模糊逻辑分类识别粒子类型,得到结果能够反映层状云零度层亮带的相态结构特征,与本文研究得到的双偏振参量纹理参数法识别层状云中亮带区域在垂直结构上具有一致性。

论文目录

摘要

Abstract

第一章引言

1.1 课题研究背景

1.2 研究目的及意义

1.3 国内外的研究现状

1.4 本文研究的主要内容

第二章观测仪器及资料介绍

2.1 X波段双偏振雷达系统概况

2.2 观测资料来源

2.2.1 雷达探测数据

2.2.2 气象探空

2.2.3 NCEP再分析资料

第三章 X波段双偏振雷达数据质量控制及衰减订正

3.1 数据质量控制

DP的质控'> 3.1.1 Φ _DP的质控

3.1.2 KDP的重构

3.2 衰减订正研究发展

DP法的反射率和差分反射率的衰减订正'> 3.3 基于K_DP法的反射率和差分反射率的衰减订正

3.4 小结语

第四章层状云零度层亮带识别方法

4.1 层状云零度层亮带物理特征

4.2 零度层亮带的合成纹理参数识别法

4.3 与MVPR法进行对比验证与分析

4.4 小结语

第五章基于模糊逻辑算法的零度层亮带的个例特性研究

5.1 模糊逻辑识别算法研究现状

5.2 层状云零度层亮带的垂直分布特性

5.3 模糊逻辑算法流程

5.4 实例分析

5.5 小结语

第六章总结与展望

6.1 论文所做工作总结

6.2 未来工作展望

参考文献

作者在读期间科研成果简介

致谢

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 冯小真

导师: 姚振东,肖辉

关键词: 波段双偏振雷达,衰减订正,零度层亮带识别,相态识别

来源: 成都信息工程大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 气象学

单位: 成都信息工程大学

分类号: P412.25

DOI: 10.27716/d.cnki.gcdxx.2019.000155

总页数: 47

文件大小: 2868K

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