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C波段双偏振天气雷达降雨和部分地形遮挡衰减订正研究

2021-12-10夏丰刘显通郑腾飞冯璐万齐林欧冠华张晓飞

热带气象学报 2021年4期

夏丰,刘显通,郑腾飞,冯璐,万齐林,欧冠华,张晓飞

(1. 中国气象局广州热带海洋气象研究所,广东广州510641;2. 新丰县气象局,广东韶关511100;3. 安徽四创电子股份有限公司,安徽合肥230088)

1 引 言

双偏振天气雷达不仅可提供探测目标的水平反射率因子(ZH)和径向速度(V),还可获得差分相位(ΦDP)、差分相移率(KDP)、零滞后相关系数(ρhv)和差分反射率因子(ZDR)等观测信息[1-4]。根据各个探测量分布特征,能够更加准确地识别降雨类型[5-10],开展相应的雷达定量降雨估测(Quantity Precipitation Estimation,QPE)[11-14]。 基 于 上 述 优势,双偏振天气雷达逐渐成为当前气象探测领域的主流雷达。双偏振天气雷达按波长可分为S 波段、C 波段和X 波段等类型,雷达波长越短信号越容易衰减,从而导致远距离探测到的降雨回波强度变小;另外我国地形复杂,也给雷达波束带来信号遮挡衰减问题,严重制约雷达探测性能发挥。雷达反射率因子降雨衰减订正方法源于Hitschfeld 等[15]提出的降雨廓线理论,后来应用于星载降雨雷达回波强度订正,例如美国NASA 的TRMM 降雨卫星,基于海洋背景反射率强度和降雨区域反射率强度之差,用降雨廓线订正法提高了卫星对热带海洋地区降雨强度的探测精度[16],使得TRMM 卫星降水产品广泛应用于天气和气候方面的研究[17]。美国NASA 新一代全球降雨观测计划GPM (Global Precipitation Measurement)卫星搭载的主动探测双频测雨雷达DPR (Dualfrequency Precipitation Radar)亦采用了类似算法,其降雨反演产品为华南地区云-降水垂直结构特征研究提供新的手段和视角[18]。由于双偏振天气雷达中的ΦDP具有不受降雨……

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