高原气象

高原气象 >

2015 , Vol. 34 >Issue 6: 1785 - 1796

DOI: https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0534.2014.00074

论文

雷达估测对流性降水的误差空间分布及Z-R关系的优化

  • 杨杰 ,
  • 刘黎平 ,
  • 赵城城 ,
  • 吴亚昊
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  • 成都锦江电子系统工程有限公司, 成都 610051;2. 中国气象科学研究院灾害天气国家重点实验室, 北京 100081;3. 潍坊市气象局, 潍坊 261011;4. 湖南省防雷中心, 长沙 410007

收稿日期: 2014-01-16

  网络出版日期: 2015-12-28

基金资助

国家自然科学基金项目(41175038);国家科技支撑计划课题(2012BAC22B00)

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Spatial Distribution of Error from the Convective Precipitation Estimation of Radar and Optimization of Z-R Relationship

  • YANG Jie ,
  • LIU Liping ,
  • ZHAO Chengcheng ,
  • WU Yahao
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  • Chengdu Jinjiang Electronic System Engineering Co. LTD, Chengdu 610051, China;2. State Key Lab of Severe Weather Chinese Academy of Meteorological Sciences, Beijing 100081, China;3. Weifang Municipal Meteorological Bureau, Weifang 261011 China;4. Lightning Protection Center of Hunan, Changsha 410007, China

Received date: 2014-01-16

  Online published: 2015-12-28

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摘要

新一代天气雷达联合雨量站数据进行定量降水估测中, 雷达回波强度和雨量站观测值较好的匹配是准确拟合出Z-R关系的关键。对流性降水回波强度具有时空变化大的特点, 严重影响了雷达和雨量站数据的匹配以及定量降水估测的精度。利用河南地区3次强对流天气过程的雷达和雨量站数据, 通过分析雷达对流性降水与地面雨量站观测值的误差空间分布, 找到如下规律: 雷达回波强度严重高估点和低估点大部分位于强回波的边缘地区(单点回波强度随时间变化较大); 部分位于强回波中心的雨量站观测值为零(部分时刻)。通过分析可知, 突发的强降水和强回波中心容易造成雨量站观测值误差较大, 因此对Z-R关系拟合造成了较大的影响。根据对流性降水回波强度变化特点和本文得到的回波强度与雨量站雨量匹配关系, 在Z-R关系拟合中, 提出了加入回波强度随时间变化的指标对误差较大雨量站进行剔除的方法, 也提出了一种优化的回波强度平均方法和累积时间, 得到了用于对流性降水估测的最佳方案。详细分析以上因素对降水估测的影响表明, 通过根据回波强度随时间变化的指标对雨量站进行剔除和使用最佳降水估测方案, 提高了对流性降水估测的精度。

关键词： 对流性降水; 误差空间分布; Z-R; 三维拼图

本文引用格式

杨杰 , 刘黎平 , 赵城城 , 吴亚昊 . 雷达估测对流性降水的误差空间分布及Z-R关系的优化[J]. 高原气象, 2015 , 34(6) : 1785 -1796 . DOI: 10.7522/j.issn.1000-0534.2014.00074

Abstract

In the quantitative precipitation estimation of China New Generation Weather Radar (CINRAD) adjusted with rainfall stations, better matching between radar echo intensity and the observation from rainfall stations is the key to fit Z-R relationship accurately. The large spatial and temporal changes characteristics of convective precipitation echo intensity have a serious impact on the radar and rainfall station data matching and the accuracy of quantitative precipitation estimation. According to analysis the spatial distribution of error between the convective precipitation estimation of radar and rainfall station of three convective precipitation process in Henan Province, the following rules are founded: most seriously overvalued radar echo intensity points and some underestimate points are distributed on the edge of the strong echo intensity area with the single point's echo-intensity changes with time; part of rainfall stations with zero value observation for part time are distributed in the center of the strong echo intensity. The analysis shows the sudden heavy precipitation and heavy precipitation center is easy to cause the large error of observation from rainfall stations and therefore cause great influence on the Z-R relationship fitting. According to the characteristic of convective echo-intensity and the matching relationship between the echo intensity and rainfall stations got in this paper, adding method of eliminating large error rainfall stations by using the echo intensity gradient index and also method to optimize the average echo intensity and cumulative time are proposed, and get the best solution for convective precipitation estimation. Through analyze influences of all above factors on the precipitation estimation in detail, the results show that eliminate the large error rainfall stations by a certain index and then use the best precipitation estimation solution, and these improve estimation precision for convective precipitation.

Key words： Convective precipita; Error spatial distri; Optimization of ; 3D mosaic

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