石家庄S波段和X波段双偏振雷达定量降水估测应用研究
收稿日期: 2023-07-24
修回日期: 2024-03-27
网络出版日期: 2024-11-25
基金资助
中国气象局创新发展专项(CXFZ2023J038); 河北省气象局科研开发项目(23ky08)
Application of S-band and X-band Dual Polarization Radar for Quantitative Precipitation Estimation in Shijiazhuang
Received date: 2023-07-24
Revised date: 2024-03-27
Online published: 2024-11-25
基于石家庄S波段雷达和X波段雷达、 雨滴谱仪观测资料以及地面雨量计数据， 分析两种雷达的R（Z H）、 R（Z H， Z DR）、 R（K DP）和R（K DP， Z DR）四种定量降水估测方法。结果表明， 利用雨滴谱仪数据计算出的雷达反射率因子与雷达实测具有较好的一致性， 但整体偏大5 dB； 两种雷达使用R（K DP， Z DR）方法估测降水结果优于其他方法， 使用偏振参量K DP能明显提高降雨估测结果， 使用Z DR后， 测雨公式较单参量提高不明显； 使用R（K DP）和R（K DP， Z DR）方法， 利用X波段雷达估测降水的准确度略高于S波段雷达， 可提升约10%， 利用高空间分辨率的X波段雷达可以提升城市降水估测的精确度。
关键词： 双偏振雷达; 雨滴谱; 定量估测降水（QPE）
黄兆楚 , 印佳楠 , 杨洋 , 张晓瑞 , 黄毅 , 王梧熠 , 崔毅 , 李禧亮 . 石家庄S波段和X波段双偏振雷达定量降水估测应用研究[J]. 高原气象, 2025 , 44(1) : 253 -264 . DOI: 10.7522/j.issn.1000-0534.2024.00047
Based on the observation data of Shijiazhuang S-band radar and X-band radar， along with information from raindrop spectrometer and ground rain gauge data， this investigation analyzes four quantitative precipitation estimation methods： R（Z H）， R（Z H， Z DR）， R（K DP） and R（K DP， Z DR） applied to two radar systems in Shijiazhuang area.Firstly， the T-matrix method is used to calculate dual polarization parameters using raindrop spectrum data， fitting various rain measurement equations； Subsequently to this， 13 precipitation cases are used to test different quantitative precipitation estimation methods， selecting surface rainfall data of Shijiazhuang area.These results reveal that the radar reflectivity factor calculated from raindrop spectrometer data is generally consistent with the radar measurement， with a slight overall overestimation of 5 dB.The precipitation estimation results using R（K DP， Z DR） from both two radars are superior， and the use of polarization parameter K DP can significantly enhances the rainfall estimation.The addition of Z DR does not substantially improve the rainfall measurement formula compared to the single parameter.The application of R（K DP） and R（K DP， Z DR） methods demonstrates heightened accuracy in precipitation estimation with the X-band radar compared to the S-band radar.The utilization of X-band radar， distinguished by its high spatial-temporal resolution， further refines the precision of urban precipitation estimation.
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