[发明专利]一种基于双线偏振多普勒天气雷达探测的雨强估算方法

说明书

技术领域

本发明涉及气象雷达数据处理技术领域，尤其是一种基于双线偏振多普勒天气雷达探测的雨强估算方法。

背景技术

我国是一个幅员辽阔、地形复杂、受气象灾害影响十分严重的国家。据统计, 我国每年受干旱、暴雨和热带风暴等重大灾害性天气、气候影响的人口约达6亿人次，平均每年因受气象灾害造成的损失约占国民生产总产值的3%～5%，准确快速获取区域降雨量的信息，对防洪减灾至关重要。常规雷达只能得到降水的强度信息Z_H，且由于受到雨区衰减的影响以及无法反映雨滴谱的变化，所以测雨的误差较大，常出现小雨高估和大雨低估的现象。偏振雷达是监测局地暴洪较好的探测工具，其测量参量K_DP和Z_DR相比强度信息Z_H对雨强有更好的相关性，因此能以较高精度遥测区域降雨量。

从偏振参数的特性来说，Z_DR反映了降水粒子对不同偏振方向雷达波后向散射的性质的差异,反映出滴谱中大小降水粒子比例的变化,能够较精确地反映雨滴谱的变化；而K_DP则是非球形粒子对不同偏振方向雷达波传播相位或传播速度差异的量度，几乎和雨强R呈线性关系,而且对雨滴谱(DSD)变化相对来说不敏感,更能适应雨滴谱中N₀参数的变化。因此充分利用双线偏振多普勒雷达的各种测量参数，可以有效的提高降水的估测精度，然而利用不同的偏振参数估算降水强度的方法差异很大。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够改善雷达测雨的精度、提高暴洪监测的能力的基于双线偏振多普勒天气雷达探测的雨强估算方法。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：一种基于双线偏振多普勒天气雷达探测的雨强估算方法，该方法包括：

（1）当降水的回波强度Z_H较小时，采用回波强度Z_H来估测降水，即：

R(Z_H) = a₁Z_H^b1      （1）

其中，R(Z_H)表示用回波强度Z_H估算出的雨强R，其单位为mm·h^-1 ； Z_H为回波强度，其单位为mm⁶·m^-3 ；a₁、b₁为可调参数；

（2）当降水的回波强度Z_H增大时：

（2a）若比差分相移K_DP和差分反射率因子Z_DR的值均较小，采用回波强度Z_H和差分反射率因子Z_DR来估测降水，即：

        （2）

其中，R(Z_H、Z_DR)表示用回波强度Z_H和差分反射率因子Z_DR估算出的雨强R，其单位为mm·h^-1；Z_H为回波强度，其单位为mm⁶·m^-3；Z_DR为差分反射率因子，其单位为dB；a2、b2、c2为可调参数；

（2b）若比差分相移K_DP的值较小、差分反射率因子Z_DR的值较大，采用比差分相移K_DP和差分反射率因子Z_DR来估测降水，即：

       （3）

其中，R(K_DP、Z_DR)表示用比差分相移K_DP和差分反射率因子Z_DR估算出的雨强R，其单位为mm·h^-1；K_DP为比差分相移，其单位为°/Km；Z_DR为差分反射率因子，其单位为dB；a3、b3、c3为可调参数；

（2c）若比差分相移K_DP和差分反射率因子Z_DR的值均较大，采用比差分相移K_DP来估测降水，即：

R(K_DP) = a₄K_DP^b4          （4）