[发明专利]雷达定量测量降水的校准方法

说明书

一种雷达定量测量降水的校准方法，包括：雨量计测得的降水量为第一降水量，天气雷达在多个位置点处测量的降水量为第二降水量；将多个位置点的坐标转化为二维直角坐标并组成有限点集；对有限点集进行三角剖分，从而得到多个三角形；判断天气雷达极坐标观测区域网格上的某一个位置点处于某一三角形上；如果是，通过三维空间直角坐标系中的三个点进行平面插值，以得到当前位置点所对应的降水量校准因子估计值；根据降水量校准因子估计值和天气雷达在相应位置处的降水量观测值，得到每个位置点上经过校准后的降水量值。本发明可以得到更加精确的校准值。

技术领域

本发明涉及气象观测领域，尤其涉及一种利用雨量计对雷达定量测量降水进行校准的方法。

背景技术

降水是重要的气候要素，对降水的定量测量不仅是广大科研、预报、水文工作人员关注的一项科学研究，而且对社会和国民经济有着重要、深远的影响和效益。

目前，定量测量降水最直接的手段是使用雨量计，其具有测量精度高的特点，但由于降水的时空不连续性，使用雨量计只相当于“点”测量，对面状的雨定量测量存在估计误差。

对降水的其它观测手段包括卫星和雷达，其中卫星测量降水的时间尺度和和精度相比雷达低；雷达覆盖范围大，扫描周期短，可实现全天观测，但同时也具有局限性。这是因为天气雷达通常是通过发射电磁波，然后接受气象目标的后向散射回波，根据回波的强度来间接获取降水信息。电磁波穿过大气和降水粒子，并与之产生相互作用，这个过程中很多因素直接或间接影响了雷达定量测量降水的精度。

目前，国内外普遍采用经验关系式Z-I，理论上由雷达测量的散射率因子Z估计出目标区域的降雨强度和降水I分布情况。但是，单独使用雷达并通过关系来确定降水强度，会受到雷达参数、Z-I关系的不确定以及暴雨时衰减增大等影响，导致降水估测精度降低。因此，通常，采用多个精度较高的雨量计的测量值来校准雷达定量测量降水的测量值。

现有技术中的一种常见校准方法是在观测区域内布置多个雨量计，计算出整个区域内或子区域内的平均校准因子，用来校准对应区域内各点的雷达测量的降水量值，但这种方法得到的校准因子对于区域内降水分布变化较大的情况仍然不够准确。

发明内容

有鉴于上述技术问题，本发明提供了一种利用雨量计对雷达定量测量降水进行校准的方法。

本发明中的雷达定量测量降水的校准方法，包括：

步骤1，在天气雷达的极坐标观测区域内挑选多个位置点，并在这些位置点处分别布置雨量计，其中，所述雨量计测得的降水量为第一降水量，天气雷达在所述多个位置点处测量的降水量为第二降水量；

步骤2，根据第一降水量和第二降水量计算出每个所述位置点处的降水量校准因子；

步骤3，将所述多个位置点的坐标转化为二维直角坐标并组成有限点集；

步骤4，对所述有限点集进行三角剖分，从而得到多个三角形；

步骤5，判断天气雷达极坐标观测区域网格上的某一个位置点处于某一所述三角形上，如果是，执行步骤6，否则执行步骤7；

步骤6，根据天气雷达在三角形的三个点上的降水量校准因子及其直角坐标构建三维空间直角坐标系，通过所述三维空间直角坐标系中的所述三个点进行平面插值，以得到当前位置点所对应的降水量校准因子估计值，然后执行步骤8；这样，在判断了天气雷达极坐标观测区域网格上的某一个位置点及其所处于的三角形后，每个三角形顶点的二维平面坐标及这个顶点上的降水量校准因子值组成了一个三维坐标，那么三个顶点有三个这样的三维坐标，并且三点共面，这样通过空间平面插值得到所关心的位置点处的降水量校准因子值。

步骤7，将步骤2中的所有位置点处的降水量校准因子的平均值作为当前位置点所对应的降水量校准因子估计值，然后执行步骤8；