[发明专利]一种基于X波段全固态双偏振雨量雷达的降水估测方法

说明书

本发明涉及一种基于X波段全固态双偏振雨量雷达的降水估测方法，主要包括以下步骤：1）在5分钟内获取X波段全固态双偏振雨量雷达对于60km范围的降水探测体积扫描基数据；2）提取雷达数据中的反射率因子dBz、径向速度V、差分传播相移φDP、差分传播相移率KDP、差分反射率因子ZDR、零延迟相关系数ρHV，进行回波强度衰减订正、径向速度退模糊、径向干扰回波处理；3）通过相态识别算法区分小雨、中雨、大雨、暴雨、固态降水、地物杂波、其它杂波等；4）根据不同的降水过程，通过自适应的降水估测算法，输出半径60km的面雨量格点数据。本方案解决了雷达波束部分遮挡（遮挡率<20%）和雨衰造成的基数据偏差问题，并提升降水估测精度。

技术领域

本发明涉及雷达领域，具体涉及一种基于X波段全固态双偏振雨量雷达的降水估测方法。

背景技术

X波段全固态双偏振雨量雷达作为气象探测新型主动遥感设备，具有实时估测其探测范围内各点的降水回波强度以及一定区域内降水范围分布的能力，因此可以及时获得空间连续性较好、范围较大的定量降水资料。同时，因具有偏振体制，探测云、雨目标的差分反射率、差分传播相移率、相关系数等单偏振雷达不具有的参数，能较准确识别水凝结物。X波段雨量雷达在探测局地天气过程时，降水信息的空间分辨率和连续性均好于S和C波段天气雷达。因此，对于监测区域内的中小河流洪水、城市内涝、地质灾害等预警预报均有重大意义。

X波段雨量雷达在测雨过程时，影响降水估测精度的因素主要包括：1)降雨对电磁波存在着一定的衰减效应，雷达波长越小，其衰减越严重。X波段雨量雷达衰减最大，C波段次之，S波段雷达最小。因此，X波段雨量雷达需要进行衰减订正，对提高区域降水量估测精度具有较大的意义。2)地物等杂波的干扰；3)降水估测算法对不同类型降水的适应性。

现有技术的缺点在于：

(1)雷达波束部分遮挡(遮挡率<20％)和雨衰造成的基数据偏差；

(2)难以明确区分小雨、中雨、大雨、暴雨、固态降水(含冰雹和降雪)等，使得将水估算不准确，降水估测精度较低。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于X波段全固态双偏振雨量雷达的降水估测方法，解决现有技术中存在的雷达波束部分遮挡(遮挡率<20％)和雨衰造成的基数据偏差问题，并提升降水估测精度。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种基于X波段全固态双偏振雨量雷达的降水估测方法，包括以下步骤：

S1：在时间T内获取X波段全固态双偏振雨量雷达对于半径R范围的降水探测体积扫描VOL基数据；

S2：提取雷达数据中的反射率因子dBz、径向速度V、差分传播相移φDP、差分传播相移率KDP、差分反射率因子ZDR、零延迟相关系数ρHV，进行回波强度衰减订正、径向速度退模糊、径向干扰回波处理；

S3：通过相态识别算法区分小雨、中雨、大雨、暴雨、固态降水、地物杂波；

S4：根据不同的降水过程，通过自适应的降水估测算法，输出半径R的面雨量格点数据。

作为本发明的进一步改进，所述步骤S1中在时间T内完成9个仰角的扫描。

作为本发明的进一步改进，所述时间T取值为3-8min，所述半径R取值为40km-80km。

作为本发明的进一步改进，所述步骤S2中回波强度衰减订正采用用Kdp法，基于雷达观测资料中的差传播相移KDP与衰减率A_H有着良好的线性关系得到:

A_H＝a₁K_DP (1)

订正后的ZH可以表示为