[发明专利]X波段双偏振天气雷达定量测量降水方法及系统

说明书

本发明实施例提供X波段双偏振天气雷达定量测量降水的方法及系统，该方法包括：利用X波段双偏振雷达获取探测范围内的雷达数据，激光雨滴谱仪获取检测点的实测雨滴谱；获取雷达反射率因子和衰减率；基于实测雨滴谱，获取检测点的实测降雨率和雷达反射率因子真值，并通过T矩阵散射模拟，获取检测点的衰减率真值，并拟合实测降雨率与衰减率真值，获取探测范围内的降水函数，进而获取降雨率；若所述雷达反射率因子大于第一设定阈值，利用衰减率反演降雨率；若雷达反射率因子不大于第一设定阈值，则先通过拟合雷达反射率因子真值与衰减率真值，获取探测范围内的衰减率函数，再基于衰减率函数，获取探测范围内的降雨率，本实施例能获取到更精确的预测降雨率。

技术领域

本发明涉及大气科学技术领域，尤其涉及一种X波段双偏振天气雷达定量测量降水方法及系统。

背景技术

雷达被广泛应用于降水探测和测量的研究，并做出了卓越的贡献。目前雷达定量测量降水成为雷达气象学研究的主要内容之一。现有的通过雷达进行降水探测和测量的方法，主要有以下几种：

其一为：基于单偏振天气雷达(比如，多普勒天气雷达)，利用雷达气象方程，根据测得的回波功率算出雷达反射率因子Z_H(单位：mm⁶m^-3)，然后根据预定的Z-R关系(Z＝aR^b)推导出降雨率R(单位：mm/h)。

其二为：基于双偏振天气雷达，主要是通过对三个偏振参量：雷达反射率因子Z_H、差分反射率Z_DR和差分传播相移率K_DP，进行不同组合来定量测量降水，大致可分为四类，即R(Z_H)、R(K_DP)、R(Z_H,Z_DR)和R(K_DP,Z_DR)。

上述现有的通过雷达进行降水探测和测量的方法存在以下缺陷：

首先，Z-R关系式(Z＝aR^b)并不稳定，其系数a和b随地点、季节和降水类型而变化，即使同一次降水过程也是变化的，这主要与雨滴谱的变异性有关。雷达反射率因子Z_H值的大小直接与雨滴谱有关，而降雨率R除与雨滴谱有关外，还与雨滴的下落末速度有关。所以同样的降雨率R可能对应于不同的雨滴谱，这样也就与不同的Z_H值相对应。Z-R关系的不稳定性，很大程度上影响了雷达定量测量降水的准确性。