[发明专利]基于毫米波云雷达的风廓线和风切变的反演方法

说明书

本发明公开了一种基于毫米波云雷达的风廓线和风切变的反演方法，所述方法，包括：获取由毫米波云雷达所探测的若干仰角层的雷达数据；对各仰角层的雷达数据进行数据预处理，得到预处理后的每一仰角层中各距离库的径向速度；根据每一仰角层中各距离库的径向速度，计算每一仰角层所对应的各高度层的水平风场信息；其中，水平风场信息包括：平均水平风速和平均水平风向；计算同一高度层下各仰角层所对应的水平风场信息的拟合程度，并将拟合程度最高的水平风场信息作为每一高度层所对应的最优水平风场信息；根据每一高度层所对应的最优水平风场信息对风廓线和风切变进行反演。

技术领域

本发明涉及大气探测技术领域，尤其涉及一种基于毫米波云雷达的风廓线和风切变的反演方法。

背景技术

风场信息是大气探测的主要气象因子之一。大型活动的气象保障、机场气象保障、天气预报等领域都对风场的精细观测有强烈需求。风廓线是风场信息的一种，表示风速随高度的变化曲线，用于研究大气边界层内的风速规律，被广泛用于天气预报中，分析急流、冷暖平流、垂直风切变、辐合辐散等。风切变是指风向、风速在水平和垂直距离上的变化，分为垂直风切变和水平风切变，垂直风切变的存在会对桥梁、高层建筑、航空飞行等造成破坏，是飞机起飞和着陆阶段的一个重要危险因素，是众多空难事故的主要原因。因此，风切变和风廓线的准确探测和反演具有显著的社会意义和经济效益。如何对风切变和风廓线进行探测是一个亟需解决的问题。

发明内容

本发明实施例提供一种基于毫米波云雷达的风廓线和风切变的反演方法，能基于毫米波云雷达所探测的雷达数据进行风廓线和风切变的反演。

本发明一实施例提供了一种基于毫米波云雷达的风廓线和风切变的反演方法，包括：获取由毫米波云雷达所探测的若干仰角层的雷达数据；其中，所述雷达数据包括：各距离库的径向速度；

对各仰角层的雷达数据进行数据预处理，得到预处理后的每一仰角层中各距离库的径向速度；其中，所述数据预处理，包括：剔除地物回波、剔除孤立噪点以及径向速度退模糊处理；

根据预处理后的每一仰角层中各距离库的径向速度拟合生成一正弦曲线，继而根据所述正弦曲，提取每一仰角层所对应的各高度层的水平风场信息；其中，所述水平风场信息包括：平均水平风速和平均水平风向；

计算同一高度层下各仰角层所对应的水平风场信息的拟合程度，并将拟合程度最高的水平风场信息作为每一高度层所对应的最优水平风场信息；

根据每一高度层所对应的最优水平风场信息生成风廓线，继而根据垂直方向的水平风廓线，在上下相邻的距离库之间进行运算得到水平风的垂直切变。。

进一步的，对各仰角层的雷达数据进行数据预处理，得到预处理后的每一仰角层中各距离库的径向速度，具体包括：

剔除各雷达数据中的地物回波以及孤立噪点，继而对各剔除地物回波以及孤立噪点后的雷达数据进行径向速度退模糊处理，得到预处理后的每一仰角层中各距离库的径向速度；

其中，对一剔除地物回波以及孤立噪点后的雷达数据进行径向速度退模糊处理，具体包括：

提取初始径向：径向1；并以径向1中所有距离库的径向速度平均值为参考速度对所述径向1中各距离库的径向速度进行径向速度退模糊处理；获得所述径向1中各距离库的径向速度；

以径向速度退模糊处理后的径向1为参考径向，沿方位角方向和径向方向对与径向1相邻的两根径向：径向2和径向3进行径向速度退模糊处理，获得径向2和径向3中各距离库的径向速度；

以径向速度退模糊处理后的径向1、径向2以及径向3作为参考径向组，沿方位角方向和径向方向对其余径向进行径向速度退模糊处理，获得径向4和径向5中各距离库的径向速度；其中，所述径向4为与所述径向2相邻且不为径向1的径向，所述径向5为与所述径向3相邻且不为径向1的径向；