实习雷达临近预报数据质控

第12多普勒天第12多普勒天气雷达应用基中国气象局干部学袁薇2013年4北雷雷达数据质量影响雷达数影响雷达数据质量的主要因地物杂距离折速度模在RDA中所完成的处理中，地物在RDA中所完成的处理中，地物再接下来做的是去距离折叠算法，然地物杂波地物杂波抑制的由于地面目标是由于地面目标是静止的，其径向速度接近零但也有例外。非零速度的地物回波往往来自树叶摇摆、大洋上的波涛、汽车等等。较大的建筑物如楼房和水塔，也能造成非零的速度值地物杂波污染在平均径向速度产品上的特征是一个接近零速度值的大片区域镶嵌着孤立的非零速当目标尺度当目标尺度大于距离库尺度时，WSR-88D只对建筑物本身采样，一般得到低到零的速度。这种情况最容易发生在离当目标尺度小于距离库尺度时，WSR-88D对建筑物和它周围的大气采样。建筑物周围的任何涡旋和气流都会被探测谱宽值就接近零地物杂波在地物杂波在谱宽产品上的形••由于异由于异常传播（超折射）取决于大气所以显示在WSR-88D产品上的相应的地面回波类型每天、每小时，甚至每超折射造超折射造成的地物回波的一般特超折射造超折射造成反射率因子数据出现杂斑点，斑点超折射造成的地面回波的不均匀性相当明显。通常反射率因子值相当高，并且会发生突然地其反射率因子梯度不如气象回波的反射率因子7月27月2与固定地物杂波污染类似，在超折射条件下的回波是来自地面目标，一般是静止不动的。因此，典型的速与固定地物杂波污染类似，在超折射条件下的回波是来自地面目标，一般是静止不动的。因此，典型的速非零回波来源于树叶的摇摆、大洋上的波浪和汽车等等。较大的建筑物，如大楼或水塔能产生变化的速度值，这取决于建筑物相对于距离库尺度的大小和建筑异常传播在平均径向速度产品上的特征是一个接近零就像一般的固就像一般的固定地物杂波污染一样，在超折射情况下的地面目标回波一般是静止的。因此，速度偏差非常低，谱宽值接近零。与平均径向速度产品一样，也有与异常传播相应的非零速度谱宽也会出现，这一般是由树叶摇摆、大洋波浪和汽车造成的。较大的建筑物造成谱宽的变化，与建筑物相对于距离库的大小有关，与建异常传播在谱宽产品上的特点是在接近零值的区域镶嵌着孤立的非零值地物地物杂波抑槽口宽槽口宽残留杂杂波信号与气象杂波信号与气象信号的多普勒功率谱描述了基数据分析过程均功率、平均径向速度和速度谱宽的特点。通过检验回波的多普勒功率谱，我们可以区别气象信号和杂波信号。一个杂波信号的特征是具有较高的回波功率，径向速度以零为中心分布，谱宽很窄。一个气象信号具有变化的回波功率，径向速度很少以零为中心分布。去除杂波去除杂波保留气象回通过区分这两种不同的信号，WSR-88D的信号处理器可以从被地物杂波污染了杂波消除滤波器被设计用来减小其速度值在零附近的回波信号的功率。因此，剩下来的来自那个距离库的气象目标的槽口宽槽口宽度是一个以零为中心的速度间它确定了哪些回波信号将被过例如，如果将槽口宽度设定为3.4节，杂波滤波器只可以去除有限数量的信号功率。例如，近距离的高山会产生非常强的回波，以与一个杂波目标相联系的速度值（例如，建筑物周围的湍流）也许落在槽口宽度之外，因此进行抑制后进行抑制后的距离库的多普勒功率谱注意残留的杂波信地地物杂波抑制的实杂波过滤旁路操作员定义的杂波抑制杂波过滤控制图（CFC）个操作员定义杂波抑制的负固定地物杂波的抑固定地物杂波的抑制：旁路操作员代★由RDASOT产生的旁路图被设计用来抑正常（固定）地物杂波（山、建筑物等）主要由雷达波束的异常传播造成的瞬变★（异常）杂波的过滤是通过定义一个杂波抑制区来实施的。对该区域选择的抑制程度将均匀地作用于该区域内所有径向速度在零附近的目标当操作员选择码的值为0时，则在杂波抑制区内关闭所有的杂波过滤（即不进行任何杂波抑当操作员选择码的值为0时，则在杂波抑制区内关闭所有的杂波过滤（即不进行任何杂波抑当操作员选择码的值为1时，对每一个由旁路当操作员选择码的值为2时，则按选择的抑制水平对区域内的每一个距离库实施抑制度，可取得约30dB的抑制水平；度，可取得约40dB的抑制水平；度，可取得约50dB的抑制水平。101和101和杂波抑制区是对由于异常传播造成的地物回波进行抑制的强有力工具，因为该地物不过，采用强迫的杂波抑制（操作员代码杂波抑制区是对由于异常传播造成的地物回波进行抑制的强有力工具，因为该地物不过，采用强迫的杂波抑制（操作员代码2也将对产品产生负效应：有时在基本反射注意RDA附注意RDA附近大片的近零速度值使用了适当的杂波抑制的基本速度。注意RDA附近使用了适当的杂波抑制的基本速度。注意RDA附近c难R2c难R24Vr最大不模糊距最大不模糊距cR2最大不模糊速最大不模糊速是雷达能够不模糊地测量的最大平均径向速度Vmax相对应的脉冲对相移是180°180°是多普勒天气雷达能够不模糊地测量最大脉冲对相移4Vax多普勒两难多普勒两难由于没有唯一的PRF能使得VrmaxRmax都能达到最大，所以要使用变化的每台WSR-88D使用不同的PRF，从一组8序12345序123456788WSR-88D连续监测（CS）波型WSR-88D连续监测（CS）波型这是一个常定的低（长x和低Vmax）波型，为确定准确的位置和强度。因为大的x值（低PRF），不需要使用距离去折叠算法。连续多普勒（CD）波型这是一个高PRF（）和谱宽数据。由于是短x（高每个VCP中每个VCP中分别用于CS和CD模的PRFs表。VCP11、21和32中CD模的PRFs可以VCP11和21中的CS波型，使用脉冲重复频VCP11和21中的CS波型，使用脉冲重复频为了得到准确的速度估计，在VCP11和21相应CD波型中，使用PRF4、5、6、7和8WSR-88D取样技术三种不WSR-88D取样技术三种不同策略之★分离扫描方雷达在最低的2个仰（对VCP31是最低的三个仰角）分别使用CSCD进行重复扫描从最低仰角开始一个完整的360°CS波型扫描然后仍在这个仰角进行完整的360°CD波型扫描WSR-88D取样技术三WSR-88D取样技术三种不同策略之Batch(B)这技术只用于VCP11、21、32（不用VCP31）例如：用7.5°仰角时，115公里（最短的WSR-88DWSR-88D地高于其它VCPs963096306只有只有使用不同的在同一方向进行了扫才能做距离去折叠算距离折距离折叠是距离折距离折叠是一个行话，指的是多程回波距离折叠现象常见于速度和谱宽产品中，为了满足精确估算速度（高Vmax）的需要，常采用高PRF。结果只有115和150公里，平均径向速度和谱宽产品中的显示范围230公里多程回波或距离折叠现象在WSR-88D的速度和谱宽产品中是常见的，需要有一种算法作“去距离折叠现距离折叠现象只偶尔出现在反射率因子产品具有精确距离信息的反射率因子数据是用低获得的。距离折叠最可能发生的地方是在二个最Rm反射率产品中的距离折叠数据的显示往往。没有紫颜色，RF，被没有紫颜色，RF，被赋距离去折叠距离去折叠算距离去折叠算法也在RDA上运行，它可以提供在最大不模糊距离以外距离处的精确的速度和谱宽为了产生较少的速度模糊数据，高PRF波型是必须的，其结果是短Rmax。因此，速度和谱宽产距离去折叠算法不对反射率因子产品使用在这种情况下，当采用高PRF，Rmax较短时在这种情况下，当采用高PRF，Rmax较短时沿雷达径向，没有两个或两个以上的回波（包括第一程回波和可能的多程回波）位于第一程内相同的视在距离处（即没有回波的第一确定第一确定收集到低PRF(CS)数据后，每一个目标的量相当差，没被使用。因此，雷达须再在CD（采用高PRF）下采集第一确定真第一确定真实距离和可能（续在对每一给定径向，算法计算出使用高模)时，每个目标（这些目标的位置和回波功率已用CS模下采集的数据确定）的视在距离，即目标在第一程中的距离（也即雷达上实际将第一确定真实第一确定真实距离和可能距（续根据视在距离，算法还计算出每一个目标在后（如第二、三程等）中的所有可能的位置。因此，旦用C模（采用高PR）距离都已经被预先算出。第二步确定是否有回波叠加第二步确定是否有回波叠加收集高PRF（CD）数据,速度和谱宽数据将是准确的。但是，由于Rmax短，将被检测CS收集高PRF（CD）数据,速度和谱宽数据将是准确的。但是，由于Rmax短，将被检测CS数据（功率和距离），一个距离库接一个距离库地将CD数据（速度和谱宽值与CS数据进行比较。CD数据中速度值的视数据中速度值的视在距离与该距离处相应的CS84数据中速度值的视在距离与该距离处相应的CS84/15去折叠（续去折叠（续确定速度数据（包括基本速度和基本谱宽）确定速度数据（包括基本速度和基本谱宽）如此排列使得在如此排列使得在CD模中将有回波折叠进相同的距离库中，即有两个以上例如，如果=70nm，例如，如果=70nm，真实距为20nm和90nm的二个目标A和B都有20nm的视在距离因而，表面上看起来在20nm距离因为速度估算是以因为速度估算是以功率为权重标回波的功率时，将该速度数据赋给产这个较大回波功率的目标才合理第一步确定真实距离和可能距离一旦收集到CS模态下的数据，向目标的回波功率和真实距离就是已知的。对每一给定径向，算法计算出每个目标在使用高PRF(CD第一步确定真实距离和可能距离一旦收集到CS模态下的数据，向目标的回波功率和真实距离就是已知的。对每一给定径向，算法计算出每个目标在使用高PRF(CD)模时的视在距离，即目标来的程中的其它可能距离（位置）来的程中的其它可能距离（位置）使用CS模（使用CS模（低PRF）时沿径向观测，可确定每个目标的位置和回波功率计算的在CD模态下每个目标的视在距离。注意回波发生叠加在CD集CD在CD集CD注意当速度注意当速度数据被收集时，对视在距离注意混合的速度估计代表B的程度比代表A的程度要高一些。这是因为目标B的回波功率高于目标A回波功率，而速度估计是由于来自目标A和目标B的回波信号同时到达由于来自目标A和目标B的回波信号同时到达标中的一个目标（如B）的回波功将混合的速度估计值赋给该目（B）将是一个合理精确的估计第二功率比因为用CS模采集数据时每个目标的回波功第二功率比因为用CS模采集数据时每个目标的回波功率是已知的，所以可以确定二个或更多折叠进相同库的回波（即两个或更多的回波的视在距离相同）的功率比（以dB表示的较高值与较低值之比）。两个回波的以dB为单位的功率比（高的dB10highlow如果功率比超过TOVER（一个可调参数，其缺省值为则速度和谱宽数据将被赋给返回最大功率的目标，而另一个（些）目标将被赋给紫色。如果功率比没有超过TOVER，则所有产生叠加的回波的目标将都被赋给紫颜色第三步去折叠去折叠步骤第三步去折叠去折叠步骤包括对照CS数据（功率和距离），一个库接一个库地检测CD数据（速度和谱宽值）。把CD数据中速度值的视在距离和可能距离与CS数据中的真实距离作第三步去折叠（续第三步去折叠（续缺省为5dB），则对应于视在距离处的速离在90nm处的目标B，而紫色（表示速度值不对那些出现回波叠加的距离库，速度数据或紫颜色（RF）由TOVER值对那些出现回波叠加的距离库，速度数据或紫颜色（RF）由TOVER值决定TOVER值的影TOVER值的影高TVER值（10B而不是5dB）可改进速度和谱宽数据赋值的精度。因为速度是以功率为权重进行平均而得到的，所以从叠加回波中计算的速度数据可以非常好地代表高功率回波。因为当TOVER值较高时，赋给最大功率回波的速度值较。TVE低TOVER低TOVER值（5dB低TOVER低TOVER值（5dB而不是10dB）将导致紫颜色的区域明显较少。低TOVER是一个较易满足的条件，因此将有更多的产生回波不过，速度和谱宽的估计将稍有偏差。与10dBTOVER5dB的TOVER值对某个回波所作的任何速度估算将有更大的距离去折叠距离去折叠算法的优距离去折叠算法显示CD模态下最大不模糊距离如果存在回波叠加，则产生叠加的回波之一的目标将被赋给速度和谱宽数据，条件是它们的功率距离去折距离去折叠算法的局限造成大量回波沿径向排列的天气事件将使CD模态下回波叠加现象异常严重，紫颜色大量出现。在飑线过RDA的情形下，距离模糊特征（标注为因为距离去折叠算法涉及回波功率（不是标准化的反射率因子dBZ）的比较，故第一程内目标的（RF）出现在第二程内距离去折叠算法距离去折叠算法的局限有时速度和谱宽数据无法确当回波叠加时，如果它们的功率比不超过在RDA处改变TOVERRDA可调参数，不能在PUP或UCP改变。它必须一旦反