《全相干多普勒天氣雷達(dá).ppt》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫(kù)。

1、雷達(dá)氣象學(xué)電子版（第二版）第四章多普勒天氣雷達(dá)VAD技術(shù)就是速度—方位顯示方法、即讓雷達(dá)天線以某一固定的仰角作方位掃描，并把探測(cè)到的降水粒子在某一距離和方位上的徑向速度VR(β)記錄并顯示出來(lái)。三、VAD技術(shù)測(cè)量水平流場(chǎng)及降水量水平風(fēng)的來(lái)向，就是徑向速度極小值時(shí)天線所指的方向。當(dāng)天線指向上風(fēng)方向時(shí)（一)測(cè)量均勻流場(chǎng)的風(fēng)向風(fēng)速當(dāng)天線指向下風(fēng)方向時(shí)所以可求得被探測(cè)高度上的水平風(fēng)速：粒子的平均下落速度速度方位顯示產(chǎn)品對(duì)于給定高度，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)徑向距離（缺省16.2海里），選定與給定高度最接近的仰角資料。然后將該仰角中給定高度上每個(gè)距離庫(kù)上平均徑向速度點(diǎn)繪在徑向速度一方位圖上，橫坐標(biāo)為方

2、位角0°或360°為正北方向，180°朝向正南），縱坐標(biāo)表示徑向速度。最小二乘法擬合這些點(diǎn)，可得到一條正弦波曲線，振幅表示水平風(fēng)速，波谷（負(fù)值最大點(diǎn)）所在方位角表示水平風(fēng)向。(二)測(cè)量非均勻流場(chǎng)的風(fēng)向、風(fēng)速、輻散和形變VAD曲線的非簡(jiǎn)諧振蕩形式提供了水平風(fēng)場(chǎng)更多的信息。對(duì)VAD曲線作諧波分析，應(yīng)用傅氏級(jí)數(shù)的零次，一次和二次諧波展開(kāi)，可以得到水平輻合、水平風(fēng)向和風(fēng)速以及水平風(fēng)場(chǎng)的形變等信息。將按方位角展成傅氏級(jí)數(shù)可得到四、多部多普勒雷達(dá)聯(lián)合探測(cè)風(fēng)場(chǎng)1．三部雷達(dá)方法探測(cè)風(fēng)場(chǎng)2．雙多普勒雷達(dá)探測(cè)3.單多普勒天氣雷達(dá)反演單部多普勒雷達(dá)只能探測(cè)大氣目標(biāo)物相對(duì)于雷達(dá)的徑向運(yùn)動(dòng)速度，從徑向

3、速度分布特征再來(lái)推斷大氣流場(chǎng)的特點(diǎn)，因此，單部多普勒天氣雷達(dá)探測(cè)能力是有限的，它不能直接探測(cè)空氣運(yùn)動(dòng)的二維或三維的詳細(xì)結(jié)構(gòu)，為了能從單部多普勒天氣雷達(dá)測(cè)得的徑向速度分布，從而推斷氣流的空間情況，必須作出一些假定。Lhernitte方法：Lhernitte（1968年)提出了用三臺(tái)多普勒天氣雷達(dá)進(jìn)行觀測(cè)的方案.這種方法的原理比較清楚，但實(shí)際上很難做到同步同時(shí)對(duì)準(zhǔn)空間某一點(diǎn)取樣。切實(shí)可行的代替方案是三個(gè)波束獨(dú)立地掃描，多距離同時(shí)取樣、記錄、然后用內(nèi)插方法計(jì)算各時(shí)刻、各地點(diǎn)雷達(dá)的徑向速度。這樣做實(shí)際上隱含著整個(gè)測(cè)量過(guò)程中氣流分布是定常的假設(shè)，而且，資料處理程序非常復(fù)雜，運(yùn)用三部雷達(dá)

4、進(jìn)行探測(cè)的實(shí)例還很少。而在Lhernitte探測(cè)方案基礎(chǔ)上發(fā)展的幾種雙部天氣多普勒雷達(dá)探測(cè)的方法，已在一些探測(cè)試驗(yàn)中得到應(yīng)用。1．三部雷達(dá)方法探測(cè)風(fēng)場(chǎng)最佳布局是指三部雷達(dá)怎樣布局才能在給定的探測(cè)誤差范圍內(nèi),使它的探測(cè)空間最大,其含義是:雷達(dá)如何布局,才能使各點(diǎn)的探測(cè)誤差最小三部多普勒天氣雷達(dá)聯(lián)合探測(cè)大氣風(fēng)場(chǎng)的最佳布局與各部雷達(dá)的最大探測(cè)距離和測(cè)速精度及要求的聯(lián)合探測(cè)精度有關(guān);在三部雷達(dá)的最大探測(cè)距離和測(cè)速精度都相同且測(cè)速精度為1m/s的情況下,三部雷達(dá)以等邊三角形布局為最佳,其邊長(zhǎng)與雷達(dá)的最大探測(cè)距離和希望的探測(cè)精度有關(guān)。2．雙多普勒雷達(dá)探測(cè)Browning等（1968年）提

5、出，用一部雷達(dá)Ｂ作垂直指向，測(cè)量雷達(dá)Ｂ的上空的云粒子的垂直運(yùn)動(dòng)徑向速度，另一部雷達(dá)Ａ設(shè)在距Ｂ雷達(dá)一定距離，同時(shí)對(duì)垂直指向雷達(dá)Ｂ的上空進(jìn)行探測(cè)。雷達(dá)Ａ的天線的方位角固定不變，改變仰角由1度到45度作多普勒徑向速度測(cè)量，這樣就可以得到Ｂ點(diǎn)上空的垂直速度和水平風(fēng)速。但是這種方法得不到對(duì)流云完整的三維結(jié)構(gòu)。Miller等人在1974年提出對(duì)兩部多普勒天氣雷達(dá)共面探測(cè)方案。該方案是Ａ、Ｂ兩部雷達(dá)在同一個(gè)平面上掃描取樣。該平面與地平面的交線為Ａ、Ｂ兩部雷達(dá)的基線。變化夾角對(duì)不同的平面共同取樣就可以得到三維流場(chǎng)資料。共面探測(cè)方案共面探測(cè)時(shí)兩部雷達(dá)天線掃描需要很好配合，才能系在同一面上掃描，

6、操作仍很困難。NSSL（國(guó)家強(qiáng)風(fēng)暴實(shí)驗(yàn)室）采用兩部雷達(dá)同時(shí)在Ａ、Ｂ兩地各自進(jìn)行固定仰角的方位掃描，從仰角零度開(kāi)始，每抬高１度仰角進(jìn)行一次方位掃描，直到降水云頂為止，Ａ、Ｂ兩個(gè)雷達(dá)站取得整個(gè)降水云體的多普勒速度資料。2．雙多普勒雷達(dá)探測(cè)共面探測(cè)方案資料處理步驟:對(duì)所得資料的處理方法是：先利用插值方法求出兩部雷達(dá)共面時(shí)的數(shù)據(jù)，再采用前述資料處理方法進(jìn)行處理。該資料處理步驟如下：1：首先由兩部雷達(dá)在共同平面掃描中得到平均徑向速度和及它們之間的夾角和,a,計(jì)算出平面上該點(diǎn)的速度2：根據(jù)兩部雷達(dá)測(cè)出該點(diǎn)的回波強(qiáng)度Z，根據(jù)雨點(diǎn)末速度和雨點(diǎn)直徑的平方根成正比的條件下導(dǎo)出的（或或）關(guān)系式，估

7、算出該處降水質(zhì)點(diǎn)的下降末速度。3：由于探測(cè)取樣的平面與地平面存有夾角，降水粒子下降的末速度不垂直于探測(cè)平面，必須求在探測(cè)平面上的垂直分量。4：運(yùn)用邊續(xù)公式，在不可壓縮的假設(shè)條件下，推算出該平面垂直方向的速度。5：斜面上的三維氣流通過(guò)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換到水平面坐標(biāo)，轉(zhuǎn)換中采用線性插值。973“中國(guó)暴雨”雙多普勒雷達(dá)探測(cè)示意圖S波段C波段多普勒雷達(dá)系統(tǒng)主要參數(shù)多普勒雷達(dá)反演風(fēng)場(chǎng)示意圖在實(shí)際業(yè)務(wù)中，兩部雷達(dá)共同觀測(cè)區(qū)域一般相對(duì)較小，反演出的二維風(fēng)場(chǎng)難以滿足實(shí)際業(yè)務(wù)的需要。因此人們便把目光投向用單多普勒天氣雷達(dá)反演二維風(fēng)