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探空和毫米波云雷达探测云高一致性的时空匹配原则研究

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利用探空检验毫米波云雷达的测云能力时,探空气球的漂移偏差造成二者观测的误差不可忽视.因此,在二者探测云结构对比时,提出筛选二者样本的时间匹配和空间匹配原则,可有效减小探空气球漂移偏差引起的误差.通过分析西安泾河气象站2017年8月17日至2018年12月31日长达508天的探空和毫米波云雷达观测的共406组云底和云顶高度样本,结果表明,同时使用时间和空间匹配原则筛选探空和云雷达的云高样本时,二者观测的相关系数显著提高,有效减小探空漂移引起的误差.二者观测的云底和云顶高度的相关系数分别从未使用时空匹配原则筛选样本的0.70和0.66提高到0.98和0.97,均方根误差分别从未使用的2009 m和2148 m减小到602 m和708 m,平均绝对百分误差分别从未使用的47％和47％降低到14％和9％.筛选样本时仅使用时间匹配原则就可以大幅提高二者观测云底高度的相关系数,平均相关系数从未使用的0.35提高至0.86,时间匹配原则筛选样本对于提高二者观测云底高度的一致性非常有效.在筛选二者观测云顶高度时,必须同时使用时间和空间匹配原则才能有效提高二者观测一致性.无论有没有使用时空匹配原则筛选样本,探空观测到的云底和云顶高度均比云雷达观测到的高.另外,探空和云雷达观测的云底和云顶高度的相关系数不随二者相对距离的增大而减小.研究结果有助于评估毫米波云雷达对云宏观垂直结构的探测能力.
A Study on the Principle of Space-time Matching for the Detection of Cloud Height Consistency by Radiosonde and Millimeter-Wave Cloud Radar

王瑾、张镭、杜韬、李燕、岳治国、李金辉、周旭、陈闯、丁婕

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陕西省人工影响天气中心,陕西 西安 710016

半干旱气候变化教育部重点实验室,兰州大学大气科学学院,甘肃 兰州 730000

中国气象局云雾物理环境重点开放实验室,北京 100081

陕西省气象局秦岭和黄土高原生态环境气象重点实验室,陕西 西安 710016

中国气象科学研究院,北京 100081

陕西省气象科学研究所,陕西 西安 710016

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毫米波云雷达 L波段无线电探空 云垂直结构 一致性对比 时间匹配 空间匹配

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2016YFA0601704416278072021JQ-9662020Z0072020G-122020SF-4292021ZDLGY09-09RYSY201905RYSY201909

2022

10.7522/j.issn.1000-0534.2021.00047

高原气象
中国科学院寒区旱区环境与工程研究所

高原气象

CSTPCDCSCD北大核心
影响因子：2.193
ISSN：1000-0534
年,卷(期)：2022.41(5)
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