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利用双偏振参量估计降水粒子下落末速度及三维风场反演的应用

Estimating the Final Falling Velocity of Precipitation Particles Using Dual-Polarization Parameters and Application of 3D Wind Field Retrieval in Precipitation System

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降水系统三维风场反演的关键问题之一是准确地估算降水粒子下落末速度(Wt),为了探究双偏振雷达估计Wt 的能力,利用广东省龙门地区的雨滴谱数据,建立了Wt 与S和X波段双偏振雷达观测量的关系,并且将其应用于广州和韶关两部雷达的风场反演.对华南地区 2019 年 4 月发生的一次飑线过程进行风场反演试验,分析讨论了此次飑线过程的风场结构配置,并探索了利用不同方法估算的Wt 在反演出的风场结构上的差异.结果表明:S和X波段雷达通过回波强度(ZH)和差分反射率(ZDR)估算Wt,其函数形式为幂函数和一次函数,通过ZDR估算的Wt 均方根误差相较利用ZH 估算的Wt 均方根误差更小、相关系数更大,因此通过ZDR估算的Wt 的效果更好.此次飑线过程主要从西北向东南方向发展,风场主要是西风和西南风,在飑线前部弓状回波区域内存在明显的辐合区,垂直结构是低层辐合、高层辐散.对比利用不同方法估算Wt 得到的三维风场,其水平风场变化主要集中在±1 m·s-1 的范围,水平经向风速的变化(Δu)主要是正值,水平纬向风速的变化(Δν)主要是负值,垂直方向上风速的变化(Δω)集中在±0.15 m·s-1 内,主要是正值,低层Δu、Δν、Δω较高层小.研究结果为降水系统三维风场反演及垂直速度反演提供了参考依据.

raindrop spectrum datadual-Doppler radar wind field retrievalestimation of precipitation particle final falling velocityvertical velocity

杨华、李瑞义、刘黎平、郑佳锋、王浩宇

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成都信息工程大学大气科学学院,成都 610225

中国气象科学研究院灾害天气国家重点实验室,北京 100081

中国气象局气象探测中心,北京 100081

雨滴谱数据 双多普勒雷达风场反演 降水粒子下落末速度估计 垂直速度

国家自然科学基金国家重点研发计划

U21422102018YFC1507400

2023

10.7519/j.issn.1000-0526.2023.041001

气象
国家气象中心

气象

CSTPCDCSCD北大核心
影响因子：2.337
ISSN：1000-0526
年,卷(期)：2023.49(7)
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