基于组网天气雷达在暴雨过程中的风场反演试验研究(分会场S1)
在利用天气雷达资料反演降水粒子运动场的方法中，根据所参与反演的雷达数可分为单雷达反演与双雷达或多雷达（两部雷达以上）反演。单雷达反演风场主要是在均匀风或者线性风的假设下利用几何关系、统计拟合或者动力方程约束等方法得到，在实际的运动场中常常不能很好地满足假设条件，从而限制了这类方法的实际应用。目前基于双雷达风场反演技术已经比较成熟，反演效果较好，但这类方法的反演区域被限制在两部雷达的共同观测区域内，并且两部雷达适宜距离在60-80km 之间，波束夹角在45 °-135 °之间，这不仅限制了反演区域，而且实际布网雷达过程中也不常有满足双雷达相距60-80km 的条件，因此业务中也很少应用双雷达来反演风场。基于组网雷达的两步变分法可以联合多部雷达，利用组网优势，在多部雷达组网区域内反演出风场，这样在很大程度上克服了反演区域的限制，而且该方法又是基于变分思想，理论上更符合实际情况。从邱崇践等人的研究情况看，基于该方法反演出来的风场配置比较合理。从实际应用角度考虑，简化了两步变分法，忽略目标函数中与反射率因子有关的约束项，因为目标函数中的雨水守恒项是反射率因子通过经验关系转换为雨水含水量，而且在降雨过程中雨水的源汇很可能不平衡，所以雨水守恒项可能存在较大的误差，将其作为约束项即耗费计算时间又可能影响到反演结果的稳定性。为进一步了解该方法的特性，设计了反演水平分辨率、垂直层数、垂直分辨率、反演区域以及反演中心对反演结果影响的敏感性试验以检验简化后该方法的敏感性、稳定性及可靠性，并通过发生在重庆地区的两个暴雨过程的风场反演试验分析，得到初步结果：简化后的两步变分法反演结果比较稳定，反演风场与回波强度的配置也是合理的；不同的两个暴雨过程都存在类似的中-β尺度系统的强回波与风辐合区相对应的配置关系，进一步说明了低层风辐合在暴雨过程中强降水的重要作用；高分辨率的反演结果更能反映风场更细的结构，高反演区域内的观测资料覆盖率更能表示风场的结构特征。
组网天气雷达 两步变分法 暴雨过程 风场反演试验
张勇 刘黎平 邱崇践 张志强 王红艳
重庆市气象台,重庆,401147 中国气象科学研究院灾害天气国家重点实验室,北京,100081 兰州大学大气科学学院,兰州,730000
国内会议
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1-10
2011-11-01（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）