双偏振气象雷达CAPPI产品开发的方法研究.pdf

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1、科技·探索·争鸣Sc科ience&技Tech视nology界Vision双偏振气象雷达CAPPI产品开发的方法研究谢晓林(成都信息工程学院大气探测学院，I~lJII成都610225)【摘要】双偏振天气雷达的资料处理是大气探测技术的重要方式，雷达等高平面位置显示(cAPPI1产品是对雷达资料进行详细分析的必要手段。对雷达数据进行插值处理是获得CAPPI产品的必要途径，更是雷达三维组网重要基础。利用成都信息工程学院的WSR98D双偏振天气雷达基数据，通过三种插值处理算法得到CAPPI产品，对比产品效果认为自适应Barnes插值算法是一种比较适合雷达数据处理的算法，可以很好的反映出原始数

2、据的水平回波特征。同时，也提出了该算法有待改进的地方。【关键词】双偏振；雷达基数据；CAPPI；插值O引言雷达信息头有28个字节．其中第15和16字节为雷达数据文件标志位，为l时表示此文件为雷达数据文件。其他各字节都保留。扫描天气雷达是专用于大气探测的雷达．属于主动微波大气遥感设数据信息从第29字节到第128字节．各个字节都有其具体的信息，比备，主要包括测云雷达、测雨雷达、风廓线雷达等天气雷达主要以锥如时间、扫描模式等。面扫描来探测大气中的降水粒子信息．得到的PPI(PlanePosition雷达产品数据为第129字节到第4132字节．反射率编码方式为：Indicator)产品为球

3、坐标信息，所以雷达CAPPI(CanstantAltitudeP1an(数值一2．0)／2．0—32．O=dBZ，距离库数范围是O一2O0o．当反射率大小为PositionIndicator)产品能够更直观的描述出降水云系的垂直与水平特0时，表示无数据，当数值为1时．表示距离模糊速度编码方式为：分征．便于我们分析天气过程现有的CAPPI产品大多为使用双线性插辨率为0．5米／秒时．(数值一2．0)／2．0—63．5=m／s；分辨率为1．0米，秒时，(数值法对雷达基数据进行格点化而得到的．本文将分析三种插值方法．值一2．0)一127．O=m／s；当数值为0或者1时．意义同上。谱宽编码方

4、式为：并分析结果的不同差异(数值一2．0)／2．0—63．5=rrds．同样，当数值为0或1时意义同上差分反射所谓格点化．就是利用插值算法．将数据从球坐标系内插到直角率编码方式为：(数值)／10．0—5．0=dB，数值有效范围是2O到110：差分坐标系下的网络格点上。国内外有很多学者提出了多种不同的插值方相位编码方式为：(数值)／lOO．0—0．05，数值有效范围是2到105：比相差法，常用的方法主要有：(1)最近邻法(NearestNeighborMapping，简称编码方式为：f数值)／20．0—3．0，数值有效范围是2O到160：相关系数的NNM)[；(2)垂直线性插值法fV

5、erticalInterpolation，简称VI)[21；(3)垂直编码方式：(数值)，1O．0—0．5。水平线性插值法(usesthevIplusahorizontalinterpolati0n，简称vHI)；(4)三线性插值法；(5)BarneS插值法[31。同时．也有学者利用变分分析2插值算法法和统计法对雷达数据进行插值分析。本文主要以常用的vI法、VHI天气雷达资料的空间分辨率分布很不均匀．从图1(a)可以看出，法和Bames插值法作探讨与比较雷达附近的雷达信息较为集中，而距离雷达越远的地方．由于电磁波1仪器与数据波束宽度的原因，雷达信息则越为稀疏。雷达反射率因子格点化，

6、就是利用插值算法将数据从球坐标系内插到直角坐标系下的网络格点上。现在全国业务布网的天气雷达为波长10cm的s波段的多普勒气国内外常将网络格点分辨率按经纬度划分f即0．01。x0．01。)．所I三l该象雷达．距离分辨率1kin．不模糊距离为460km．基数据包含反射率回方法在不同地方得到的分辨率也不同所以本文采用固定的分辨率波强度(dBZ)．径向速度(Ⅵ和速度谱宽(W1．而本文使用的雷达是成都750m．对应5个雷达距离库(1个雷达距离为15o~)。本文主要介绍三信息工程学院的3cm双偏振气象雷达(WSR98D1．距离分辨率150m，种常用的方法：(1)垂直线性插值法(简称vI法)；(

7、2)垂直水平线性插不模糊距离250km．双偏振雷达除了能探测到以上三种数据外，还能值法简称vHI法)：(3)Barnes法得到差分反射率~(ZdO，差分相位，差分传播相位常数(K以及相关系数hv(0))。这些参数能明显增强气象雷达在粒子相态识别、降水估测、雷达预警等方便的能力。1．1数据文件名雷达基数据是分析雷达回波信息的重要资料．通常保存在应用软件安装路径下的archive文件中。文件名以『年年年年月月日日时时．分((b)分A1的格式保存，如2013052005．1