福建省灾害性天气系统风场的多普勒雷达反演研究

论文摘要

论文对双、三多普勒天气雷达三维风场反演技术的研究进展和各种反演技术的优缺点进行了阐述，并对福建省双多普勒雷达风场反演系统公共探测区采样数据的可靠性进行了初步研究，认为福建省目前布设的四部多普勒雷达不适合作双雷达风场反演。中国科学院大气物理研究所建立了反演三维风场的软件系统，该软件系统包括对原始数据资料进行预处理的数据转换程序，插值程序中的Cressman距离权重插值算法，运用简单共轭法对网格点进行风场反演的反演程序和Grads图形显示程序。利用简单共轭法反演算法对多普勒天气雷达探测到的飑线大暴雨过程、单点暴雨过程、区域大暴雨过程和突发性强降水过程等四个降水系统的中尺度三维动力结构进行了研究。结合天气形势和多普勒雷达探测资料，对该算法反演风场的可靠性进行了定性分析。结果表明：反演得到的流场效果与雷达回波的演变特征较吻合，雷达径向速度产品反映出的流场特征在风场反演产品中得到较好的结果。反演结果基本上可以反映三维风场的真实情况。2003年5月16日飑线大暴雨系统的三维风场特点是低层切变线和中尺度辐合线的扰动，强的辐合中心与强回波梯度区基本重合，对短时强降水的产生具有相当重要作用。配合较好的垂直上升运动机制导致了强降水的维持。小尺度涡旋存在，同时配合强的上升运动是2003年9月20日单站暴雨形成的原因。2005年6月12日区域大暴雨过程发生期间该区不断有强辐合区移入维持，同时强区配合有上升运动。突发性强降水发生地的上空有风速辐合，受西面西北风与西南风形成切变的东移影响，同时西南面不断有风速辐合区东移北扩，辐合区配合有强的垂直上升运动是2006年6月18日过程的重要动力特征。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 引言
• 1.1 研究的目的和意义
• 1.2 国内外发展现状
• 1.2.1 对单多普勒雷达风场反演技术的研究和存在问题
• 1.2.2 对双/三部多普勒雷达风场反演技术的研究和存在问题
• 1.2.3 对多部多普勒雷达风场反演技术的研究和存在问题
• 1.3 福建省内对暴雨及雷达资料的应用研究情况
• 1.4 研究内容
• 1.4.1 研究的特色和创新
• 1.4.2 研究的步骤
• 2 双多普勒雷达数据可靠性研究
• 3 简单共轭法反演三维风场
• 3.1 雷达资料说明和处理方法
• 3.1.1 资料来源
• 3.1.2 质量控制和资料预处理
• 3.2 简单伴随函数方法
• 3.2.1 选择龙岩新一代天气雷达资料反演风场的理由
• 3.2.2 选择简单共轭法反演风场的理由
• 3.2.3 简单共轭法简介
• 3.2.4 资料处理方法
• 3.2.5 操作步骤
• 4 一次飑线大暴雨过程的多普勒天气雷达三维风场反演研究
• 4.1 雨情概况
• 4.2 天气形势分析
• 4.3 雷达回波演变特征
• 4.4 速度场特征
• 4.5 三维风场分析
• 4.6 反演结果分析
• 5 一次单点暴雨过程的多普勒天气雷达三维风场反演研究
• 5.1 雨情概况
• 5.2 天气形势分析
• 5.3 雷达回波演变特征
• 5.4 速度场特征
• 5.5 三维风场分析
• 5.6 反演结果分析
• 6 一次区域大暴雨过程的多普勒天气雷达三维风场反演研究
• 6.1 天气形势和降水实况
• 6.2 雷达回波演变特征
• 6.3 速度场特征
• 6.4 三维风场分析
• 6.5 反演结果分析
• 7 一次突发性强降水过程的多普勒天气雷达三维风场反演研究
• 7.1 雨情概况
• 7.2 天气形势分析
• 7.3 雷达回波演变特征
• 7.4 速度场特征
• 7.5 三维风场分析
• 7.6 反演结果分析
• 8 结论
• 9 存在的问题与展望
• 参考文献
• 致谢
• 参加课题及文章发表情况
• 论文附图