GPM星载双频降水雷达和地基C波段双偏振雷达资料的对比验证

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地基雷达和星载雷达的联合应用具有很大的前景,但由于扫描方式、探测波段等的不同,两者探测的数据存在较大差异。对地基C波段双偏振雷达(Nuist-C)和星载双频降水雷达(DPR)做关于反射率因子和降水量的对比验证,以更好的理解两者探测数据的特征和两者探测数据存在差异的本质原因,为两者数据的联合应用做准备。对比2015-2017年时空匹配的DPR和Nuist-C探测的反射率因子数据和降水数据,结果表明:(1)在对比反射率因子时,DPR与Nuist-C探测的反射率因子整体一致性较好,偏差较小,造成偏差的主要因素是衰减和波段不同导致的后向散射截面不同。经过衰减订正和波段修正,DPR NS模式与Nuist-C探测反射率因子的相关系数达到0.86左右,DPR HS模式与Nuist-C探测反射率因子的相关系数达到0.83左右。基于水凝物类型分析DPR与Nuist-C探测反射率因子的差异,DPR NS模式探测湿雪、霰、大滴和中雨回波的相关性较好,探测干雪回波的相关性较低,探测大雨和冰晶回波的相关性较差;DPR HS模式探测大滴、中雨回波的相关性较好,探测干雪、湿雪、霰回波的相关性较低,探测大雨和冰晶回波的相关性较差。(2)在对比降水量时,以Nuist-C通过自适应优化算法反演的降水量为参考来评估DPR降水产品,DPR与Nuist-C探测的降水整体一致性较好,DPR探测的小部分降水存在高估,导致DPR探测降水存在偏差的主要来源是强度较大的降水、对流型降水以及相态识别错误的降水。(3)DPR不同模式探测的降水存在差异,相比于DPR NS模式和DPR HS模式,DPR MS模式探测的降水与Nuist-C反演结果的一致性最好且探测的降水出现异常极小值情况明显改善。DPR NS模式和DPR MS模式探测对流型降水的能力强于DPR HS模式,DPR HS模式和DPR MS模式探测层状型降水的能力强于DPR NS模式,DPR MS模式在保证探测强降水能力的基础上提高了对弱降水和中等程度降水的探测能力。探测非液态降水(雪/霰)时,DPR HS模式探测雪/霰类水凝物降水的能力强于DPR NS模式。导致DPR NS模式、DPR HS模式和DPR MS模式探测降水存在差异的主要原因是探测波段不同。
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