论文部分内容阅读
气象雷达信号在雨中的微波衰减订正是至今仍未完全解决的一个重要问题。本文提出一种实现气象雷达回波的微波衰减订正的简易有效方法。该方法采用kZS算法,利用低仰角晴空时地物回波强度作为基准、低仰角降雨时地物回波和高仰角降雨回波等三个雷达数据来实现微波衰减订正。
首先,本文对kZS算法衰减订正模型进行了数学推导和数值仿真,并且在Microsoft Visual Studio.NET平台上用C#语言编写kZS算法的微波衰减订正应用软件。
由于地物回波具有相对的稳定性是可否用kZS算法进行雨衰减订正的前提条件,本文对采集的大量晴空地物回波进行了回波反射率因子的数值分析,结果表明,地物回波强度最大方差小于1.6dBZ,具有一定精度的稳定性。
最后,对X波段气象雷达XDR-21在2006年7月23日成都地区的一次降雨观测过程进行对比实验(在60公里以内, X波段气象雷达实测回波强度在20 dBZ~55 dBZ),以S波段多普勒气象雷达测量的回波强度为基准,将无衰减订正的X波段气象雷达回波强度,经kZS算法订正的回波强度,和用微波衰减经验公式订正法订正的回波强度分别进行对比分析。分析结果表明:1)无衰减订正的X波段气象雷达回波强度比S波段多普勒气象雷达测量的回波强度小5dBZ到15dBZ;2)通过kZS算法订正回波强度更接近S波段多普勒气象雷达测量的回波强度,两者之间的差值小于5dBZ;3)用微波衰减经验公式订正的回波强度比S波段多普勒气象雷达测量的回波强度大4dBZ到17dBZ。这说明kZS算法衰减订正模型具有较好的微波衰减订正能力,是一种可行的雨衰减订正方法,可以有效提高X波段雷达测雨的精确性,特别对城市小型天气雷达有实用价值。此方法也可用于C波段天气雷达。