不同季節(jié)天氣條件下風(fēng)廓線雷達(dá)測風(fēng)精度分析

王德偉 李政 楊晶

摘 要：隨著時代的發(fā)展和科技的不斷進(jìn)步，通過相關(guān)的技術(shù)手段能夠測算出不同季節(jié)天氣條件下的相關(guān)數(shù)據(jù)資料。而本文就將針對不同季節(jié)天氣條件下風(fēng)廓線雷達(dá)測風(fēng)精度進(jìn)行詳細(xì)的分析與討論，通過一定的探測和資料對比，能夠有效測算出晴空和不同降水條件下風(fēng)廓線雷達(dá)所探測的精度以及高度隨機(jī)變化的狀況。通過不同季節(jié)天氣條件的應(yīng)用和數(shù)據(jù)探測，將風(fēng)廓線雷達(dá)探測風(fēng)精度的準(zhǔn)確性進(jìn)行逐步的分析，對于測算較低的環(huán)境和條件進(jìn)行詳細(xì)的算法改進(jìn)，有效提升測算數(shù)據(jù)質(zhì)量，提高探測的性能標(biāo)準(zhǔn)。

關(guān)鍵詞：氣象觀測;風(fēng)廓線雷達(dá)系統(tǒng);精度分析

引言

在不同的天氣條件下，通過風(fēng)廓線雷達(dá)能夠提供以風(fēng)為主要數(shù)據(jù)的高時間分辨率擴(kuò)線數(shù)據(jù)，并且這種風(fēng)廓線雷達(dá)能夠全天不間斷的進(jìn)行工作運(yùn)轉(zhuǎn)。風(fēng)廓線雷達(dá)系統(tǒng)能夠提高時空密度以及風(fēng)場觀測資料的準(zhǔn)確性，在現(xiàn)如今的氣象部門被廣泛的應(yīng)用。與此同時，風(fēng)廓線雷達(dá)系統(tǒng)能夠加強(qiáng)對于災(zāi)害性天氣的預(yù)警，能夠在第一時間有效的測算出一些惡劣影響的天氣，尤其是面向一些具有高度災(zāi)害性的天氣預(yù)測有著重要的探測作用。

1 不同季節(jié)天氣條件下風(fēng)廓線雷達(dá)測風(fēng)的影響

利用風(fēng)廓線雷達(dá)系統(tǒng)的觀測數(shù)據(jù)資料，一水平風(fēng)速的差異作為計算的主體，利用風(fēng)廓線雷達(dá)系統(tǒng)。和探測空氣球?qū)y帶的GTS1型探空儀進(jìn)行細(xì)致的數(shù)據(jù)對比與分析。通過不同的季節(jié)和天氣條件下所產(chǎn)生的水平風(fēng)速差異做出詳細(xì)的計算和分析。而處于不同季節(jié)和天氣條件的影響，風(fēng)廓線雷達(dá)系統(tǒng)所測出的水平風(fēng)速差異也大有不同，以夏季和冬季為主要測算的兩個季節(jié)，通過在晴空，夏季降水條，冬季寒冷空氣進(jìn)行風(fēng)廓線雷達(dá)系統(tǒng)的水平探測和數(shù)據(jù)情況分析。

我們在數(shù)據(jù)探測和對比的過程當(dāng)中，利用風(fēng)廓線雷達(dá)系統(tǒng)的5波束進(jìn)行觀測順應(yīng)著東南西北四個方向，以一個垂直指向天頂?shù)牟ㄊ鵀橹行模渌膫€方向以相同的角度進(jìn)行傾斜。在所有垂直速度處于一種水平均勻的狀態(tài)下，采用垂直波束能夠測算出徑向速度垂風(fēng)以及降水條件下關(guān)于風(fēng)的精度，以此類推，即可測算出水平方的分量。對此，以相同的方法在晴空時節(jié)和降水條件以及氣溫偏低的條件進(jìn)行數(shù)據(jù)測算，能夠有效得到風(fēng)廓線雷達(dá)系統(tǒng)在側(cè)風(fēng)時的各種影響因素，如果受到影響，那么風(fēng)廓線雷達(dá)系統(tǒng)所測出的風(fēng)速數(shù)據(jù)就會出現(xiàn)一定的偏差現(xiàn)象，這種現(xiàn)象泛指的是風(fēng)廓線雷達(dá)系統(tǒng)所適應(yīng)的環(huán)境限制，通過這種環(huán)境限制和風(fēng)廓線雷達(dá)系統(tǒng)的應(yīng)用能夠清晰地觀測到風(fēng)的平均差與標(biāo)準(zhǔn)差。按照細(xì)致的推算和劃分，以晴天無降水條件和陰天有降水條件下的環(huán)境進(jìn)行風(fēng)廓線雷達(dá)系統(tǒng)的應(yīng)用，其中要了解晴天雨陰天的天氣狀況是否穩(wěn)定，比如晴天的總云量是<3成，而陰天條件下的總云量是≥3成，在測算前一定要對天氣的云量，包括指數(shù)做好數(shù)據(jù)記錄。通過不同天氣條件下利用風(fēng)廓線雷達(dá)系統(tǒng)的測風(fēng)數(shù)據(jù)對比，我們能夠發(fā)現(xiàn)在降水量偏多的時刻風(fēng)廓線雷達(dá)系統(tǒng)的測算數(shù)據(jù)會出現(xiàn)一定精度的影響。

2 風(fēng)廓線雷達(dá)測風(fēng)精度的不同反映

通過不同季節(jié)天氣條件下使用風(fēng)廓線雷達(dá)測風(fēng)的數(shù)據(jù)精度對比下，能夠從平均的風(fēng)速觀測數(shù)據(jù)當(dāng)中對GTS1行探空儀所工作運(yùn)行的時間觀測出不同時間段的數(shù)據(jù)，并對不同時間段的數(shù)據(jù)進(jìn)行天氣條件的相同對比，而通過對比能夠發(fā)現(xiàn)風(fēng)廓線雷達(dá)與探空氣球所測算出的風(fēng)速垂直分布變化基本保持相同的變化趨勢，很明顯的，能夠觀測出風(fēng)廓線雷達(dá)系統(tǒng)與GTS1型探空儀的風(fēng)速測算精度并無太大的差異。以晚間19：00-20：00作為測算的時間段，該時間段氣溫平穩(wěn)，無密度云層無降水量，通過風(fēng)廓線雷達(dá)系統(tǒng)與GTS1型探空儀的風(fēng)精度數(shù)據(jù)對比下，兩者之間的風(fēng)速精度相差的數(shù)值基本控制2m/s。

另外，再通過降水季節(jié)條件下對風(fēng)廓線雷達(dá)測風(fēng)的精度進(jìn)行數(shù)據(jù)反應(yīng)，通過大氣條件下對風(fēng)廓線雷達(dá)系統(tǒng)的水平探測范圍進(jìn)行了均勻的降水過程勘測，所反映出的精度是對于平均差和標(biāo)準(zhǔn)差的數(shù)值估算。依舊是利用風(fēng)廓線雷達(dá)系統(tǒng)與GTS1型探空儀進(jìn)行數(shù)據(jù)勘測對比分析，以同樣的晚間19：00-20：00作為測算的時間段，該時間段氣溫偏低，降水頻繁，能夠發(fā)現(xiàn)兩者所測算出的風(fēng)精度具有較大的差別，但由于其他數(shù)值的平均差和標(biāo)準(zhǔn)差所相差的范圍過小，因此，這對于風(fēng)廓線雷達(dá)系統(tǒng)在測風(fēng)精度的反應(yīng)上所影響的作用并不是特別大。

3 相關(guān)建議及措施

關(guān)于不同季節(jié)天氣條件下對風(fēng)廓線雷達(dá)系統(tǒng)進(jìn)行測風(fēng)精度的分析與研究需要注重對于不均勻的降水條件和氣候條件的環(huán)境預(yù)測。通過不同測風(fēng)精度的數(shù)據(jù)對比，對數(shù)值的平均差和標(biāo)準(zhǔn)差做好相應(yīng)的計算。因?yàn)樵诓煌募竟?jié)和天氣條件的作用影響下，風(fēng)廓線雷達(dá)系統(tǒng)在應(yīng)用側(cè)封的過程當(dāng)中會對測算出的數(shù)值精度存在著一定的差異，這種差異與氣候條件和測算的范圍不均勻，有著一定的影響關(guān)系，所需要注意的是，在利用風(fēng)廓線雷達(dá)系統(tǒng)進(jìn)行風(fēng)精度測算的過程當(dāng)中，要注重探測范圍內(nèi)的不均勻降水過程以及平均風(fēng)廓線的劃分。另外，在不同的降水條件和氣候條件影響下，徑向速度會隨著高度逐漸產(chǎn)生變化，這也會對風(fēng)廓線雷達(dá)系統(tǒng)在測風(fēng)精度的數(shù)據(jù)提供方面造成一定的誤差。所以說，時刻注重在不同季節(jié)天氣條件下應(yīng)用風(fēng)廓線雷達(dá)系統(tǒng)測風(fēng)精度的環(huán)境預(yù)測，把握好各個數(shù)值的精準(zhǔn)程度。

結(jié)束語

綜上所述，隨著時代和科技的發(fā)展，在當(dāng)前的我國，氣象部門風(fēng)廓線雷達(dá)系統(tǒng)已經(jīng)成為了預(yù)測自然災(zāi)害和危險天氣的重要技術(shù)手段。因此，想要保障風(fēng)廓線雷達(dá)測風(fēng)精度的數(shù)值準(zhǔn)確，就需要注重在不同季節(jié)天氣條件下所產(chǎn)生的環(huán)境變化，時刻注重不同天氣條件環(huán)境下產(chǎn)生的數(shù)值誤差，保障風(fēng)廓線雷達(dá)測風(fēng)系統(tǒng)的精度標(biāo)準(zhǔn)。

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