天氣雷達一雨量計聯合估測降水系統設計與應用

劉莉娟 黃天福 蔣仕華 林小杰 陳昌文

關鍵詞：天氣雷達;雨量計;估測降水系統;設計與應用

六盤水多普勒天氣雷達自業務應用以來，RPG處理系統的定量估測降水產品算法中沿用了WSR-88D中設定的由美國夏季深對流云降水統計得到的z=AxI關系式，即z=300xIA與指數b除了跟雷達本身有關，還與地形、氣候、降水成因等有很大關系，由于該參數沒有針對六盤水新一代天氣雷達進行“系統誤差”消除，也沒有結合影響六盤水地區的不同天氣系統、回波屬性與降水強度之間進行試驗分析，所以由此產生的雷達降水估測產品與實際降水相差甚遠，因此，進一步結合自動站雨量計校準，研究適用六盤水地區的Z-I關系，建立六盤水新一代天氣雷達本地自動站Z-I關系模型，開發設計動態Z-I關系“天氣雷達一雨量計聯合估測降水系統”。

該軟件具有全天候自動運行功能，可自動計算、統計、對比檢驗，輸出天氣雷達探測區域內估測降水量。可以自動生成圖文兼具的Word格式的供天氣預報部門做出準確的氣象服務材料，服務于當地水文、水利、國土自然資源局等政府應急管理部門。系統彌補自動雨量站布局不足的缺點，實時得到具有業務應用價值的高分辨率定量估測降水資料，為精細化預報服務及強降雨積澇風險評估提供支撐。

軟件自動化程度高，操作簡單，探測、分析、計算、檢驗實時自動氣象站資料雨量與雷達反射率關系，無需人為干預，軟件運行環境兼容性好，硬件配置要求不特殊，適應性強。

1 WSR-RGUEPS概述

WSR-RGUEPS軟件用于天氣雷達探測范圍內無雨量站的降水估測氣象服務，可全天候計算天氣雷達反射率聯合雨量計雨量估測自動站周邊區域一小時累積降雨量，資料來源于基于氣象部門國、省統一的數據環境（cIMISS），通過氣象數據統一服務接口（MUSIC：Meteorological Unified Service InterfaceCommunity）實現，同時具備歷史資料自動整理存檔及查詢等功能，還有簡單靈活的運行參數等設置。WSR-RGUEPS程序接口關系如圖1所示：

2軟件安裝

2.1運行環境準備

（1）臺式電腦：用來運行WSR-RGUEPS系統，用戶日常辦公電腦即可，通常專用業務電腦更便于維護和穩定運行。

（2）操作系統：Microsoft Windows 98/XP/Vista/7/8/lO，32bit/64bit。

（3）支持軟件：安裝Microsoft Office Word 2003/2010、Golden Software Surfer。

2.2 WSR-RGUEPS程序安裝

WSR-RGUEPS為綠色軟件，將“天氣雷達一雨量計聯合估測降水系統.exe”和相應的文件直接拷貝到所需安裝的硬盤上即可。

2.3 WSR-RGUEPS相關文件

WSR-RGUEPS程序默認安裝目錄為/WSR-RGUEPS，安裝目錄下的文件內容如表1。

WSR-RGUEPS所需文件詳細內容如表2，這些文件都是WSR-RGUEPS正確運行所需，如果任何文件缺失，都需要從安裝盤重新拷入。

3啟動WSR-RGUEPS

3.1運行參數設置

用記事本程序打開Parameter.SYS，視具體情況進行臨界預報參數、對比誤差值，小時降雨量、任意時段降雨量色標設置，服務產品存放路徑、網絡訪問等參數的設置。

3.2建立快捷方式

右鍵菜單點擊WSR-RGUEPS.exe，創建WSR-RGUEPS啟動快捷方式圖標，將該圖標放入Windows開機自動啟動文件夾c：＼UseYs＼Met＼AppData＼Roaming＼Microsoft＼Windows＼Start Menu＼Programs＼Startup。

3.3啟動WSR-RGUEPS

如果按照上述過程建立了啟動快捷方式，每次開機啟動電腦時程序會自動運行。如果無需開機自動啟動或者當該程序關閉需要重新開啟時，直接雙擊WSR-RGUEPS.exe或其快捷方式圖標均可。

4運行主窗體

WSR-RGUEPS程序運行主界面如圖2所示。

5 WSR-RGUEPS運行菜單

5.1運行參數

點擊菜單“運行參數”，可打開運行參數設置文件。應根據實際工作運行的環境進行設置，保障軟件能在不同工作條件下正常運行。

5.2雷達產品

點擊菜單“雷達產品”，在彈出的界面上查看組合反射率、回波頂高高度、反射率CAPPI、冰雹指數監測、原廠估算降水、風暴跟蹤信息等天氣雷達產品都能直接顯示出來，點擊需要的產品，根據下面時間點擊即可，在自動更新處打鉤也可以自動滾動顯示，可以選擇雷電報警設置。

5.3實況降水

點擊菜單“實況降水”，彈出相應的窗體，內含強降水監測、08-08時降雨量、最大小時降雨量、時段降雨量（一小時）、時段降雨量（一天以上）等。對應下面的為具體時間區域自動站雨量計雨量界面顯示。點擊相應的降雨量實況：會彈出具體統計結果，并繪圖疊加到地圖上，也可以word文檔格式生成快報輸出。

5.4估測降水

點擊菜單“估測降水”，彈出相應的窗體，首先是日期選擇、估測區域、估測時間、估測最小值、色標、快報最小值等設置。可以形成繪圖形式也可以電子表格輸出，word文檔格式生成疊加地圖的快報服務應急管理部門。

6結論

通過雷達反演降水可及時獲取大面積高分辨率降水信息，彌補降水觀測站點稀疏的不足。天氣雷達反演降水是精細化氣象服務的基礎資料，對天氣氣候的監測和分析、強降雨災害的評估、數值預報模式的檢驗和校準以及水文分析等具有很高的應用價值。“天氣雷達一雨量計聯合估測降水系統”投入業務應用，并對比檢驗分析和實況降水有較好的一致性。