贛州新一代天氣雷達數據質量分析

華 友，王 強*，楊 波，周佳茜

（1.江西省贛州市氣象局，江西 贛州；2.江西省萍鄉市氣象局，江西 萍鄉）

贛州位于江西省南部，境內地形復雜，是江西省氣象災害發生最頻繁的地區之一，災害種類多、影響范圍大、所造成的損失呈逐年上升趨勢，特別是夏季，強對流天氣引起的暴雨、雷電、冰雹及其它中小尺度災害性天氣時有發生。新一代天氣雷達是探測強對流天氣最有效的設備，而回波強度反射率是雷達數據產品最重要的指標。

王簫鵬等[1]對新一代天氣雷達運行性能進行了評估與技術升級分析；李柏等[2]研究分析了新一代天氣雷達災害性天氣監測能力及未來的發展；楊金紅等[3]對新一代天氣雷達運行保障能力進行了分析；國內學者對新一代天氣雷達探測技術、評估方法、運行原理等方面的研究較多[4-17]，而針對新一代天氣雷達數據質量分析的研究尚未見報道。本文利用與贛州毗鄰的吉安和韶關天氣雷達數據進行對比分析，為更好地利用贛州雷達數據服務贛州經濟發展和防災減災提供科技支撐。

1 材料與方法

本文所選擇雷達為贛州、吉安、韶關三部雷達，位置如圖1 所示，兩部雷達位于江西省境內，一部雷達位于廣東省境內。本文所選取的數據為發生在三部雷達中垂線上的強降水及弱降水過程。

圖1 三部雷達位置及中垂線示意

2 結果與分析

2.1 贛州雷達與吉安雷達對比分析

2.1.1 弱降水個例分析

選取發生在兩部雷達中垂線上的弱降水過程即2020 年5 月15 日20 時22 分，其1 km 高 度 上CAPPI 反射率圖，見圖2。圖2（a）為吉安雷達反射率，圖2（b）為贛州雷達反射率，反射率圖中的紅色實線為中垂線上反射率，其曲線關系如圖2（c）所示。從圖2（a）、（b）中可以看出，在中垂線上正在發生弱降水過程，反射率為藍色在10 dBZ 左右，從曲線圖中可以直觀看出對同一目標吉安雷達探測到的反射率變化趨勢與贛州雷達探測結果較一致，吉安雷達反射率要大于贛州雷達均10 dBZ 左右。

圖2 雷達1 km 高度反射率（2020-5-15 20:22）

2.1.2 強降水個例分析

選取2023 年3 月23 日13 時50 分發生在中垂線上的一次強降水過程，見圖3。圖3（a）為贛州雷達1 km 高度上CAPPI 反射率，圖3（b）為吉安雷達1 km 高度上CAPPI 反射率。可以看出，在114°E～115°E，26°N～27°N 網格內，兩部雷達回波形狀基本一致，但強度不一致，同樣也是因為網格內的點距離兩部雷達不一致導致的。同樣選取兩部雷達中垂線上的反射率（以此滿足時空統一）進行比較（見圖3（c）），可以看出在1 km 高度CAPPI 上，兩部雷達反射率變化趨勢一致，但贛州雷達探測到的反射率值要大于吉安雷達反射率值0～5 dBZ 左右。由于中垂線上u 存在海拔1 km 以上的高山，故又選取2 km 高度CAPPI 中垂線上反射率進行比較，發現兩部雷達變化趨勢更加一致，贛州雷達反射率依舊高于吉安反射率，但差值降到0～3 dBZ 左右。

圖3 雷達1 km 高度反射率（2023-3-23 13:50）

2.2 贛州雷達與韶關雷達對比分析

2.2.1 弱降水個例分析

選取2023 年3 月23 日00 時37 分發生在兩部雷達中垂線上的弱降水過程即其1km 高度上CAPPI反射率見圖5（圖略）。可以看出，在114°E～115°E， 25°N～26°N 網格內，兩部雷達回波形狀基本一致，但強度不一致，這是因為在此網格范圍內，反射率距離雷達的距離不一致所導致的。故采用上述方法選取兩部雷達中垂線上的反射率（以此滿足時空統一）進行比較。可以看出，因為兩部雷達中間不受到高山影響，故無論在何種高度，兩部雷達反射率變化趨勢一致，反射率值差值較小。

2.2.2 強降水個例分析

選取2023 年3 月23 日19 時16 分發生在中垂線上的一次強降水過程，見圖6（圖略）。可以看出，在114°E～115°E， 25°N～26°N 網格內，兩部雷達回波形狀基本一致，但強度不一致，同樣也是因為網格內的點距離兩部雷達不一致導致的。

同樣選取兩部雷達中垂線上的反射率進行比較，可以看出，因不受山脈影響，1 km 高度和2 km 高度CAPPI 上，兩部雷達反射率變化趨勢一致，但贛州雷達探測到的反射率值均大于韶關雷達反射率值0～5 dBZ 左右。

3 結論與討論

（1） 贛州雷達和吉安雷達無論是在強降水過程還是弱降水過程中探測到的雷達反射率變化趨勢基本一致，反射率值會受到距離及山脈的影響。對于個例而言，在1 km 高度上贛州反射率要高于吉安雷達反射率0～5 dBZ，在2 km 高度上贛州反射率要高于吉安雷達反射率0～3 dBZ。兩部雷達之間反射率差值分布在-10 dBZ～10 dBZ 之間，贛州雷達反射率大于吉安雷達反射率概率更大。

（2） 贛州雷達和韶關雷達無論是在強降水過程還是弱降水過程中探測到的雷達反射率變化趨勢基本一致。對于個例而言，在弱降水條件下，贛州雷達探測到的反射率與韶關雷達較一致，差距不大；對于強降水而言，贛州雷達探測到的反射率均高于韶關雷達0～5 dBZ。兩部雷達之間反射率差值分布在-10 dBZ～10 dBZ 之間，贛州雷達反射率大于韶關雷達反射率概率更大。

可見贛州雷達與吉安、韶關雷達探測到的反射率變化趨勢均具有較好的一致性，但反射率值略有差異。雷達一致性之間的差值受較多因素影響，如雷達硬件、山脈、采樣時空差異等等，還需后續研究分析是什么原因導致的觀測反射率值不一致。