运用单多普勒天气雷达资料研究大面积降水发生发展、维持和消散过程的多普勒速度回波特征,特别是中、低层的冷暖平流与大尺度辐合辐散相结合的速度回波特征,并在此基础上对冷暖平流和大面积降水密切相关的大尺度辐合辐散信息的多普勒速度回波特征进行数值模拟分析和这些特征的自动识别的方法研究;提出改善的EVAD技术测量散度精度的方法。通过对本项目的研究,可以更加清楚地认识大面积降水的发生发展、维持和消散的机制,对多普勒天气雷达的现有产品进行扩展、补充和完善,进一步提高和发挥多普勒天气雷达的探测功能和应用效能,作出较以前更为准确的预警和超短时预报,对其他地区的大面积降水的研究具有参考和推广价值。
目前的雷达产品算法中,主要以短时、中小尺度天气系统为主,缺乏对大面积降水的形成、发展、维持和消散过程的分析研究。大面积降水的产生、维持和消散往往跟低层的大尺度辐合辐散有关,低层辐合,有利于降水产生(或维持),辐散则相反。本项目根据径向速度,提出利用改进的EVAD技术、图像识别技术等,对雷达站点上空各个高度的平均水平散度加以提取,取得了一些有价值的研究成果。 1改进了EVAD方法,EVAD技术由于在计算过程中,经常出现病态矩阵而无法求解。本项目提出利用修正的Gram-Schmidt算法(MGS法)解决求解的问题,特别是在较高的大气层,由于雷达探测距离圈数较少,也能得到稳定的分离效果。根据该算法开发的雷达软件已经在部分台站业务化运行。 2提出冷暖平流与辐合辐散迭加的概念,以及利用逐步调整法识别零速度点的方法,研究了根据零速度线的弯曲程度,一定距离圈上零速度点与雷达中心连线的夹角,计算大气辐合辐散值的算法等。并进一步提出散度平面位置显示(divergence PPI)的概念。在VAD假设条件不满足,无法利用EVAD技术提取散度值,或提取误差较大时,图象识别方法还能从零碎的回波中识别。