基于雷达回波概率特征的雷达部分遮挡区域识别算法

来源：高原气象杂志2015年第2期北京时间：

作者：勾亚彬;刘黎平;李瑞义;杜牧云;段艺萍

单位：中国气象科学研究院灾害天气重点实验室, 北京 100081;2. 中国科学院大学, 北京 100049;3. 杭州市气象局, 杭州 310052;4. 中国气象局气象探测中心, 北京 100081;5. 中国气象局武汉暴雨研究所, 武汉 430074;6. 江西省气象局, 南昌 330046

摘要：部分遮挡是影响雷达观测资料质量的重要误差源之一。基于雷达回波的概率特征, 本文提出一种不依赖高精度地形信息的雷达部分遮挡区域识别算法。该算法无须以人工方式建立样本数据库, 只需直接检测实际业务应用中雷达连续观测的反射率因子, 统计雷达探测范围内的每个格点出现大于某一反射率因子阈值(定义为Z阈值)的概率, 并通过设置适当的概率阈值(定义为C阈值)来确定不同遮挡性质的雷达探测区域。应用该算法, 使用2012年5-10月金华、衢州及上饶雷达连续探测资料, 识别得到金华、衢州和上饶三部雷达距离地面3 km高度层上CAPPI的完全遮挡区域、部分遮挡区域和无遮挡区域; 同时, 通过对比2013年4月29日金华、衢州、杭州、上饶、黄山雷达3 km高度重叠探测区域的雷达反射率因子, 检验了雷达部分遮挡区域识别结果的有效性, 并分析了算法阈值的敏感性; 最后, 结合剔除部分区域弱回波的方案, 对雷达组网拼图算法进行优化改进。结果表明: 通过选择适当的Z阈值和C阈值算法, 可以有效识别雷达部分遮挡区域; 算法阈值的设置是识别部分遮挡区域的关键, 较为适中的Z阈值有利于C阈值的选择; 优化后的组网拼图算法可以有效解决部分遮挡问题, 有效地提高了组网拼图数据的质量。

关键词：回波概率特征;遮挡区域识别;雷达组网拼图

基金资助：973项目(2012CB417202); 国家自然科学基金项目(41175038); 公益性行业(气象)科研专项(GYHY201406001)