雄安新区X波段相控阵阵列天气雷达估测降水技术研究

作者：李璨; 王振超; 王丽荣^*; 章鸣; 田然

来源：气象与环境科学, 2023, 46(06): 100-107.

DOI：10.16765/j.cnki.1673-7148.2023.06.013

• X波段相控阵雷达
• Z-I关系
• 估测降水
• 最优化法

暴雨与强对流天气是汛期影响雄安新区最主要的灾害性天气，常常给社会经济和人民生命财产造成很大损失。当前X波段天气雷达因更高的时空分辨率受到越来越多的关注和应用，但对其定量估测降水研究还较少。为此，利用2021年7—10月雄安新区X波段相控阵阵列天气雷达的组合反射率资料和33个自动雨量站实况资料，分不同系数、不同高度、不同降水类型对雷达定量估测降水结果进行检验。结果表明，Z=200I1.6公式的整体估测效果最好。其中，Z=200I1.6公式采用3.0 km以下高度的组合反射率平均值的估测方案对1 h估测降水效果最好，尤其对对流云降水的小时雨量估测效果最好，选取1.5 km以下高度组合反射率最大值的估测方案总体上对层状云降水估测效果最好。利用最优化法得到雄安新区两种本地化优化Z-I关系方案：Z=93I1.4时选取3.0 km以下高度组合反射率平均值方案和Z=100I1.5时选取1.5 km以下高度组合反射率最大值方案，将其与当前业务运行的估测方案(Z=275I1.55)、优化前效果最佳估测方案(Z=200I1.6)进行对比检验分析发现，优化方案(Z=93I1.4)对于1 h降水估测效果略差于优化前效果最佳的估测方案(Z=200I1.6),优于另一种优化方案(Z=100I1.5)和业务运行估测方案(Z=275I1.55),但优化公式Z=100I1.5选取3.0 km以下高度的组合反射率平均值估测方案的降水估测平均相对误差却比优化前最佳估测方案的降低2%,优化表现最佳，说明还需要累积更多天气个例样本进行参数的进一步优化。