基于S波段双极化雷达的变分法的定量降水估计算法

作者：刘陈帅; 张阿思; 陈生^*

来源：热带气象学报, 2022, 38(03): 422-432.

DOI：10.16032/j.issn.1004-4965.2022.036

• 变分拟合
• 雷达定量降水估计
• 比差分传播相移
• 边界条件

基于比差分传播相移(KDP)的降水估计算法 R( KDP) 相较于传统基于水平反射率因子 ( ZH) 的算法R( ZH)的表现更优。在雷达实际运行中，由于随机误差和后向散射相位(backscattering phase)的影响，可能出现负的 KDP。运用一种基于变分的雷达定量降水估计混合算法(V-RQPE)。该算法用变分拟合方法重构差分相位(ΦDP)，用一种新的稳健的边界条件求解方法，在消除随机误差的同时获得非负的 KDP，进而进行降水估计。随后我们使用 2017年 5月 7日广州 S波段雷达的回波数据和地面雨量站观测数据进行验证，同时使用了六种不同的算法进行对比，结果显示，在 1 小时累计降水估计中，V-RQPE 表现最好，在 24 小时累计降水估计中，V-RQPE 和基于变分拟合的 KDP的降水估计算法(R-VKDP)表现最好，实验结果表明变分拟合方法对雷达降水估计能力有显著提升。

• 单位
  中国科学院西北生态环境资源研究院; 广东省气象台; 中山大学