天气雷达在辅助自动雨量站逐小时降水数据实时质量控制中的应用及评估

【作者】 仲凌志； 赵平； 熊安元； 杨金红； 张志强； 邹凤玲；

【机构】 中国气象科学研究院灾害天气国家重点实验室； 国家气象信息中心； 中国气象局气象探测中心；

【摘要】 现有的全国地面站降水质量控制(Single-Gauge Method)主要从气候值界限和时空一致性两个方面提高地面站降水数据的质量,但是由于降水的局地突发性和结构不均匀性使得该技术在判断"突发局地强降水的真实性"受到限制,从而导致实际业务工作中这类降水常被误判。针对这一难点,将对中小尺度对流天气有监测优势的天气雷达资料应用于自动站逐小时降水数据质控技术的改进:通过建立不同降水强度下雷达-地面站降水统计关系、时空一致性检查、同时考虑业务实时系统的实际环境,发展了一套应用天气雷达辅助自动站逐小时降水数据实时质量控制的技术(Radar-Support Method);并从历史个例和长时间序列天气过程检验两个方面综合对该方案进行检验、评估、应用后得到如下结论:(1)使用"Radar-Support Method"方法随机检验2009-2011年我国汛期发生的典型的强降水漏报、错报个例共约71例,全部通过检验。(2)使用2010-2011年6-8月国家级自动站经人工核查的小时降水数据对该方法进行评估,正确率、错误率、可疑率分别为99.92%,0.06%和0.02%。(3)将"Single-Gauge"与"Radar-Support"两种方法应用于2010-2011年主汛期间我国华南、江淮区域共10部CINRAD-SA天气雷达覆盖范围内的区域自动站小时降水数据质量的检验和对比后表明:引入雷达资料质控后的数据可疑率由单地面站质控数据可疑率的0.96‰降低至0.57‰(其中小时降水值在[0,10mm/h)和10mm/h以上的数据分别占总可疑数据的52.8%和47.2%);在原有方法被判断为正确的数据中,有0.12%的数据在新方法中被判断为可疑或错误,在原有方法被判断为错误的强降水数据中,有部分被再判断为正确。(4)对于5mm/h以下的小时观测降水值的判断是该方法的"弱项";(5)该方法单微机版运行软件成功接受半年的不间断、无人为介入的运行及测试,其时效、稳定性均满足业务实时化的要求。(6)任何一种质量控制技术都有其解决问题的侧重点,无法解决所有的资料问题,引入天气雷达资料能够在一定程度上帮助减少i)"0"值ii)10mm/h以上强降水、极端超强降水的真实性的误判、漏判,以及适当减轻预报员的工作量;因此在实际业务中预报员结合多种资料的分析进行人工再判断仍然非常需要。更多还原