利用双偏振雷达反演对流云降水粒子相态

【作者】 杨光； 朱明佳； 金祺；

【机构】 安徽省人工影响天气办公室；

【摘要】 双偏振多普勒天气雷达是近年才发展起来的新型天气雷达。双偏振多普勒天气雷达通过发射两种相互正交的线极化波,测量目标云的反射率因子、反射率差、传播相移差和相关系数等参量,通过计算可以得到目标云中极为重要的微物理场的信息(如云内粒子的相态、排列取向、空间分布和尺度谱等)。相对于常规雷达,双偏振多普勒天气雷达可以提高对云中粒子的探测精度,为数值预报提供高质量的初始场,加强对灾害性天气的监测预警和提高对气象目标的识别能力。本文介绍了一种利用双偏振雷达探测参量,使用模糊逻辑法反演降水粒子相态的方法。利用基本形式为梯形函数的隶属函数系来对这双偏振雷达探测参量进行模糊化,再根据给出的参数门限值,计算出对应各种降水粒子类型的概率值,进而反演出降水粒子相态结果。模糊逻辑算法一般包括四个过程:模糊化、规则推断、集成和退模糊。即根据降水粒子不同,将双偏振参量按照一定的阈值进行划分,给出不同取值区间对应的降水粒子的概率。对多个双偏振参量计算得到的多个概率进行集成,最后得到对粒子类别的判断结果。模糊逻辑算法最大的特点是不追求具体的降水粒子类型的量值,而是将回波信号分为各种等级,根据宽松的分级原则,可以求得较为合适的结果,具有较强的扩充性和兼容性。这种方法不受统计公式的影响,识别结果是不同类型的降水粒子相态,其结果可用于灾害性天气的监测和短时临近预报预警。通过对一次对流云降水个例进行反演和分析,对这种反演方法进行了验证。通过模糊逻辑法反演出的降水粒子相态识别产品,可以反映出降水区域的相态结构和粒子特征,其结果与实际天气过程的发展变化基本一致。更多还原