雷达定量降水估测自适应优化算法研究

发布时间：2020-10-15 01:24

　　 降水是最重要的天气要素之一,精确、定量地估测降水,对于相关部门防灾减灾和预报降水有着十分重要的意义。雨量计虽然能直接、有效地获取降水信息,但由于相邻雨量计之间距离较远,不能精确地反映降水的空间分布情况；而雷达具有需要时间短,探测范围广、分辨率高等特点。因此,雷达定量估测降水逐渐成为精确测量降水的一种重要手段。本文以太原市为研究区域,依靠太原市C波段多普勒天气雷达资料和太原市及周边雨量测站1h降水量资料,分别根据雨量测站到雷达中心距离和雨量测站对应的雷达回波值这两种因素,建立三种自适应变化Z-I关系的雷达定量估测降水模型,对太原市进行面雨量估测估算,同时,也利用所有拟合站参与拟合,得出的一套固定的Z-I关系模型(简称固定模型)和新一代雷达模型(Z=300I1.4)对同样降水过程的太原市降水量进行估测,最后将五种模型的面雨量估测结果进行对比分析,主要研究内容包括：1、本文采用自适应优化算法得到各网格点的Z-I关系,并对太原市面雨量进行了估测,得到了太原市两次降水过程每一时次的降水空间分布情况；2、对比了本文建立的三种自适应Z-I关系模型在定量估测研究区域面雨量的结果,对三种模型的精度进行了分析；3、对比分析了不同降水过程和不同降水类型时,自适应Z-I关系模型与新一代雷达关系Z=300I1.4以及固定模型之间的优劣。通过以上的各模型面雨量拟合以及对比分析,可以得到以下结论：1、采用优化的自适应Z-I关系模型估测出的研究区域的降水量更接近于雨量计观测值,并且降水的时空分布情况与用雨量计实测的降水值插值得到的面雨量分布情况相似,同时定量估测太原市面雨量的精度比直接采用新一代雷达模型(Z=300I1.4)进行估测时,有很大的提高。2、三种自适应优化Z-I关系模型、固定模型和新一代雷达模型对太原市面雨量的估测结果,其精度有较大的差别,三种自适应优化Z-I关系模型估测效果最好,固定模型次之,并且该四种模型的估测误差都远小于直接采用Z=300I1.4关系的新一代雷达关系模型。因此,对某一研究区而言,采用一个适合当地情况的Z-I关系来定量估测降水,可以有效地提高其精度,这在降水预报和防灾、减灾中具有十分重要的意义。3、在三种自适应变化Z-I关系模型中,距离模型和回波模型的面雨量估测精度要略高于综合模型,并且距离模型和回波模型的时空稳定性也较好,表明该两种自适应变化Z-I关系模型对面雨量估测都有较好的精确性和适用性,利用自适应变化Z-I关系,能够便捷地实现降水监测业务的自动化和准确化。
【学位单位】：南京信息工程大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2015
【中图分类】：P412.25
【部分图文】：

的降水量有所增大，甘依旧向东移动，该次降水过程太原市雨强主要在２．５ｍｍ／ｈ??｛＾上，表明该次降水主要为中雨上。??同上次降水过程一样，统计该次降水过程中，不同模型估测的太原市各站??点降水总量，并与所有站点实测降水总量进行对比，如下图（５－１５）所示：??

站点的实测降水量过小，对其计算相对误差并没有实际意义，??因此，对该雨型仅统计其绝对误差。对Ｈ种雨型的误差统计如图５－１６、５－１７、??５－１８?Ｈ图所示：??１??

上图给出了上文所用的五种模型对中雨估测的平均绝对误差和平均相对误??差对比图，可发现，当雨强在２．５ｍｍ／ｈ到８ｍｍ／ｈ之间时，除新一代模型外，??其他四种模型对降水估测的平均绝对误差都在２ｍｍレッ内，其中距离模型的绝对??
【参考文献】

相关期刊论文 前1条

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1 高晓荣;多种遥感平台（雷达、卫星）资料和雨量计资料综合定量降水估计技术[D];中国气象科学研究院;2010年

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本文编号：2841480