基于风廓线雷达的降水云分类方法在海南地区的应用

将风廓线雷达用于热带降水云体进行垂直探测,可以实时对热带地区降水云体进行较准确分类.通过对海口地区降水云系特征(2017年1月～12月)进行统计分析,提出一套基于风廓线雷达探测数据(回波强度、垂直速度和速度谱宽)的热带降水云体分类方法.以该方法为基础,结合天气雷达等观测资料,对2017年发生在海口地区的两次降水过程展开详细分析.结果表明:风廓线雷达具备较好体现降水云体垂直结构的能力,相比于天气雷达,风廓线雷达探测数据可以更精细地描述降水云系的变化趋势;相比于传统降水分类方案,采用以风廓线雷达探测数据为基础的分类方案可以提高对复杂降水类型识别的正确率;风廓线雷达可以更好地描述快速过境的高空微弱对流系统.     

气象风廓线雷达的装备指挥车的设计与应用

该文围绕着一款气象风廓线雷达,进行该装备指挥车的设计与应用.根据某气象部门的实际要求,分析了该风廓线雷达的探测特点后,利用某中型客车底盘,进行指挥车的结构布局与安装,并对该风廓线雷达的抗风载能力进行了计算,并得出计算结果.风廓线雷达的装备指挥车,在气象部门的广泛应用,将极大地提高气象部门的移动应急能力,有效地保障气象部门的雷达探测任务.     

基于R语言的风廓线雷达产品数据简单处理

风廓线雷达产品数据在气象上应用广泛,对其产品数据资料的分析、处理和可视化十分重要.本文利用免费的开源软件R语言,对雷达资料产品数据进行批量读取、计算和绘图.展示了R语言在处理风廓线雷达资料的特点：简洁、易学.     

多模式探测的风廓线数据差异性统计及整合策略

为了满足探测范围的要求,多模式探测在风廓线仪中被普遍采用,交叉高度风速值的选取对最后的风廓线质量至关重要.现有的选取高一层数据的整合方案效果不甚理想,对多模式探测时交叉高度层数据的差异性进行了统计,分析了存在差异性的原因.在此基础上,提出了以雷达自身数据为依据,利用统计方法确定垂直一致性检测门限值来选取交叉高度层数据的多模式探测数据整合方案.通过大量实测数据验证,该方案数据整合效果明显高于传统方法.     

风廓线雷达测风和气球测风资料对比分析

在简述风廓线雷达及气球测风原理的基础上,把风廓线雷达探测资料与当地探空资料进行对比分析,发现风速风向一致性较好.利用大理风廓线资料与云南5部探空雷达资料对比发现,风廓线资料与丽江探空雷达资料最为接近,利用风廓线与丽江探空逐日U风、V风资料对比分析发现在700 hPa以上基本一致,说明风廓线雷达资料是可信的.     

初教机保障对风廓线雷达的需求分析

由于初级教练机飞行安全对风的高要求、高标准,对训练安全中存在的空中风难以准确掌握和提前预报,机场保障部门对风廓线雷达有急切的需求。风廓线雷达对改善机场现有的探测高空风手段有很大的意义和帮助作用,对气象预报也能提供准确的气象基础数据,为提前做出预警、预报能有很大的指导作用,对保障初级教练机飞行安全有很大的必要性。     

风廓线雷达资料在淮河流域暴雪中的应用

利用2018年1月2-8日淮河流域一次典型暴雪过程的风廓线雷达资料,分析水平风速、风向、垂直动量、大气折射率结构常数等参数,对暴雪的高低空风场及环流微观结构进行研究.结果表明,风廓线雷达在暴雪发生前就能探测到2.7 km高度左右形成的东北-西南切变,以及低层偏东风增强的风场变化,当2 km高度内偏东风增大至约10 m/s时,暴雪发生;暴雪期间中低层风速减小、风向转换由顺时针逐渐变为逆时针,水平风垂直动量在风向切变区间内的强度较强、变化较大, 2 km内以上升运动为主;暴雪趋于结束时,雷达探测到低层转为偏西风,风速减小且伴随着中高层动量不断下传和加强.通过折射率结构常数和垂直风切变的分析,发现不同降雪阶段的湍流运动和能量分布存在差异.     

风廓线雷达5波束校验计算风的方法

为了改善风廓线雷达观测数据的质量,减少因个别波束测量时被污染而对计算结果造成的误差,提出了进行5波束联合校验计算风的方法。该方法利用风廓线雷达5波束测量数据之间的相关性,根据风廓线雷达5个波束测量值是否通过一致性检查的不同情况进行风的计算。给出了详细的计算流程,并以气球测风结果为参照,对3波束计算法和5波束校验计算法的效果进行了实例对比,结果表明5波束校验计算方法提高了数据的准确性,计算结果与气球测量值之间的误差小,并且在实际工作中已经得到了成功的应用。     

风廓线雷达中频数字接收机设计研究

风廓线雷达是用于大气风场探测的无线电遥感系统,传统的雷达接收机采用模拟接收机,结构繁琐且信号处理精度不高。基于软件无线电,运用中频数字化技术,提出了一种数字化接收机的设计方案,包含中频采样、数字下变频、IQ数据处理等。通过对方案进行仿真和测试,验证了方案的可行性。     

一次暴雨过程局地水汽和热力动力条件的综合观测分析

应用多种非常规探测资料对2010年7月18日和19日大理发生的暴雨天气过程进行了分析,结果表明:GPS探测的大气可降水量对降水的发生具有较好的指示意义,大气可降水量的急剧增(减)过程,预示着降水即将出现(消亡);辐射和湍流通量在暴雨发生前,存在明显变化;风廓线雷达的水平风和垂直风在暴雨过程中有很好的指示意义.     

基于双高斯拟合的风廓线雷达在降水条件下的风场反演

风廓线雷达在降水天气下探测到的返回信号主要包括大气湍流信号和降水粒子信号,其功率谱数据在结构上通常表现为双峰结构,并且在一定程度上可以看成是双高斯形式的。本文利用北京延庆CFL-08型边界层风廓线雷达在降水条件下获得的探测数据,采用双高斯拟合的方式将湍流谱和降水谱分离开,并通过分离之后的湍流谱对不同强度的降水过程进行了垂直速度场和水平风场的反演。反演结果表明,利用双高斯拟合可以有效地将湍流谱和降水谱区分开,反演得到的垂直速度场、水平风场较处理之前更加精确。     

基于激光雷达的风力机偏航误差纠正策略研究

本文在分析了现有测风系统不足的基础上,通过风洞实验验证了不同入射角来流风速对风速仪测风的影响,证明了现有风速测量的不准确性。在此基础上提出了激光雷达风轮前方测风系统,根据电量损失的百分比和偏航误差的余弦平方关系曲线,通过在风电场安装激光雷达,收集激光雷达和现有测风系统(机舱后方气象架和测风塔)的风况数据,对数据进行相关性及拟合分析,得出现有测风系统所测量风向的偏差值。通过在人机界面(HMI)中修正此偏差值可以减少功率损失。     

沿海城市风场时空特征分析 ——以福建省晋江市为例

为分析沿海城市风场的时空变化规律,本文以福建省晋江市为例,在当地气象观测资料的气候统计基础上,通过风矢量分解、统计与数值模拟、海陆风日等方法,从静风、主导风与海陆风三个方面研究了晋江城市风场的基本规律,初步了解沿海城市风场的基本特征。结果如下：沿海城市受海陆地形等因素影响导致当地平均风速较高,静风天较少,风能资源丰富;我国沿海城市大多处在季风气候区域,不同季节主导风向差异明显,符合季风气候特征;沿海城市风场受海陆风等局地风场影响较大,某点出现海陆风的频率与其到海岸线距离大体呈负相关规律,海风与陆风风向在海陆风日内转换差异显著,海陆风各项特征均具有季节性差异。本文可为沿海城市风场时空特征研究提供基础理论方法,并且为沿海地区的天气预报与监测、污染扩散与传输、农业种植区划、风资源利用等方面提供十分重要的理论依据。     

建筑风环境模拟及其舒适性判断

某些建筑布局会引起很强的局部风,带来不舒适的风环境问题,通过风洞模拟试验研究可以解决这一问题.从大气边界层模拟、建筑模型风洞试验、风统计特性、风环境舒适性判断等方面介绍了几种风环境风洞模拟研究方法.     

基于多种分布对云南山区风速的综合评估

风速分布的准确评估在风能估算中起着十分重要的作用,选择合适的概率密度函数可以减小风能的估算误差。为了确定最适合云南山区风速数据的概率分布,提出使用多种常规分布进行建模;采用极大似然理论进行参数估计,提出一个综合评估准则,包括决定系数R2、Kolmogorov-Smirnov检验、卡方检验、均方根误差(RMSE)和贝叶斯信息准则(BIC)用于拟合优度检验,直方图和QQ图用于直观分析,与标准空气密度下风功率密度的相对误差用于比较。结果显示:威布尔分布对于云南山区的风速数据拟合效果最好,这也为下一步对云南山区风能的准确评估打好了基础。     

南中国海海表风速长期变化趋势

利用CCMP风场,计算了1988~2009年南中国海海表风速的变化趋势以及变化趋势的区域性差异、季节性差异。结果表明,1988~2009年,南中国海的海表风速整体上以0.038 6 m/(s·a）的速度显著性逐年线性递增;近22年期间,南中国海海表风速的变化趋势表现出较大的区域性差异,大部分海域的海表风速呈显著性逐年线性递增趋势,为0.03~0.15 m/(s·a）,呈显著性线性递减的趋势分布于台湾东部和菲律宾周边的一些零星海域,无显著性变化趋势的海域分布于南中国海12°N附近一带状海域、中南半岛东南海域一椭圆形海域;南中国海海表风速的变化趋势表现出很大的季节性差异。     

基于小波分析提高风速测量精度的研究

非相干多普勒激光雷达能够通过大气后向散射信号反演径向风速,然而激光雷达测量的后向散射信号包含的各种噪声和干扰信号会严重影响反演精度。我们采用离散小波变换,应用双正交小波和随距离变化的阈值设定方法,对非相干多普勒激光雷达的径向风速数据进行了降噪处理,从而提高风速反演精度。通过分析均方差以及相关系数,并与现场数据比对,显示该方法能够显著降低激光雷达风速测量误差。     

基于提升静态小波变换的风廓线雷达地杂波抑制方法

针对现有的基于离散小波变换(DWT)去风廓线雷达地杂波技术中最佳分解层数与阈值不好确定,且DWT不具有平移不变性的问题,介绍静态小波变换(sWT)的提升实现方法,提出一种基于提升SWT的风廓线雷达地杂波抑制方法。这种方法通过计算各层小波系数上的2阶原点矩来确定最佳分解层数,并以最邻近地杂波频段的2个频段的平均值作为阈值。由于采用提升实现方式,其运算量相对于传统的基于DWT去地杂波的方法并没有很大的提高,且能适用于较低杂信比的情况。仿真结果验证算法的有效性。