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雷达回波综合图

归档日期:07-06       文本归类:地面天气图      文章编辑:爱尚语录

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  雷达回波综合图是各气象台站制作强对流天气、暴雨和一般降水短时预报的有力工具。图中用颜色表示回波强度。

  雷达回波综合图由当地的地图和不规则的颜色块组成,颜色从蓝色到绿色、黄色、橙色、红色到紫色,图的旁边有雷达站名、时间、和数据范围,还有一条标示着数字的竖向的颜色条,从蓝色到紫色数字渐大,并标有数字单位,为dBZ。dBZ的范围是10—70DBZ。

  在雷达图上,颜色表示气象雷达的回波强度,从蓝色到紫色的渐进变化,代表回波强度由小到大,降雨强度逐渐提升。dBZ叫反射率因子单位,数值越高,代表降水强度越大。

  一般而言,蓝色回波对应的区域表示当地被降水云系笼罩,但尚未出现降雨;绿色回波覆盖的区域代表当地正沉浸在小雨之中;黄色到红色回波覆盖的区域有中到大雨;而紫色回波的区域降水强度最大,该地区正“沦陷”于暴雨、甚至大暴雨之中,并有可能伴随雷电大风甚至冰雹等剧烈天气。

  为了提高质量和减少人为误差,提高拼图速度并为今后建立强对流天气自动监测系统作好准备,我们着手进行自动拼图的研究工作,并获得了较为满意的初步结果。

  拼图是以网格系统为基础的数码信息图。在23—36°N、113—123°N的区域范围内,凡顶高3km以上的气象回波均能绘入综合图中。每个网格的行距为33.33km,列距为20km。在拼图区域内横向有5格,纵向有45格,共有2475个网格。

  自动拼图范围内基本无盲区,是美国1978年拼图范围的2/5,基本上能适应实际需要。

  所确定的电码内容大体与现行电码相似,主要是将回波廓线按回波强度分布编报。综合图格式主要考虑了直观性强和使用方便两个方面,电码格式分为四个部分:

  (1)识别段:(SDCI)YYGGy11111分别标志日期、时间和站号。

  (2)特征段:8PSHH BBBRR ADDVV等分别标志回波中心性质、强度、高度、位置和单体或群体的移向、移速。

  (3)分布段:9ZZXX SSSSS等。编报200km范围内各网格的回波强度。

  拼图处理工具是内存64K的Z—80微机,配置了SR—6602型绘图仪。软件

  用BASIC语言编制。程序分为两大部分,第一部分上要是按设计好的格式绘制底图和表格,占内存为10K。第二部分是处理输入的电码,将处理结果送至绘图仪绘制综合图,占内存7K。下面简述第二部分程序段的设计情况。程序框图见图1。

  在电码处理程序段中,为提高出图时效,节省内存,采取将电码信息按字符串型式读入处理的方式。电码信息的处理按下列步骤进行:

  (3)处理特征段电码。主要是将电玛中的P、S、HH、BBB、RR、A、DD、VV拆开分别赋入预先定义好的字符串数组或变量中去。

  (4)按网格处理回波强度分布。电码形式9ZZXX SSSSS…,9为指示码,ZZ和XX为网格的行号和列号,SSSSS表示某五个网格内的回波强度。因规定区域内共有2475个网格,故定义了字符串变量,长度为2475个字符,来对应这2475个网格,其编号为1—2475,相应的字符串变量下标也为1—2475,每个雷达站探测的范围均在这一组编号内。我们只要将回波强度信息按编号赋入对应的字符串变量中,即可进行拼图处理。

  以上电码处理完后,再计算特征点的经、纬度,然后再将处理好的信息送到绘图仪,按照每一网格的坐标绘制回波强度分布图,最后再填写特征点要素等。从输入最后一份电报到开始绘图,微机运行时间为20s,绘制回波强度分布图及填写特征点要素10分钟。从取样到出图55分钟,比美国1978年拼图慢4分钟,比手工拼图则速度大为提高。

  雷达回波综合图反映降水实况时效快,图象直观,且图上均标注有降水范围、性质、强度、回波顶高度、降水区的移向移速及变化趋势等,为台站开展短时天气预报服务创造了有利的条件,一些台站在使用综合图时,注意结合本站的气象要素找指标,或与天气形势配合分型找指标等,在实际工作中均收到了良好的效果。

  当雷达发别的毛磁波在传播过程中遇到云滴、雨滴、冰晶等质点时,电磁波能录就有一部份反射回来被雷达所接收,雷达所接收到的能量就称之为回波功率,具体对某一部雷达来说,与雷达距离相同的两块降水区,阶水大的回波功率也大,回波就强;反之就弱。但回波功率(Pr)不仅与降水强度有关,还和雷达机本身的参数、降水区离雷达的距离等因子有关。因此对于同一块降水区使用不同的雷达,或在不同的距离上进行观测,回波功率也将不同。这就是说,不能简单地通过回波功率来测定降水强度。所以综合图上标注的“强、中、弱”是根据能反映回波强度及降水强度的雷达反射因子Z值大小来划分的。

  (1)国家气象局划分的降水强度是一个瞬时概念,降水量与降水持续时间有关,测雨雷达能观测到的只是降水的瞬时强度,要得到降水量还需对观测到的降水强度进行时间积分。

  (2)测站处于强回波区的前沿,降水时间长,降水量就大,测站处于强回波区的后沿降水量就小。

  (3)降水量与回波区的充实系数有关:充实系数大的降水时间连续,降水量就大,否则就小。

  (5)降水量与回波形伏有关:回波呈絮状降水量就大,回波呈块状局部地区的降水量大。

  (6)降水量与回波性质有关:混合型和稳定性回波降水持续时间长,降水量就大。

  (7)降水量与回波的移向移速有关:综合图上标注的移向移速是短时间内得到的,实际上移向移速也是随时间而变化的。

  (9)综合图上标注的强度有一定的误差,因为雷达探测时本身有一定的误差。

  以上提到的几个注意问题,只是一般而言,其实它们之间是相互联系,相互影响。我们在使用中应综合考虑这些指标,并要结合天气形势,物理参数等预报工具,进行综合分析,才能收到更好的效果。

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