下载文档原格式
天气雷达观测资料质量控制方法研究及其应用天气雷达观测资料质量控制方法研究及其应用摘要：天气雷达是气象观测的重要设备之一，能够实时监测大气中的降水情况并提供高精度的观测数据。
然而，由于天气雷达自身存在一系列的硬件和软件问题，观测资料的质量可能受到影响。
因此，为了保证天气雷达观测数据的准确性和可靠性，需要对观测资料进行质量控制。
本文主要介绍了天气雷达观测资料质量控制的方法及其应用。
1. 引言天气雷达可以实时地监测大气中的降水情况，并提供丰富的资料，对气象预报和研究有着重要的意义。
然而，由于天气雷达本身存在着一些问题，例如雷达的辐射和接收性能、信号的衰减和散射等，会对观测数据的质量产生一定的影响。
因此，必须运用科学的方法对天气雷达观测数据进行质量控制，以保证数据的准确性和可靠性。
2. 天气雷达观测资料质量控制的方法2.1 雷达数据的校正天气雷达的观测数据会受到雨滴大小、雨滴形状、雨滴浓度和雷达的辐射和接收性能等多种因素的影响。
因此，需要对雷达数据进行校正，以消除这些因素带来的误差。
常用的校正方法包括雷达信号强度校正、雷达回波速度补偿、雷达回波谱宽校正等。
2.2 数据质量监测数据质量监测是指通过统计方法和专业的数据处理软件对观测数据进行实时监测和分析，以判断数据是否存在异常。
常见的数据质量监测指标包括雷达信号的强度变化、回波速度的合理范围、回波谱宽的合理范围等。
当监测到异常数据时，应及时对其进行排除或修正，以提高观测数据的质量。
2.3 数据质量评估数据质量评估是指对观测数据进行定量评估，以确定数据的可用性和准确性。
常用的数据质量评估方法包括雷达与其他观测资料的对比分析、数据插值和外推方法等。
通过数据质量评估，可以进一步判断观测数据的可信度，并对后续的数据应用提供参考。
3. 天气雷达观测资料质量控制的应用在气象预报和研究中，天气雷达观测数据起到了重要的作用。
通过对雷达观测资料的质量控制，可以提高气象预报的准确性和可靠性。
新一代天气雷达观测规定(第二版)综合观测司二○一八年十二月第一章总则第一条本规定是在《新一代天气雷达观测规定》（见气测函〔2005〕81号）基础上，为适应新一代天气雷达业务发展，进一步加强对新一代天气雷达业务的管理，依据《中华人民共和国气象法》和《气象设施和气象探测环境保护条例》修订而成。
第二条新一代天气雷达是指中国气象局布网的S波段、C波段多普勒天气雷达，其主要观测目的是监测和预警灾害性天气，特别是热带气旋、暴雨、冰雹、雷雨大风、龙卷、雪暴以及其它天气系统中的中小尺度结构等。
第三条新一代天气雷达观测业务是气象观测业务的重要组成部分，主要包括数据采集、处理、存储、传输、质控、整编、归档和雷达系统的维护维修、定标及气象探测环境保护等内容。
第二章岗位要求与职责第四条新一代天气雷达观测人员应具备相关专业大专及以上学历或中级及以上技术职称，了解雷达基本结构和原理，掌握雷达维护维修、定标及回波分析等技能。
第五条新一代天气雷达观测人员主要职责:（一）按照本规定开展观测工作，确保重大灾害性天气观测无遗漏和资料的可靠性、完整性、及时性及真实性。
（二）填写、保管各种电子和纸质记录、表簿及技术档案。
（三）执行雷达运行、监控和其他有关规章制度。
（四）负责雷达系统运行保障、工作模式选择、雷达系统适配参数和元数据参数管理、软件维护。
（五）负责雷达系统定标，以及雷达系统和附属设备的维护、保养与检修，保证雷达系统和附属设备稳定运行。
(六)负责雷达观测资料的整编、刻录（拷贝）、归档、存贮、可靠性检查。
第三章探测环境与保护第六条雷达站址环境及相关要求如下：（一）在雷达主要探测方向，包括重点服务地区和重要天气过程的主要来向，其遮挡物对雷达电磁波的遮挡仰角不应大于0.5︒，其他方向的遮挡仰角不应大于1︒，孤立遮挡方位角不应大于1︒，且总的遮挡方位角不应大于5︒，邻近雷达能覆盖该遮挡区域的则可适当降低要求。
（二）雷达站周边不能有影响雷达工作的电磁干扰，一旦出现干扰，相关管理部门应及时向当地无线电管理委员会提出申请，协调解决。
短波天气雷达数据质量控制与分类识别研究第一章绪论短波天气雷达（S-Band Weather Radar）已成为现代气象学重要的观测手段之一。
它通过发射短波电磁波，接收反射回波，实现对降水、风向风速等气象要素的探测。
然而，S-Band天气雷达的反射回波受到气象环境的影响，存在数据质量问题。
为了提高S-Band天气雷达探测效果和数据质量，需要对其数据进行质量控制和分类识别。
本文首先介绍了S-Band天气雷达的基本原理和数据质量影响因素，然后分析了数据质控和分类识别的目的和重要性，最后提出了一种综合应用的方法。
第二章 S-Band天气雷达数据质量影响因素S-Band天气雷达探测结果受到多种气象因素的影响。
其中，降水和非降水干扰、雷达本身的技术性问题、地物效应以及天气现象多样性是影响S-Band天气雷达数据质量的主要因素。
1. 降水和非降水干扰在一些特殊的气象条件下，S-Band天气雷达可能接收到来自其他物体反射的微波信号。
例如在海岸线上，雷达可能接收到海浪、潮汐、海鸟和飞机等非降水目标产生的回波信号。
此外，在闪电活动密集的时候，雷达接收到来自闪电放电的电磁波，造成雷达的接收通道失真。
2. 雷达本身的技术性问题S-Band天气雷达技术性问题也会造成数据质量下降。
例如，雷达天线所处高度、反射面精度、期间观测误差、系统同步不足和长时间观测等，这些因素都会影响雷达反射回波的扫描功率和观测范围。
3. 地物效应地物效应是由地面和人造干扰物体（如建筑物、桥梁、车辆和污染）引起的雷达回波的变化。
地物效应会干扰雷达的观测，造成探测误差，同时也会对数据质量产生负面影响。
4. 天气现象多样性S-Band天气雷达观测的天气现象多种多样，包括降水、冰晶和雨滴等。
不同类型的天气现象对雷达回波信号的特征不同，所以S-Band天气雷达数据质量受到了天气现象多样性的影响。
第三章 S-Band天气雷达数据质量控制S-Band天气雷达数据质量控制是提高雷达数据质量的关键步骤。
关于中国雷达数据质量问题的思考--赴美国国家大气研究中心研修的体会王秀明【期刊名称】《气象科技进展》【年(卷),期】2016(006)003【总页数】1页(P147-147)【作者】王秀明【作者单位】中国气象局气象干部培训学院【正文语种】中文作者于2015年7月—2016年1月赴美国国家大气研究中心（NCAR）研修，访问任务为基于国内的多普勒天气雷达资料和地面加密资料，利用NCAR的多普勒天气雷达四维变分同化分析系统（Variational Doppler Radar Analysis System，VDRAS）进行华南大风等灾害性强对流案例的数值模拟实验。
研修有期间，有相当长一段时间在处理雷达资料质量控制问题。
通过此次雷达资料处理，深刻体会到国内雷达数据的质量问题亟待解决，以下列举几个雷达数据质量问题：（1）梧州雷达的挡角问题，在1.5°仰角上非常清晰的强回波在0.5°仰角上基本不可见。
在1.5°仰角上亦有明显挡角，雷达站南侧的此强回波带由于挡角出现了时间上不连续的问题。
（2）广州雷达站的雷达径向速度数据的质量问题，有很多非气象回波造成的不连续的径向速度孤点，VDRAS雷达数据质量控制把这些孤点剔除，剔除后的速度图出现了明显的不连续，进而导致速度退模糊出现问题。
（3）两个雷达探测的同一强对流回波的组合反射率因子显示两者的回波强度有显著差异。
后两个问题显示的雷达数据问题源自雷达硬件参数设定。
基于中国多普勒天气雷达质量问题较多，雷达资料质量控制难度大，一些在美国业务应用的数据质量控制模块不能很好地解决中国雷达数据质量问题。
以科研为目的，用某些特别设计的处理方案，针对某一个或一类雷达的问题，确实可以解决某一雷达的质量问题。
但当同化多个雷达时，每个雷达的质量问题各不相同，一套资料处理软件常常无法完成所有的问题，而且即使完成也需要较长的处理时间，而预报时效短本就是雷达变分同化业务化的难题之一，因此，雷达数据质量控制增加了雷达数据同化及其业务应用的难度。
精品资料新一代天气雷达观测规定(第二版)........................................新一代天气雷达观测规定(第二版)综合观测司二○一八年十二月第一章总则第一条本规定是在《新一代天气雷达观测规定》（见气测函〔2005〕81号）基础上，为适应新一代天气雷达业务发展，进一步加强对新一代天气雷达业务的管理，依据《中华人民共和国气象法》和《气象设施和气象探测环境保护条例》修订而成。
第二条新一代天气雷达是指中国气象局布网的S波段、C波段多普勒天气雷达，其主要观测目的是监测和预警灾害性天气，特别是热带气旋、暴雨、冰雹、雷雨大风、龙卷、雪暴以及其它天气系统中的中小尺度结构等。
第三条新一代天气雷达观测业务是气象观测业务的重要组成部分，主要包括数据采集、处理、存储、传输、质控、整编、归档和雷达系统的维护维修、定标及气象探测环境保护等内容。
第二章岗位要求与职责第四条新一代天气雷达观测人员应具备相关专业大专及以上学历或中级及以上技术职称，了解雷达基本结构和原理，掌握雷达维护维修、定标及回波分析等技能。
第五条新一代天气雷达观测人员主要职责:（一）按照本规定开展观测工作，确保重大灾害性天气观测无遗漏和资料的可靠性、完整性、及时性及真实性。
（二）填写、保管各种电子和纸质记录、表簿及技术档案。
（三）执行雷达运行、监控和其他有关规章制度。
（四）负责雷达系统运行保障、工作模式选择、雷达系统适配参数和元数据参数管理、软件维护。
（五）负责雷达系统定标，以及雷达系统和附属设备的维护、保养与检修，保证雷达系统和附属设备稳定运行。
(六) 负责雷达观测资料的整编、刻录（拷贝）、归档、存贮、可靠性检查。
第三章探测环境与保护第六条雷达站址环境及相关要求如下：（一）在雷达主要探测方向，包括重点服务地区和重要天气过程的主要来向，其遮挡物对雷达电磁波的遮挡仰角不应大于0.5，其他方向的遮挡仰角不应大于1，孤立遮挡方位角不应大于1，且总的遮挡方位角不应大于5，邻近雷达能覆盖该遮挡区域的则可适当降低要求。
第一章引论一、填空1、我国新一代天气雷达业务组网的建设目标是：在我国东部和中部地区，装备（）和（）多普勒天气雷达系统。
2、根据我国雷达布局原则，在我国第二地形阶梯地域和黑龙江、吉林省布设（）频段新一代天气雷达。
3、根据我国雷达布局原则，在天气、气候相近的地区，组网的新一代天气雷达在（）和（）上要尽可能统一。
4、我国《新一代天气雷达系统功能规格需求书》要求：对大范围降水天气的监测距离应不小于（）km；对小尺度强对流天气现象的有效监测和识别距离应大于（）km。
5、我国《新一代天气雷达系统功能规格需求书》要求：雷达探测能力在50km处可探测到的最小回波强度S波段应不大于（）dBZ、C波段应不大于（）dBZ。
6、我国《新一代天气雷达系统功能规格需求书》要求新一代天气雷达应有一定的晴空回波探测能力，在湿润季节应能观测到（）km左右距离范围内的晴空大气中的径向风场分布。
7、新一代天气雷达系统的应用主要在于对灾害性天气，特别是风害和冰雹相伴随的灾害性天气的（）和（）。
它还可以进行较大范围降水的定量估测，获取降水和降水云体的（）。
8、从径向速度图像上可以看出气流的（）、（）和（）的特征，并可给出定性和（）的估算。
9、辐合（或辐散）在径向风场图像中表现为一个最大和最小的（），两个极值中心的连线和雷达的射线（）。
10、气流中的小尺度气旋（或反气旋）在径向风场图像中表现为一个最大和最小的（），中心连线走向于雷达射线（）。
11、具有辐合（或辐散）的气旋（或反气旋）表现出最大、最小值的连线与雷达射线走向（）。
根据中心连线的长度、径向速度最大值、最小值及连线与射线的夹角，可以半定量地估算气旋（或反气旋）的（）和（）。
12、新一代天气雷达采用（）体制，共有7种型号，其中S波段有3种型号，分别为（）。
C波段有4种型号，分别为CINRAD-（）。
13、SA和SB雷达的正式名称分别为CINRAD-SA和CINRAD-SB，在国际上称为（）。
陕西新一代天气雷达数据质量控制
黄勤;龙亚星;任芳
【期刊名称】《陕西气象》
【年(卷),期】2016(000)001
【摘要】统计分析了陕西新一代天气雷达资料中的固定地物、超折射和径向干扰回波分布情况,并介绍了相应的数据处理方法,重点对西安雷达数据中的强地物、超折射和径向干扰回波数据进行了质量控制,结果表明:(1)利用模板匹配和回波纹理结构能够有效识别抑制固定地物回波;(2)倾斜测试法结合回波强度和径向速度识别抑制超折射回波效果明显;(3)采用相邻径向有效库数比较和中值滤波识别抑制径向电磁干扰效果明显.
【总页数】5页(P43-47)
【作者】黄勤;龙亚星;任芳
【作者单位】陕西省气象信息中心,西安 710014;陕西省大气探测技术保障中心,西安 710014;陕西省气象服务中心,西安710014
【正文语种】中文
【中图分类】P415.2
【相关文献】
1.关于陕西公共图书馆联合编目书目数据质量控制的思考 [J], 陈丽
2.CINRAD/SC新一代天气雷达基数据质量控制 [J], 王丽平;胡细根
3.陕西新一代天气雷达站供电系统分析 [J], 杨胜利
4.陕西新一代天气雷达与自动站联合估测降水质量评估 [J], 黄勤;李亚丽;龙亚星;乔青
5.联合编目背景下书目数据质量控制研究——以陕西省图书馆为例 [J], 刘静;郑瑞;安琳
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
第一章引论1、新一点天气雷达相比传统天气雷达的优势（径向速度和速度谱宽）2、我国天气雷达的布局原则S波段（10cm）布设在东部沿海和多强降水的地区，C波段（5cm）布设在强对流多发的中部地区3、新一代天气雷达系统的性能要求(一)对灾害性天气有强的监测和预警能力；（大范围降水监测不小于400km，小尺度强对流有效监测和识别距离大于150KM，50km处探测最小回波强度不大于-7dBZ【S波段】或-3dBZ【C波段】）(二)有良好的定量测量回波强度的性能，定量估计大范围降水；(三)有良好的多普勒测速能力；一定的晴空探测能力(四)智能型探测系统(五)与其他业务系统相互衔接，界面友好4、新一代天气雷达的应用领域(一)对灾害性天气的监测和预警（雷暴大风、冰雹、强降水）(二)定量估测大范围降水（受雷达本身的精度限制，降水类型、雷达探测高度、地面降水的差异和风等多种因素影响）(三)获取风场信息(辐合、辐散、旋转、最大风速、切变量，线性风假定条件下，通过V AD处理，可得到垂直风廓线随时间演变图)(四)改善高分辨率数值天气预报模式的初值场5、新一代天气雷达CINRAD我国新一代天气雷达的型号：S波段包括SA SB SC ，C波段包括CB CC CCJ CD。
新一代天气雷达系统由雷达数据采集子系统RDA、雷达产品生成子系统RPG、主用户终端子系统PUP以及通讯线路组成。
RDA由四个部分构成：发射机、天线、接收机和信号处理器。
对于CINRAD-SA雷达，天线仰角的变化范围从-1到90°，取决于天线的扫描方式、体扫模式VCP和天气模式。
扫描方式有三种：5分钟14个仰角、6分钟9个仰角、10分钟5个仰角。
定义的体扫模式VCP 有4种：VCP11、VCP21、VCP31、VCP32。
两种天气模式：降水模式和晴空模式。
信号处理器有三个重要功能：地物杂波消除、A/D变换、退距离折叠。
RDA内一级数据（模拟数据）不保存，存储二级数据（基数据）。
第1篇第一章总则第一条为了加强气象信息管理，确保气象信息的准确、及时、安全，充分发挥气象信息在国民经济和社会发展中的重要作用，根据《中华人民共和国气象法》及相关法律法规，制定本规定。
第二条本规定适用于各级气象主管机构、气象部门、气象服务机构以及使用气象信息的单位和个人。
第三条气象信息管理应当遵循以下原则：（一）依法管理，确保气象信息的合法性、真实性和准确性；（二）统一规划，分级负责，分工协作，形成全国气象信息管理网络；（三）安全可靠，加强信息安全保障，防止信息泄露、篡改和破坏；（四）科学合理，提高气象信息质量，促进气象信息资源的合理利用。
第四条国务院气象主管机构负责全国气象信息管理工作，指导、协调和监督地方气象信息管理工作。
第五条地方各级气象主管机构负责本行政区域内气象信息管理工作，按照上级气象主管机构的部署和要求，组织实施本规定。
第二章气象信息收集与处理第六条气象信息收集应当遵循以下原则：（一）全面性，收集各类气象信息，包括观测数据、预报数据、气候分析数据等；（二）准确性，确保收集的气象信息真实可靠；（三）及时性，按照规定时限完成气象信息的收集任务。
第七条气象信息处理应当遵循以下原则：（一）科学性，采用先进的技术和方法，对气象信息进行处理；（二）规范性，按照国家标准、行业标准和地方标准进行信息处理；（三）保密性，对涉及国家秘密、商业秘密和个人隐私的气象信息，应当依法保密。
第八条气象信息收集与处理的主要内容包括：（一）气象观测数据收集与处理；（二）气象预报数据收集与处理；（三）气候分析数据收集与处理；（四）气象灾害预警信息收集与处理；（五）其他气象信息收集与处理。
第三章气象信息发布与传播第九条气象信息发布应当遵循以下原则：（一）真实性，发布的信息应当真实准确，不得虚构、篡改；（二）及时性，及时发布气象信息，确保信息发布的时效性；（三）权威性，发布的信息应当具有权威性，不得发布未经核实的虚假信息；（四）安全性，加强信息安全保障，防止信息泄露、篡改和破坏。
天⽓雷达原理第⼀章我国新⼀代天⽓雷达原理⼀、了解新⼀代天⽓雷达的三个组成部分和功能新⼀代天⽓雷达系统由三个主要部分构成：雷达数据采集⼦系统（RDA）、雷达产品⽣成⼦系统（RPG）、主⽤户处理器（PUP）。
⼆、了解电磁波的散射、衰减、折射散射：当电磁波束在⼤⽓中传播，遇到空⽓分⼦、⼤⽓⽓溶胶、云滴和⾬滴等悬浮粒⼦时，⼊射电磁波会从这些粒⼦上向四⾯⼋⽅传播开来，这种现象称为散射。
衰减：电磁波能量沿传播路径减弱的现象称为衰减，造成衰减的物理原因是当电磁波投射到⽓体分⼦或云⾬粒⼦时，⼀部分能量被散射，另⼀部分能量被吸收⽽转变为热能或其他形式的能量。
折射：电磁波在真空中是沿直线传播的，⽽在⼤⽓中由于折射率分布的不均匀性（密度不同、介质不同），使电磁波传播路径发⽣弯曲的现象，称为折射。
三、了解雷达⽓象⽅程其中Pr表⽰雷达接收功率，Z为雷达反射率，r为⽬标物距雷达的距离。
Pt表⽰雷达发射功率，h为雷达照射深度，G为天线增益，θ、φ表⽰⽔平和垂直波宽，λ表⽰雷达波长，K表⽰与复折射指数有关的系数，C为常数，之决定于雷达参数和降⽔相态。
四、了解距离折叠最⼤不模糊距离：最⼤不模糊距离是指⼀个发射脉冲在下⼀个发射脉冲发出前能向前⾛并返回雷达的最长距离，Rmax=0.5c/PRF, c为光速，PRF为脉冲重复频率。
距离折叠是指雷达对雷达回波位置的⼀种辨认错误。
当距离折叠发⽣时，雷达所显⽰的回波位置的⽅位⾓是正确的，但距离是错误的（但是可预计它的正确位置）。
当⽬标位于最⼤不模糊距离（Rmax）以外时，会发⽣距离折叠。
换句话说，当⽬标物位于Rmax之外时，雷达却把⽬标物显⽰在Rmax以内的某个位置，我们称之为‘距离折叠’。
五、理解雷达探测原理。
反射率因⼦Z值的⼤⼩，反映了⽓象⽬标内部降⽔粒⼦的尺度和数密度，反射率越⼤，说明单位体积中，降⽔粒⼦的尺度⼤或数量多，亦即反映了⽓象⽬标强度⼤。
反射率因⼦（回波强度）：Z??N(D)D6dD63即反射率因⼦为单位体积内中降⽔粒⼦直径6次⽅的总和。
