基于双高斯拟合的风廓线雷达反演雨滴谱-中国气象科学研究院期刊网.PDFVIP

第 卷 第 期 应 用 气 象 学 报 ， ２５ ５ Ｖｏｌ．２５ Ｎｏ．５ 　 年 月 　　　　　　 　 　 　 　　　 ２０１４ ９ ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＡＰＰＬＩＥＤＭＥＴＥＯＲＯＬＯＧＩＣＡＬＳＣＩＥＮＣＥ Ｓｅｔｅｍｂｅｒ２０１４ 　 ｐ 何越，何平，林晓萌 基于双高斯拟合的风廓线雷达反演雨滴谱 应用气象学报， ， （）： ． ． ２０１４２５５ ５７０５８０． 基于双高斯拟合的风廓线雷达反演雨滴谱 ）） ） ）） 何 越１２ 何 平２  林晓萌１２ 　 　 　 　 １） ２） （南京信息工程大学，南京 ２１００４４） （中国气象局气象探测中心，北京 １０００８１） 　 摘 要 　　 在降水条件下，风廓线雷达返回信号是湍流信号和降水信号的叠加，其功率谱数据中通常会出现双峰结构。 该文通过双高斯拟合方法区分大气湍流信号功率谱和降水信号功率谱，去除大气湍流对降水信号谱的影响，反演 得到较为精确的雨滴谱分布。研究表明：在风廓线雷达估算雨滴谱的过程中，双高斯拟合可将两峰有效分离，利用 处理后的降水谱反演得到的雨滴谱均呈指数分布。选取北京延庆地区２００６年和 ２０１２年具有代表性的降水资料， 对比反演得到的不同强度和不同类型降雨的雨滴谱资料显示，这种估算雨滴谱的方法可行且可靠，利用双高斯拟 合将双峰分离，可以达到风廓线雷达数据质量控制的目的，对于风廓线雷达在更为复杂的天气条件下应用具有借 鉴意义。 关键词：风廓线雷达；雨滴谱；双高斯拟合 简便方法将其区分后反演得到雨滴谱。 引 言 本文采用双高斯拟合方法对布设在北京延庆 　 ＣＦＬ０８型风廓线雷达获取的降水功率谱资料进行 雨滴谱数据对于雷达定量测量降水、云物理研 处理，并对雨滴谱进行反演。反演结果表明：双高斯 究以及人工增雨至关重要。采用 ＰＰＰ（脉冲对处 拟合区分湍流谱和降水谱是一种较为方便可行的方 理）信号处理方式的天气雷达无法直接给出雨滴谱 法，对风廓线雷达资料反演雨滴谱和风场质量控制 数据，而风廓线雷达是由功率密度函数（简称功率 具有实用价值。 谱）进行信息提取，可以获得降水粒子的多普勒速度 ［］ １ 分布 ，所以风廓线雷达用于降水探测时有条件给 １ 双高斯拟合反演雨滴谱原理和方法 　 ［ ］ ２３ 出雨滴谱分布 。 ［］ ４