基于X波段雙線偏振雷達質量控制及云內水成物粒子識別方法研究

李曉敏，魏挪巍，婁宇航

(1.四川省氣象災害防御技術中心，成都 610072；2.中國農業銀行研發中心成都研發部，成都 610041)

引言

雙線偏振天氣雷達能交替(或同時)發射和接收水平和垂直方向的線性偏振波。相較普通多普勒雷達只能探測到3種參量，該雷達能探測到多達8種參量。這也意味著，在強對流天氣監測[1]、雷暴云的結構分析[2]、云內水成物粒子的識別[3]、冰雹或冰雹區的識別[4]等方面雙線偏振天氣雷達具有明顯的優勢。

但是，雙線偏振天氣雷達的探測存在誤差，在開展各項應用研究之前，需要對雷達數據進行質量控制，主要包括對差分傳播相移(φDP)進行相位退折疊、濾波。如果是X波段或C波段的雷達，還需要進行衰減訂正[5]。其中，退折疊則是檢查的徑向連續性后，將發生折疊的φDP加上180°(或360°)，以保證其連續遞增[6]。而濾波，國內早期則主要采用相對簡單的滑動平均、中值濾波；近年來，隨著相關研究的深入，小波去噪等方法也開始應用于雙偏振雷達[7]。一般，濾波后的φDP就可以應用于反射率因子(ZH)以及差分反射率因子(ZDR)的衰減訂正。目前，求取衰減率的方法主要有：ZH訂正法、KDP訂正法、降雨廓線算法、ZH-KDP綜合訂正法和自適應約束算法[8-11]。國內外的許多研究都表明，自適應約束算法相較于前三種方法，有更廣泛的適用性[12]。

雙線偏振天氣雷達的多探測量可設定閾值以實現對水成物粒子的分類。目前，已知主要有5種可用于粒子識別的方法[13]。其中，模糊邏輯算法可較為有效的解決決策樹識別中閾值重疊的問題；……