天气雷达产品及其应用(下)

四.由基本速度资料导出产品的生成、调阅和应用由基本速度资料导出的产品含9类9个产品，如下表：产品产品号空间分辨率资料等级最大探测距离（海里）产品大小海里（半径）海里*海里风暴相对平均径向速度图（SRM）56（海里*度）0.54*116124124——风暴相对平均径向速度区(SRR)55（海里*度）0.27*116124——27*27速度剖面(VCS)51（海里*海里）0.54*0.27(垂直)8/16124————速度方位显示(VAD)84N/A80.54~124————速度方位显示风廓线(VWP)48N/A5N/A————中尺度气旋(M)60N/A3124124——龙卷涡旋信息(TVS)61N/AN/A124124——组合切变(CS)N/A16124124——组合切变等值线(CSC)N/AN/A16124————表4.1WSR—88D由基本速度资料导出的产品这些产品以基本平均径向速度资料为基础,根据日常业务和科研需要生成不同产品，客观的描述了雷达探测范围内流场的时空变化规律和特征。如风暴相对平均径向速度图和相对平均径向速度区就客观的描述了风暴的运动变化规律；而速度剖面、速度方位显示等产品则揭示了大气环境风场的特征；中尺度气旋、龙卷涡旋信息及组合切变等产品则为预报员识别和预警中尺度气旋、龙卷风、地面阵风锋、下击暴流等灾害性天气提供了直接参考。需要说明两点：1）这些产品生成过程中利用了风暴单体识别和跟踪算法（SCIT）等WSR-88D其它算法和资料的输出结果，并非完全根据平均径向速度资料生成。2）组合切变和组合切变等值线产品尚未经过严格的质量检验，投入业务使用尚待更长时间的检验，目前还未对其编号。24.1风暴相对平均径向速度图产品(SRM)（图4.1风暴相对平均径向速度图产品上海）产品介绍上图为2001年8月7日15时32分1.5度仰角风暴相对平均径向速度图产品，空间辨率为0.54海里*1度，探测范围124海里，资料等级16层（-50~50海里/小时），雷达工作在降水模式VCP21，产品代码56SRM,从图中可见长江口的正负速度切变区。3生成原理风暴相对平均径向速度图产品是对每个0.13海里距离库上的平均径向速度矢量减去一个估计的风暴移动矢量，并取四个0.13海里距离库中的最大值，生成0.54海里×1度空间分辨的产品。而平均径向速度产品（V）取的是四个0.13海里距离库中的的第一个值生成0.54×1度分辨率的平均径向速度产品。这个估计的风暴移动矢量来自于风暴单体识别与跟踪算法（SCIT），是对124海里内SCIT所探测到的所有风暴单体的平均移向移速。当SCIT算法在124海里范围内没有探测到风暴单体，则使用UCP上用户输入的风暴单体移向移速缺省值（260度，40海里/小时），这个值每天应至少更新两次。可调参素在用户控制单元（UCP）上键入命令E，H修改缺省风暴移向移速，这两个参素应根据探空资料每日对其更新两次。产品应用1．产品主要应用于探测中尺度气旋、龙卷风、中上层辐散等风切变系统。2．通过四分屏显示可探测风暴单体的三维速度场结构。3．有助于监测移动速度较快的风暴单体。4．当雷达探测范围内没有风暴单体探测到时，用户输入缺省的风暴移向移速为零时，即可得到每四个0.13海里距离库中取最大值的0.54海里*1度分辨率的平均径向速度产品，可以与常规取四个0.13海里距离库中第一个距离库的速度值的0.54海里*1度分辨率的平均径向速度产品(V)比较。产品不足1．假如减去的风暴移动矢量不代表被监测的风暴移动信息，该产品描述的风暴相对气流将有较大误差。2．很难象平均径向速度产品（V）一样，得到相对于地面的风场信息。3．由于减去的风暴移动矢量是SCIT算法结果每个体扫描更新一次，风暴相对平均径向速度产品很容易在相邻的体扫描内变化很大，这与事实有差别。4．资料等级与平均径向速度产品不同、不便于比较。产品调阅目的：在PUP显示屏上显示最新的0.5仰角的风暴相对平均径向速度图产品（SRM）。操作步骤：在图像板产品区选择STMRELVELMAP在图像板参数区选择16LEVEL在图像板参数区选择0.54NM在图像板参数区选择LOWESTELEVATION(以上三步也可通过图像板上数字键盘完成选择)在图像板参数区选择DEDASSOCRPG在图像板参数区选择SEDRPGREQ在图像板显示区选择CLEARSCREENQUAD（或FULLSCREEN）查看所申请的产品是否显示在屏幕上，否则有错误信息提示。44．2风暴相对平均径向速度区产品（SRR）图4.2风暴相对平均径向速度区产品上海）产品介绍上图为2001年8月7日15时37分0.5度仰角风暴相对平均径向速度区产品，空间辨率为0.27海里*1度，探测范围124海里，资料等级16层（-50~50海里/小时），产品大小为27海里*27海里的正方形区域，雷达工作在降水模式VCP21，产品代码55SRR。图中区域以相对于雷达站300度30海里处为中心，包含了图4.1中的强风切变区。图像右边的信息/标注中列出该27×27nm区域内的最大来向和去向径向速度。5生成原理风暴相对速度区产品（SRR）是在以用户选定点（方位/距离）为中心的27海里×27海里的范围内，对每个0.13海里距离库上的平均径向速度减去该区域内距中心点最近的风暴的移动矢量，并取每两个0.13海里距离库中的最大值生成0.27海里×1度空间分辨率的产品。若这个27海里×27海里区域内无风暴单体，则减去124海里雷达探测范围内所有风暴单体的平均移动速度（矢量），若在124海里雷达探测范围内无风暴单体，则减去的风暴移动矢量值为零。可见该产品在与SRM产品有三点不同：1、产品大小；2、减去的风暴移动矢量；3、产品分辨率。可调参数无参数可调。产品应用1．可以获得距雷达站124海里内任意27海里×27海里区域0.27海里×1度分辨率的风暴相对平均径向速度产品。有助于显示风暴中的切变、旋转及风暴顶的辐合辐散等信息。3．比风暴相对平均径向速度图（SRM）产品更加精确，因为采用的0.27海里×1度分辨率，减去的是小区域内风暴单体的移动矢量；而SRM分辨为0.54海里×1度，减去的是124海里探测半径内所有风暴单体的平均径向速度，4．产品右边信息/标注栏中最大正负速度速度只限于该27海里×27海里区域,比SRM产品更加适用。产品不足1．假如减去的风暴移动矢量不代表该区域内风暴的真实移动信息，该产品描述的风暴相对气流有较大的误差。2．难以决定相对于地面的环境风，只能用平均径向速度产品（V）。3．显示区域仅为27海里×27海里。4．资料等级与平均径向速度产品不同、不便于比较。产品调阅目的：在PUP显示屏上显示最新0.5仰角的风暴相对平均径向速度区产品（SRR）。操作步骤：在图像板产品区选择STMRELVELREGION在图像板参数区选择CENTERAZIMUTH。在图像板键盘区输入方位角（如150.0）。在图像板参数区选择CENTERRANGE。在图像板键盘区输入距RDA距离（如30.0）。在图像板参数区选择LOWESTELEVATION(以上三步也可通过图像板上数字键盘完成选择)在图像板参数区选择DEDASSOCRPG在图像板参数区选择SEDRPGREQ在图像板显示区选择CLEARSCREENQUAD（或FULLSCREEN）查看所申请的产品是否显示在屏幕上，否则有错误信息提示。64.3速度场剖面产品（VCS）（图4.3速度场剖面产品上海）产品介绍上图为2001年8月7日15时32分径向速度剖面产品，空间分辨率为.54海里（水平）*0.27海里（垂直），最大水平探测范围124海里，最大探测高度70千英尺，资料等级8/16层（－64KT～64KT），雷达工作在降水模式VCP21，产品代码51VCS。该剖面产品在PPI上的起始点P1（方位/距离），结束点P2（方位/距离），以及P1、P2的中点标志注在图像的下方，图像以P1为坐标原点，P1、P2为水平轴(单位海里)，高度为垂直轴(单位千英尺)。图像上方为最大/最小平均径向速度发生的高度和在PPI上的位置。7生成原理速度剖面产品（VCS）与反射率因子剖面产品生成原理相似，是平均径向速度产品各仰角资料的垂直内插而成，但VCS使用每四个0.13海里距离库中的最大值，而0.54海里分辨率的平均径向速度产品使用每四个0.13海里距离库的第一个值生成，所以VCS显示的径向速度可能要比平均径向速度产品大。速度剖面产品垂直方向只有内插，低于最低仰角和高于最高仰角的资料不外推，生面剖面产品用户选取的起始点和终点位置不能超过距雷达站124海里，两点间距离不超过124海里。可调参数无参数可调。产品应用1．沿径向剖面产品有利于识别风暴辐合/辐散特征和上升气流,下沉气流。2．沿与径向垂直的方向做剖面有利于识别中尺度气旋，龙卷涡旋等标志。3．有助研究各种灾害性天气的动力特征。产品不足1．剖面上的速度是相对于RDA的径向速度，解释困难。2．随着距雷达站距离越远。内插误差越大，产品垂直分辨率越低。3．内插过程会导致一些资料的失真（放大或重叠）。4．由于雷达波束不是水平扫描，以及最大探测速度等限制，观察风暴顶辐散有一定困难，特制是远距离处。产品调阅目的：在PUP显示屏上显示最新速度剖面产品（VCS）。操作步骤：调阅平均径向速度产品（见2.2节）用光标在平均径向速度产品上选取P1、P2两点（每一个点距离雷达站RDA不超过124海里，两点间距离也不超过124海里）。在图像板参数区选择CROSSSECTIONSELECT。在图像板产品叠加选择CURRENTCROSSSECTION。在图像板产品区选择VELCROSSSECTION。在图像板参数区选择DEFAULTPARAMITERS。在图像板参数区选择DEDASSOCRPG在图像板参数区选择SEDRPGREQ在图像板显示区选择CLEARSCREENQUAD（或FULLSCREEN）查看所申请的产品是否显示在屏幕上，否则有错误信息提示。84.4速度方位显示产品(VAD)（图4.4速度方位显示产品上海）产品介绍上图为2001年8月7日15时20分2千英尺高度上的速度方位显示产品，资料等级8层（5～50dbz），距雷达站标准径向距离30海里，产品代码84VAD。图像的横坐标表示方位角（0°或360°为正北方向，180°朝向正南）。纵坐标表示径向速度（正表示远离雷达，负表示朝向雷达）。图像中带颜色的离散点为千英尺高度上非零径向速度的点，点的颜色代表是这些离散点所在处的反射率因子强度。图中的黄色曲线为用最小平方法拟合这些离散点所得曲线，曲线的表达式在图像下方，表达式第一项表示对称度，振幅表示水平风速大小，拟合曲线最底部（负速度）所对应的方位角为水平风向。9生成原理速度方位显示产品算法假定在某一高度上风场是均匀的。对于给定高度，算法根据用户设定的标准径向距离（缺省16.2海里），选定与给定高度最接近的仰角资料。然后将该仰角中给定高度上每个距离库上平均径向速度点绘在径向速度一方位图上，横坐标为方位角0°或360°为正北方向，180°朝向正南），纵坐标表示径向速度。假如有25个以上非零数据点（用户设定），算法用最小二乘法拟合这些点，可得到一条正弦波曲线，正弦曲线的振幅表示水平风速，正弦曲线上的波谷（负值最大点）所在方位角表示水平风向（可以证明）。算法还进行对称性和均方根误差检验。均方根误差是离散值和拟合曲线间的总偏差，可表明水平风场估计的可信度。可调参数1．在用户控制单元（UCP）上键入AD，（PASSWORD1），M，（PASSWORD2），VA可调整以下参数：标准径向距离（16或30海里，缺省16.2海里）VAD算法起始和结束方位角（缺省0°、0°），最大允许均方根误差阀值（9.7海里/小时），大于此值表示水平风场估计无效，对称性检验阀值（缺省13.6海里/小时），大于此值示是最小平方拟合曲线无效。拟合测试次数。VAD拟合所需最小有效数据点（缺省25）。产品应用1．用于反演晴空或降水模式下的水平风场。2．检查