ISSN 1004-4965

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珠海X波段双偏振相控阵雷达定量降水估测产品质量评估

梅雨菲 陈生 刘陈帅 肖柳斯

梅雨菲, 陈生, 刘陈帅, 肖柳斯. 珠海X波段双偏振相控阵雷达定量降水估测产品质量评估[J]. 热带气象学报, 2023, 39(4): 614-621. doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2023.053
引用本文: 梅雨菲, 陈生, 刘陈帅, 肖柳斯. 珠海X波段双偏振相控阵雷达定量降水估测产品质量评估[J]. 热带气象学报, 2023, 39(4): 614-621. doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2023.053
MEI Yufei, CHEN Sheng, LIU Chenshuai, XIAO Liusi. QUALITY EVALUATION OF X-BAND POLARIMETRIC PHASED ARRAY RADAR QPE PRODUCT IN ZHUHAI[J]. Journal of Tropical Meteorology, 2023, 39(4): 614-621. doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2023.053
Citation: MEI Yufei, CHEN Sheng, LIU Chenshuai, XIAO Liusi. QUALITY EVALUATION OF X-BAND POLARIMETRIC PHASED ARRAY RADAR QPE PRODUCT IN ZHUHAI[J]. Journal of Tropical Meteorology, 2023, 39(4): 614-621. doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2023.053

珠海X波段双偏振相控阵雷达定量降水估测产品质量评估

doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2023.053
基金项目: 

国家自然科学基金 41875182

广州科技局计划 201904010162

详细信息
    通讯作者:

    陈生,男,广西壮族自治区人,教授,主要从事遥感定量降水产品的不确定分析。E-mail: chensheng@nieer.ac.cn

  • 中图分类号: P412

QUALITY EVALUATION OF X-BAND POLARIMETRIC PHASED ARRAY RADAR QPE PRODUCT IN ZHUHAI

  • 摘要: 以地面雨量站观测资料为基准,选取2021年6—8月的6个强降水过程,利用珠海4部X波段双偏振相控阵雷达QPE组网产品和对应区域雨量站逐小时降水资料,使用相关系数(CC,Correlation Coefficient)、相对偏差(RB,Relative Bias)、相对平均绝对误差(RMAE,Mean Relative Absolute Error)、均方根误差(RMSE,Root Mean Squared Error)、探测率(POD,Probability of Detection)、误报率(FAR,False Alarm Ratio)、临界成功指数(CSI,Critical Success Index),对相控阵雷达QPE产品质量进行评估。结果表明:QPE产品总体CC、RB、RMAE、RMSE分别为0.83、1.62%、47.59%、6.68 mm。有无降水探测率为88.66%,FAR为12.03%,CSI为83.99%;能够准确捕捉强降水落区、把握小时雨强变化趋势,雨强峰值谷值出现的时间匹配的较好。小时降水分级检验结果显示,QPE产品对于大雨强的评估效果相对较好,小时雨量≥16.1 mm时CC、POD、CSI均最大;雨强较小时,QPE产品明显高估降水强度,当小时雨强超过16.0 mm时,低估降水强度;RMAE随着雨强的增大逐渐减小,当雨强≥8.1 mm时,RMAE趋于稳定,为34% 左右。

     

  • 图  1  相控阵雷达及雨量站分布示意图

    黑点为雨量站、红点为雷达站、绿圈为雷达探测范围

    图  2  小时降水量散点分布

    a. 全部过程;b~g. 分别为过程1~6。

    图  3  斗门站(a)、珠海站(b)小时雨量时序图,雨量站(c)和QPE产品累计雨量(d)空间分布图

    图  4  不同小时降水量级下POD、FAR、CSI评估指标比较

    表  1  珠海X波段相控阵天气雷达QPE产品评估个例情况

    过程编号 时间(北京时) 数据对 最大小时雨量/mm
    1 6月1日02—24时 1 270 148.6
    2 6月24日05—14时 719 56.8
    3 6月28日02—13时 849 89.0
    4 7月18日22时—19日15时 1 314 39.5
    5 8月10日02—8时 509 97.2
    6 8月11日01—9时 646 51.8
    下载: 导出CSV

    表  2  雨量站降水与QPE估测产品列联表

    QPE估测产品 雨量站在阈值内 雨量站不在阈值内
    QPE在阈值内 A B
    QPE不在阈值内 C D
    下载: 导出CSV

    表  3  QPE产品在不同雨强下的误差估计

    小时雨量/mm CC RMSE/mm RB RMAE
    0.1~1.0 0.28 1.15 257.74% 280.50
    1.2~2.4 0.26 1.70 102.70% 118.49
    2.5~8.0 0.34 1.88 42.72% 60.86
    8.1~16.0 0.31 0.87 7.60% 34.93
    ≥16.1 0.54 9.02 -26.53% 34.91
    下载: 导出CSV
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出版历程
  • 收稿日期:  2022-08-06
  • 修回日期:  2023-07-03
  • 网络出版日期:  2023-10-24
  • 刊出日期:  2023-08-20

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