雷暴生消过程的双偏振多普勒天气雷达回波特征研究

In order to improve the lightning monitoring application ability of the dual-polarization Doppler weather radar, an S-band dual-polarization Doppler weather radar, an X-band Doppler weather radar, a troposphere wind profiler, and some electric field mills will be used in this project to study the features of the dual-polarization Doppler weather radar echo during the lifecycle of the thunderstorm. Using the dual-polarization Doppler weather radar to scan the thunderstorm with different scan mode and polarization, lightning radar echo detection mode will be studied in this project. Via analyzing the raw data of dual- polarization Doppler weather radar, this project will try to find the way of extracting lightning echo information from thunderstorm echo, and search the probably existed lightning echo. This project will quantify the radar echo characteristics parameters of thunderstorm of different lifecycle phases, and then establish the dual-polarization Doppler weather radar thunderstorm warning model, finally test and improve the accuracy of thunderstorm warning model through experiments.

为提高双偏振多普勒天气雷达在雷电监测应用中的探测能力，本项目将采用S波段双偏振多普勒天气雷达、X波段多普勒天气雷达、对流层风廓线仪、地面大气电场仪联合探测的方法研究雷暴生消过程中双偏振多普勒天气雷达回波的特征；通过选择不同的雷达扫描方式和极化方式，对雷暴系统进行扫描，研究雷电回波探测方式；分析双偏振多普勒天气雷达提供的原始数据，找到从气象回波中进行雷电回波信息提取的方法，寻找可能存在的雷电回波；量化雷暴不同发展阶段的雷达回波特征参数，进而建立双偏振多普勒天气雷达雷暴预警模型, 并通过实验检验和提高雷暴预警模型的精度。

为提高双偏振多普勒天气雷达在雷电监测应用中的探测能力，项目进行了雷暴综合观测实验和雷暴不同发展阶段的回波特征研究，初步实现了应用S波段多普勒天气雷达对雷电回波的探测，对不同发展阶段的雷暴回波特征进行了提取，提出了基于双偏振天气雷达回波的地闪临近预报模型。具体包括：（1）双偏振多普勒天气雷达雷电探测技术研究方面，2014年和2015年进行了S波段双偏振多普勒天气雷达雷电探测外场试验，应用S波段双偏振多普勒天气雷达、X波段多普勒天气雷达、大气电场仪、雷电定位系统进行了联合探测研究，获取了26个雷暴日的雷暴探测数据；（2）雷电回波探测研究方面，主要对雷达扫描策略进行了确定，扫描策略包括观测区域、扫描模式、扫描速度、扫描层数的确定，在此基础上，进行了雷电回波探测数据提取研究，初步获取了雷电回波数据。（3）雷暴不同发展阶段的雷达回波特征研究方面，提出了改进的模糊逻辑雷暴粒子识别算法，研究了雷暴生消过程中不同发展阶段与雷达测量参数对应关系，对2014年和2015年探测到的风暴单体进行了研究，根据风暴的雷达回波数据和闪电定位、大气电场数据分析了雷暴与非雷暴降水的回波特征，并提出了基于雷暴粒子识别的雷电临近预报模型，初步实现了基于S波段多普勒双偏振雷达回波数据的地闪临近预报。