荆州双偏振天气雷达定量降水估测精度及影响因素分析

摘要

天气雷达反演的定量降水估测(Quantitative Precipitation Estimation,QPE)产品具有空间覆盖范围广、时间分辨率高的优点，对降水的监测、预报及灾害预警具有重要作用。针对2023年湖北梅雨期降水过程，以国家级自动气象站雨量计实测小时雨量为标准值，分析荆州双偏振天气雷达对地面降水的判识性能、QPE反演精度及其影响因素。结果表明：(1)雷达QPE识别地面降水的命中率为74.7%，空报率为28%，临界成功指数为57.9%；雷达QPE识别暴雨的能力较好，中雨次之，对大雨和小雨的识别能力较差。(2)雷达QPE和雨量计实测小时雨量具有较好的一致性，两者的相关系数、平均偏差、相对平均偏差、均方根误差分别为0.91、-0.27 mm、-13%、1.96 mm，雷达QPE整体低估地面降水；雷达QPE与雨量计小时雨量的平均偏差和均方差随雨强增大而增大，但两者的相关系数在暴雨级别时高于其他等级降水。(3)天气雷达波束遮挡会造成雷达反射率因子低估，导致定量降水估测算法对地面降水的判识性能下降，部分区域的降水判识性能可下降20%左右；雷达QPE反演精度受反射率因子采样高度的影响相对较小，其中雷达QPE与雨量计小时雨量的平均偏差随采样高度变化不大，但随着采样高度上升，雷达QPE的离散程度和异常值出现较大的波动，容易低估地面降水。.

关键词

双偏振天气雷达 / 定量降水估测 / 精度 / 影响因素

基金资助

湖北省自然科学基金项目（2023AFD092,2023AFD107）