基于稠密雨量站定量降水估测方法技术

本发明专利技术提出了一种基于稠密雨量站定量降水估测方法，将一个选定的雷达测雨区域划分为很多小的多边形区域，每个区域使用其各自的Z‑R关系，当不同区域为不同降水性质的时候，避免了使用同一Z‑R关系所带来的误差；当雷达数据质量出现错误时，比如波速阻挡导致的雷达反射率因子偏小等等情况，该方法可以根据实时资料，通过对Z‑R关系的调整，对由于雷达质量造成的降水估算偏差给予一定的订正。

Quantitative precipitation estimation method based on dense rainfall station

【技术实现步骤摘要】
基于稠密雨量站定量降水估测方法
本专利技术涉及气象雷达估测降水领域，尤其涉及一种基于稠密雨量站定量降水估测方法。
技术介绍
雷达定量估测降水是短时临近预警的一个重要技术参考，结合雷达定量估算降水(QPE)，出现了具有各种不同思路和技术方法的研究成果，诸如变分法、卡尔曼滤波法以及概率配对法等。目前，湖北省雷达定量估测降水的主要技术是以雨量计为代表的点测量和以天气雷达为代表的面测量结合起来，采用雷达和雨量计实时同步积分结合方法(RASIM)。该方法在理论探讨、降水估测技术、质量控制、误差分析与评估标准等方面与国内外其他方法相比具有先进性和实用性，并且该方法使用方便，易于推广，具有较好的正确率，已经成为我国短时临近预报系统(SWAN)中的重要功能模块，其广泛应用，效果良好。但是该技术在一个雷达测量范围内仅使用一个Z-R关系，不能准确反映降水局地性分布的变化特征。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提出了一种能准确反映降水局地性分布的基于稠密雨量站定量降水估测方法。本专利技术的技术方案是这样实现的：本专利技术提供了一种基于稠密雨量站定量降水估测方法，包括以下步骤，S1，对于一个选定的雷达测雨区域，根据该雷达测雨区域内覆盖的雨量站的分布，利用泰森多边形法对该雷达测雨区域其进行划分，得到多个多边形区域；S2，计算每个多边形区域的Z-R关系；S3，根据每个多边形区域的Z-R关系，计算选定的雷达测雨区域内的降雨强度R。在以上技术方案的基础上，优选的，所述步骤S2中，对于选定的多边形区域S，其覆盖的雨量站有i个，计算该多边形区域S内在h时间段内i个雨量站的降雨量总和QSh，根据以下公式计算该多边形区域的Z-R关系，即ASh的值，其中，Z为雷达反射率因子，R为降雨强度，A为Z-R关系的系数，A＝10-2000,b为Z-R关系的指数，b＝1.0-2.0；ASh为选定的多边形区域S的公共系数；ZSh为选定的多边形区域S的雷达总反射率因子；Zih为选定的多边形区域S内的雨量站i上空在h时间段内对应的0.5°仰角的雷达反射率因子。进一步优选的，b＝1.5。进一步优选的，步骤S3中，根据以下公式计算选定的多边形区域S内的降雨强度R，Zjh为选定的多边形区域S内的网格点j上空在h时间段内对应的0.5°仰角的雷达反射率因子。更优选的，步骤S3中，根据雷达测雨多边形区域的公共系数Ash和每个网格点上空的0.5度仰角的反射率因子，计算所有多边形区域内的降雨强度R，得到雷达测雨区域多个多边形区域的降雨强度R。再优选的，根据雷达测雨区域多个多边形区域的降雨强度R，绘制雷达测雨区域1km分辨率的降雨强度R按多个多边形区域的分布图。本专利技术的基于稠密雨量站定量降水估测方法相对于现有技术具有以下有益效果：(1)将一个选定的雷达测雨区域划分为很多小的多边形区域，每个区域使用其各自的Z-R关系，当不同区域为不同降水性质的时候，避免了使用同一Z-R关系所带来的误差；(2)当雷达数据质量出现错误时，比如波速阻挡导致的雷达反射率因子偏小等等情况，该方法可以根据实时资料，通过对Z-R关系的调整，对由于雷达质量造成的降水估算偏差给予一定的订正。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为实施例1中利用泰森多边形法对武汉雷达测雨区域进行划分得到的区域分布图；图2为本专利技术实施例1中得到的武汉雷达测雨区域的分布图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施方式中的附图，对本专利技术实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本专利技术一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本专利技术中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本专利技术保护的范围。实施例1选取武汉市作为本专利技术的基于稠密雨量站定量降水估测方法的验证区域。首先，对于武汉雷达测雨区域，根据其覆盖的雨量站的分布，利用泰森多边形法对该雷达测雨区域其进行划分，得到1104个多边形区域，如图1所示。然后，利用每个小多边形区域S内i个雨量站在1小时内降雨量之和QSh，以及对于雨量站i上空对应的气象雷达0.5°仰角的基本反射率因子Zih，根据下列公式，求得每个多边形区域S的Z-R关系，也就是ASh的值，其中，Z为雷达反射率因子，R为降雨强度，A为Z-R关系的系数，b为1.5；ASh为选定的多边形区域S的公共系数；ZSh为选定的多边形区域S的雷达总反射率因子；Zih为选定的多边形区域S内的雨量站i上空在h时间段内对应的0.5°仰角的雷达反射率因子。最后，根据以下公式计算选定的多边形区域S内的降雨强度R，Zjh为选定的多边形区域S内的网格点j上空在h时间段内对应的0.5°仰角的雷达反射率因子。进一步根据雷达测雨多边形区域的公共系数Ash和每个网格点上空的0.5度仰角的反射率因子，计算所有多边形区域内的降雨强度R，得到雷达测雨区域多个多边形区域的降雨强度R，最后根据雷达测雨区域多个多边形区域的降雨强度R，绘制雷达测雨区域1km分辨率的降雨强度R按多个多边形区域的分布图。如图2所示。以上所述仅为本专利技术的较佳实施方式而已，并不用以限制本专利技术，凡在本专利技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于稠密雨量站定量降水估测方法，其特征在于：包括以下步骤，S1，对于一个选定的雷达测雨区域，根据该雷达测雨区域内覆盖的雨量站的分布，利用泰森多边形法对该雷达测雨区域其进行划分，得到多个多边形区域；S2，计算每个多边形区域的Z‑R关系；S3，根据每个多边形区域的Z‑R关系，计算选定的雷达测雨区域内的降雨强度R。

【技术特征摘要】
1.一种基于稠密雨量站定量降水估测方法，其特征在于：包括以下步骤，S1，对于一个选定的雷达测雨区域，根据该雷达测雨区域内覆盖的雨量站的分布，利用泰森多边形法对该雷达测雨区域其进行划分，得到多个多边形区域；S2，计算每个多边形区域的Z-R关系；S3，根据每个多边形区域的Z-R关系，计算选定的雷达测雨区域内的降雨强度R。2.如权利要求1所述的基于稠密雨量站定量降水估测方法，其特征在于：所述步骤S2中，对于选定的多边形区域S，其覆盖的雨量站有i个，计算该多边形区域S内在h时间段内i个雨量站的降雨量总和QSh，根据以下公式计算该多边形区域的Z-R关系，即ASh的值其中，Z为雷达反射率因子，R为降雨强度，A为Z-R关系的系数，A＝10-2000,b为Z-R关系的指数，b＝1.0-2.0；ASh为选定的多边形区域S的公共系数；Z...

【专利技术属性】
技术研发人员：王珊珊，吴翠红，管振宇，吴涛，苏磊，
申请(专利权)人：武汉中心气象台长江流域水文气象预报台湖北省决策气象服务中心，
类型：发明
国别省市：湖北,42