降水相关知识介绍1、降水&&&&降水主要是指降雨和降雪，其它形式的降水还有露、霜、雹等。水分以各种形式从大气到达地面统称为降水。降水是水文循环的重要环节，也是人类用水的基本来源。降水资料是分析河流洪枯水情，流域旱情的基础，也是水资源的开发利用如防洪、发电、灌溉等的规划设计与管理运用的基础。因此，它是一项非常重要的资料。2、降雨类型&&&&⑴&气旋雨&&随着气旋或低压过境而产生的雨称为气旋雨。&&&&⑵&对流雨&&在地面受热，温度升高、下层空气膨胀上升和上层空气形成对流运动。当下层带有丰富水汽的暖空气上升到温度较低的高空时，产生动力冷却而凝成雨滴下降，称对流雨。对流雨多发生在夏季酷热的午后，一般强度大、面积小、历时短，它对小面积洪水影响大，易形成陡涨陡落的洪水过程。⑶&地形雨&&当暖湿气团在运动中遇到山岭障碍时，沿山坡上升，由于逐渐变冷凝结成雨而降落称地形雨。地形雨多在迎风的山坡上，背风坡则雨量稀少。&&&&⑷&台风雨&&台风雨是热带海洋上的风暴带到大陆来的雨。是由异常强大的海洋湿热气团组成，常造成狂风暴雨。发生台风雨时，暴雨一天内可达数百毫米，极易造成灾害。3、暴雨&&&&暴雨主要由于对流作用所形成，其特征是历时短、强度大，在地区上笼罩面积相对不大。1d降雨量超过50mm或1h降雨量超过16mm者称为暴雨。1d降雨量超过100mm者称为大暴雨，1d降雨量超过200mm者称为特大暴雨。4、降水基本要素&&&&⑴&降水量在某一给定时段内降落在某一面积上的总水量，如日降水量是指某一面积上1d内的降水总量，次降水量是指某一面积上一次降水的总量等等，以m3、亿m3或km3计，但一般常用降水深度表示，即在该时段内降落在某一面积上的水深，以mm计。在各种水文资料中，降水量除特别注明外，均指降水深度。&⑵&降水历时和降水时间&&&&降水历时是指一次降水过程所经历的时间，降水时间则是指对应于某一降水量而言，某一时间内降雨若干毫米，此时间即为该若干毫米降雨的降水时间。&&&&⑶&降水强度&&&&降水强度指单位时间内的降水量，一般以mm/min或mm/h计。&&&&⑷&降水面积&&&&降水所笼罩的水平面积，以km2计。&5、降水特征表示方法&&&&⑴&降水量过程线&&降水量过程线以时段降水量为纵轴，时段次序为横轴绘制而成。&&&&⑵&降水量累积曲线&&此曲线横坐标表示时间，纵坐标代表自降水开始以各该时刻降水量累积值。&&&&⑶&等降水量线或等雨量线&&为了表示某一地区或流域的次、日、月、年降水量的分布情况，可用等雨量线图。&&&&⑷&降水特性综合曲线&&&&①降雨强度与历时关系曲线&&&&②平均深度与面积关系曲线&&&&③平均深度与面积与历时关系曲线6、降水量观测&&&&⑴&降水量观测场地：应按规范要求建立观测场。&&&&⑵&降水量观测仪器：一般为20厘米口径的雨量器和自记雨量计，目前水文遥测采用的是20厘米口径的翻斗雨量计。&&&&⑶&降水量观测：一般只测记降雨、降雪、降雹的水果，并注记雪、雹符号。单纯的雾、露、霜，不论其量大小均不测记（特别情况，可别作规定）。⑷&降水量记至0.1毫米，不足0.05毫米的降水不做记载。历时记至分钟。每日降水以8时为日分界，从本日8时至次日8时的降水量为本日的日降水量。&&&&⑸&用雨量器观测降水量一般采用定时分段观测制，测站各时期所采用的段次，在《测站任务书》中规定。⑹&液体降水量的量法，将储水瓶内的水倒入量杯，放平量杯，使视线与量杯水面齐平，观测量杯中水面的凹下面，记至0.1毫米。每次观测后应立即记入记载簿中。如果降水量很大，量杯不能一次量完，则可分几次量，将总数记入记载簿内。每次雨量，待复测后方可倒去。7、区域平均降水量计算&&&&⑴&算术平均法&&在地形起伏不大，区域内降水分布较均匀或降水在地区上的变化较均匀，测站布置合理或较多的情况下，算术平均法最简单且能获得满意的结果。&&&&⑵&泰森多边形法（又称垂直平分法）&&如果区域内雨量站分布不均匀，且有的站偏于一角，此时采用泰森多边形法较算术平均法合理和优越。&&&&⑶&等雨量线法&&对于地形变化较大（一般是大流域），区域内又有足够数量的雨量站，能够根据降水资料结合地形变化绘制出等雨量线图，则应采用本方法。
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1948865优：具有真实公正性.缺：机械片面考察因素较少.榜眼主观是你自己认为的东西,你自己的思想和看法.你比如说考试题的主观题就像作文,作文的高低分完全体现在评卷者的手中.客观是现实中的东西是什么样的,不可以随意凭自己的意愿而改变的.而客观题则是那些有标准答案的题,选择、判断等.主观是凭一个人的主体意识的改变而改变的,就像同一个事物,由不同的人看了之后会有不同的想法和看法.而客观则是说明一个事物实实在在地存在于那里.而它不随着人的意志而改变.地球自转,同时又围绕太阳转就是一个客观存在的天文现象.参考资料：||就是把手中持有的逐年的实际降水量取平均值就是年平均降水量.比如说：现有1971年到2010年的各年实际降水量,那么平均降水量就是这40个数据的平均值.年数越多,所得到的平均降水量越精确.
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　　　 & & 雨
测量降雨量的简单方法
　　降水对于人类的生产和生活有着重要的影响。降水过多或过少，都会带来灾害。因此，人们需要知道一次雨或雪降下了多少水，也需要知道一年、一季或一月里当地下了多少雨(雪)。这样，就需要测定降水量。
　　在我国民间，通常用下了几指雨或几寸雨(即渗透到土壤里几指深或几寸深)来说明一场雨的大小。这种办法对于粗略估计当地旱象缓和程度等是可以用的，但是它得到的资料不够精确，也不易互相比较。因此用雨水渗透深度来表示降水量，是不够科学的。
　　为了使降水量具有较高的精确性和比较性，气象观测规范中规定：降水量指从天空中降落到地面上的液态或固态(经融化后)降水，未经蒸发、渗透、流失而在水平面上积聚的深度。降水量以毫米为单位。
　　测定降水量的基本仪器是雨量器。它的外部是一个不漏水的铁筒，里面有承水器、漏斗和储水瓶，另外还配有与储水瓶口径成比例的量杯。有雨时，雨水过漏斗流入储水瓶。量雨时，将储水瓶取出，把水倒入量杯内。从量杯上读出的刻度数(毫米)就是降水量。冬季降雪时，要把漏斗和储水瓶取走，直接用承雪口和储水筒容纳降水。测定降水量时，把储水筒取出带到室内，待筒内的雪融化后，倒在量杯里，再读取降水量数字。
　　这样，无论是液态或固态降水的降水量，都是未经蒸发、渗透、流失而在水平面上积聚的深度。这样测定就比较精确，而且便于相互比较，并能求出总量。
　　还有另外一些测定降水量的仪器，例如可以作连续记录的虹吸式雨量计，可以遥测的翻斗式遥测雨量计等。它们的原理和上述的一样，只是分别增加了自记装置和传递信息的装置罢了。基于雷达资料质量控制的降水估测及外推预报--《南京信息工程大学》2011年硕士论文
基于雷达资料质量控制的降水估测及外推预报
【摘要】：天气雷达以较高的时空分辨率实时探测大气中的降水过程,在中小尺度降水监测中具有无可替代的优势。相比雨量计,用雷达估测降水具有明显的优势,但雷达资料的质量影响着降水估测的准确度。因此,应当进行雷达资料质量控制,以便获得准确的降水估测。
为了减小非降水回波及零度层亮带对雷达降水估测的影响,本文首先利用雷达反射率因子的水平结构和垂直梯度特征对基数据进行质量控制,识别出降水回波和非降水回波,消除低仰角非降水回波的影响。在此基础上对降水回波进行均匀型和对流型识别。利用区域分层平均法建立层状云降水回波反射率因子的垂直廓线VPR,采用自动识别技术识别零度层亮带平均高度及厚度,并对其进行抑制。经过亮带订正后的VPR在融化层高度的显著弯曲特征消失,PPI及VCS上高值区被抑制。
雷达反射率因子数据经过订正之后,利用扩展的交叉相关追踪技术计算得到环境风矢量场,作为回波运动外推的依据。利用Z-I关系,得到基于雷达估测的小时降雨量。地面实际雨量和预测雨量的对比分析表明：0-10mm雨量预测值与实际值吻合度相对较高,雷达估测雨量大于实际雨量；10-20mm和20mm雨量大值区,估测值明显偏低于实际值,相关性不好。以地面雨量计测值为标准评估外推降雨量的结果表明,混合云降水的评估指标优于对流云和层状云的评估指标,外推小时降水量与实况有较好的相关性,相关系数达0.6737。雨量小的区域预报精度较高；随着雨量的增大,外推预报的可靠性下降。因为雷达测量降雨量的基础是Z-I关系,所以,利用质量控制后的回波强度作外推参量,进行降水临近预报有一定的指示意义。
【关键词】：
【学位授予单位】：南京信息工程大学【学位级别】：硕士【学位授予年份】：2011【分类号】：P416【目录】：
摘要6-7Abstract7-8第一章 前言8-15 1.1 研究目的和意义8-9 1.2 国内外研究现状9-11
1.2.1 雷达测量降水进展9-10
1.2.2 降水临近预报进展10-11 1.3 本文研究内容11-12 参考文献12-15第二章 天气雷达测量降水原理及临近预报方法介绍15-25 2.1 雷达测量降水理论基础15-16 2.2 雷达与雨量计测量降水比较16-17 2.3 雷达估计降水误差来源17-19
2.3.1 反射率因子Z估计错误17-18
2.3.2 Z-I关系误差18
2.3.3 波束以下误差18
2.3.4 其它因素误差18-19 2.4 利用雷达进行临近预报的方法19-22
2.4.1 外推预报法19-21
2.4.2 概念模型预报法21-22
2.4.3 数值模式预报法22 参考文献22-25第三章 多普勒天气雷达资料质量控制25-40 3.1 国内外多普勒天气雷达质量控制研究进展25 3.2 雷达资料质量控制方法25-28
3.2.1 孤立噪声过滤26
3.2.2 水平反射率结构26-27
3.2.3 垂直反射率梯度27-28 3.3 个例分析28-32
3.3.1 超折射回波分析28-29
3.3.2 地物回波分析29-30
3.3.3 晴空回波分析30-31
3.3.4 降水回波分析31-32 3.4 雷达反射率因子垂直廓线(VPR)分析32-38
3.4.1 对流云层状云降水回波识别32-33
3.4.2 VPR的生成方法33-34
3.4.3 零度层亮带识别34
3.4.4 零度层亮带订正34-35
3.4.5 个例分析35-38 3.5 本章小结38 参考文献38-40第四章 利用扩展的交叉相关技术进行降水外推预报40-50 4.1 交叉相关技术参数设置40-41 4.2 移动预测的差分格式41 4.3 资料预处理41-43
4.3.1 平滑过程41-42
4.3.2 Cressman插值42
4.3.3 边界插值42-43
4.3.4 补偿算法43
4.3.5 九点平滑及替代处理43 4.4 交叉相关技术扩展订正对比43-44 4.5 多普勒雷达径向风与TREC风径向分量对比44-46 4.6 预报结果评价46-47 4.7 程序流程47-48 4.8 本章小结48 参考文献48-50第五章 暴雨临近预报个例分析50-68 5.1 实况分析50-52
5.1.1 降水实况50-51
5.1.2 环流形势分析51
5.1.3 V-3θ图分析51-52 5.2 外推结果分析52-60
5.2.1 雷达资料来源52
5.2.2 扩展的TREC风矢量场分析52-54
5.2.3 外推回波分析54-55
5.2.4 采用不同Z-I关系得到的小时降水量分析55-56
5.2.5 混合云外推降水量分析56-58
5.2.6 不同阈值降水量对比分析58-60 5.3 外推小时降水量精度评估指标对比60-65 5.4 模式模拟小时降水量分析65-66 5.5 本章小结66-67 参考文献67-68第六章 结论与展望68-70 6.1 全文总结68 6.2 创新点68-69 6.3 不足与展望69-70致谢70-71学术论文撰写与发表情况71
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