天氣雷達(dá)一雨量計(jì)聯(lián)合估測(cè)降水系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用

劉莉娟 黃天福 蔣仕華 林小杰 陳昌文

關(guān)鍵詞：天氣雷達(dá);雨量計(jì);估測(cè)降水系統(tǒng);設(shè)計(jì)與應(yīng)用

六盤水多普勒天氣雷達(dá)自業(yè)務(wù)應(yīng)用以來(lái)，RPG處理系統(tǒng)的定量估測(cè)降水產(chǎn)品算法中沿用了WSR-88D中設(shè)定的由美國(guó)夏季深對(duì)流云降水統(tǒng)計(jì)得到的z=AxI關(guān)系式，即z=300xIA與指數(shù)b除了跟雷達(dá)本身有關(guān)，還與地形、氣候、降水成因等有很大關(guān)系，由于該參數(shù)沒有針對(duì)六盤水新一代天氣雷達(dá)進(jìn)行“系統(tǒng)誤差”消除，也沒有結(jié)合影響六盤水地區(qū)的不同天氣系統(tǒng)、回波屬性與降水強(qiáng)度之間進(jìn)行試驗(yàn)分析，所以由此產(chǎn)生的雷達(dá)降水估測(cè)產(chǎn)品與實(shí)際降水相差甚遠(yuǎn)，因此，進(jìn)一步結(jié)合自動(dòng)站雨量計(jì)校準(zhǔn)，研究適用六盤水地區(qū)的Z-I關(guān)系，建立六盤水新一代天氣雷達(dá)本地自動(dòng)站Z-I關(guān)系模型，開發(fā)設(shè)計(jì)動(dòng)態(tài)Z-I關(guān)系“天氣雷達(dá)一雨量計(jì)聯(lián)合估測(cè)降水系統(tǒng)”。

該軟件具有全天候自動(dòng)運(yùn)行功能，可自動(dòng)計(jì)算、統(tǒng)計(jì)、對(duì)比檢驗(yàn)，輸出天氣雷達(dá)探測(cè)區(qū)域內(nèi)估測(cè)降水量。可以自動(dòng)生成圖文兼具的Word格式的供天氣預(yù)報(bào)部門做出準(zhǔn)確的氣象服務(wù)材料，服務(wù)于當(dāng)?shù)厮摹⑺?、?guó)土自然資源局等政府應(yīng)急管理部門。系統(tǒng)彌補(bǔ)自動(dòng)雨量站布局不足的缺點(diǎn)，實(shí)時(shí)得到具有業(yè)務(wù)應(yīng)用價(jià)值的高分辨率定量估測(cè)降水資料，為精細(xì)化預(yù)報(bào)服務(wù)及強(qiáng)降雨積澇風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估提供支撐。

軟件自動(dòng)化程度高，操作簡(jiǎn)單，探測(cè)、分析、計(jì)算、檢驗(yàn)實(shí)時(shí)自動(dòng)氣象站資料雨量與雷達(dá)反射率關(guān)系，無(wú)需人為干預(yù)，軟件運(yùn)行環(huán)境兼容性好，硬件配置要求不特殊，適應(yīng)性強(qiáng)。

1 WSR-RGUEPS概述

WSR-RGUEPS軟件用于天氣雷達(dá)探測(cè)范圍內(nèi)無(wú)雨量站的降水估測(cè)氣象服務(wù)，可全天候計(jì)算天氣雷達(dá)反射率聯(lián)合雨量計(jì)雨量估測(cè)自動(dòng)站周邊區(qū)域一小時(shí)累積降雨量，資料來(lái)源于基于氣象部門國(guó)、省統(tǒng)一的數(shù)據(jù)環(huán)境（cIMISS），通過(guò)氣象數(shù)據(jù)統(tǒng)一服務(wù)接口（MUSIC：Meteorological Unified Service InterfaceCommunity）實(shí)現(xiàn)，同時(shí)具備歷史資料自動(dòng)整理存檔及查詢等功能，還有簡(jiǎn)單靈活的運(yùn)行參數(shù)等設(shè)置。WSR-RGUEPS程序接口關(guān)系如圖1所示：

2軟件安裝

2.1運(yùn)行環(huán)境準(zhǔn)備

（1）臺(tái)式電腦：用來(lái)運(yùn)行WSR-RGUEPS系統(tǒng)，用戶日常辦公電腦即可，通常專用業(yè)務(wù)電腦更便于維護(hù)和穩(wěn)定運(yùn)行。

（2）操作系統(tǒng)：Microsoft Windows 98/XP/Vista/7/8/lO，32bit/64bit。

（3）支持軟件：安裝Microsoft Office Word 2003/2010、Golden Software Surfer。

2.2 WSR-RGUEPS程序安裝

WSR-RGUEPS為綠色軟件，將“天氣雷達(dá)一雨量計(jì)聯(lián)合估測(cè)降水系統(tǒng).exe”和相應(yīng)的文件直接拷貝到所需安裝的硬盤上即可。

2.3 WSR-RGUEPS相關(guān)文件

WSR-RGUEPS程序默認(rèn)安裝目錄為/WSR-RGUEPS，安裝目錄下的文件內(nèi)容如表1。

WSR-RGUEPS所需文件詳細(xì)內(nèi)容如表2，這些文件都是WSR-RGUEPS正確運(yùn)行所需，如果任何文件缺失，都需要從安裝盤重新拷入。

3啟動(dòng)WSR-RGUEPS

3.1運(yùn)行參數(shù)設(shè)置

用記事本程序打開Parameter.SYS，視具體情況進(jìn)行臨界預(yù)報(bào)參數(shù)、對(duì)比誤差值，小時(shí)降雨量、任意時(shí)段降雨量色標(biāo)設(shè)置，服務(wù)產(chǎn)品存放路徑、網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)等參數(shù)的設(shè)置。

3.2建立快捷方式

右鍵菜單點(diǎn)擊WSR-RGUEPS.exe，創(chuàng)建WSR-RGUEPS啟動(dòng)快捷方式圖標(biāo)，將該圖標(biāo)放入Windows開機(jī)自動(dòng)啟動(dòng)文件夾c：＼UseYs＼Met＼AppData＼Roaming＼Microsoft＼Windows＼Start Menu＼Programs＼Startup。

3.3啟動(dòng)WSR-RGUEPS

如果按照上述過(guò)程建立了啟動(dòng)快捷方式，每次開機(jī)啟動(dòng)電腦時(shí)程序會(huì)自動(dòng)運(yùn)行。如果無(wú)需開機(jī)自動(dòng)啟動(dòng)或者當(dāng)該程序關(guān)閉需要重新開啟時(shí)，直接雙擊WSR-RGUEPS.exe或其快捷方式圖標(biāo)均可。

4運(yùn)行主窗體

WSR-RGUEPS程序運(yùn)行主界面如圖2所示。

5 WSR-RGUEPS運(yùn)行菜單

5.1運(yùn)行參數(shù)

點(diǎn)擊菜單“運(yùn)行參數(shù)”，可打開運(yùn)行參數(shù)設(shè)置文件。應(yīng)根據(jù)實(shí)際工作運(yùn)行的環(huán)境進(jìn)行設(shè)置，保障軟件能在不同工作條件下正常運(yùn)行。

5.2雷達(dá)產(chǎn)品

點(diǎn)擊菜單“雷達(dá)產(chǎn)品”，在彈出的界面上查看組合反射率、回波頂高高度、反射率CAPPI、冰雹指數(shù)監(jiān)測(cè)、原廠估算降水、風(fēng)暴跟蹤信息等天氣雷達(dá)產(chǎn)品都能直接顯示出來(lái)，點(diǎn)擊需要的產(chǎn)品，根據(jù)下面時(shí)間點(diǎn)擊即可，在自動(dòng)更新處打鉤也可以自動(dòng)滾動(dòng)顯示，可以選擇雷電報(bào)警設(shè)置。

5.3實(shí)況降水

點(diǎn)擊菜單“實(shí)況降水”，彈出相應(yīng)的窗體，內(nèi)含強(qiáng)降水監(jiān)測(cè)、08-08時(shí)降雨量、最大小時(shí)降雨量、時(shí)段降雨量（一小時(shí)）、時(shí)段降雨量（一天以上）等。對(duì)應(yīng)下面的為具體時(shí)間區(qū)域自動(dòng)站雨量計(jì)雨量界面顯示。點(diǎn)擊相應(yīng)的降雨量實(shí)況：會(huì)彈出具體統(tǒng)計(jì)結(jié)果，并繪圖疊加到地圖上，也可以word文檔格式生成快報(bào)輸出。

5.4估測(cè)降水

點(diǎn)擊菜單“估測(cè)降水”，彈出相應(yīng)的窗體，首先是日期選擇、估測(cè)區(qū)域、估測(cè)時(shí)間、估測(cè)最小值、色標(biāo)、快報(bào)最小值等設(shè)置?？梢孕纬衫L圖形式也可以電子表格輸出，word文檔格式生成疊加地圖的快報(bào)服務(wù)應(yīng)急管理部門。

6結(jié)論

通過(guò)雷達(dá)反演降水可及時(shí)獲取大面積高分辨率降水信息，彌補(bǔ)降水觀測(cè)站點(diǎn)稀疏的不足。天氣雷達(dá)反演降水是精細(xì)化氣象服務(wù)的基礎(chǔ)資料，對(duì)天氣氣候的監(jiān)測(cè)和分析、強(qiáng)降雨災(zāi)害的評(píng)估、數(shù)值預(yù)報(bào)模式的檢驗(yàn)和校準(zhǔn)以及水文分析等具有很高的應(yīng)用價(jià)值?！疤鞖饫走_(dá)一雨量計(jì)聯(lián)合估測(cè)降水系統(tǒng)”投入業(yè)務(wù)應(yīng)用，并對(duì)比檢驗(yàn)分析和實(shí)況降水有較好的一致性。