赣州新一代天气雷达数据质量分析

华 友，王 强*，杨 波，周佳茜

（1.江西省赣州市气象局，江西 赣州；2.江西省萍乡市气象局，江西 萍乡）

赣州位于江西省南部，境内地形复杂，是江西省气象灾害发生最频繁的地区之一，灾害种类多、影响范围大、所造成的损失呈逐年上升趋势，特别是夏季，强对流天气引起的暴雨、雷电、冰雹及其它中小尺度灾害性天气时有发生。新一代天气雷达是探测强对流天气最有效的设备，而回波强度反射率是雷达数据产品最重要的指标。

王箫鹏等[1]对新一代天气雷达运行性能进行了评估与技术升级分析；李柏等[2]研究分析了新一代天气雷达灾害性天气监测能力及未来的发展；杨金红等[3]对新一代天气雷达运行保障能力进行了分析；国内学者对新一代天气雷达探测技术、评估方法、运行原理等方面的研究较多[4-17]，而针对新一代天气雷达数据质量分析的研究尚未见报道。本文利用与赣州毗邻的吉安和韶关天气雷达数据进行对比分析，为更好地利用赣州雷达数据服务赣州经济发展和防灾减灾提供科技支撑。

1 材料与方法

本文所选择雷达为赣州、吉安、韶关三部雷达，位置如图1 所示，两部雷达位于江西省境内，一部雷达位于广东省境内。本文所选取的数据为发生在三部雷达中垂线上的强降水及弱降水过程。

图1 三部雷达位置及中垂线示意

2 结果与分析

2.1 赣州雷达与吉安雷达对比分析

2.1.1 弱降水个例分析

选取发生在两部雷达中垂线上的弱降水过程即2020 年5 月15 日20 时22 分，其1 km 高 度 上CAPPI 反射率图，见图2。图2（a）为吉安雷达反射率，图2（b）为赣州雷达反射率，反射率图中的红色实线为中垂线上反射率，其曲线关系如图2（c）所示。从图2（a）、（b）中可以看出，在中垂线上正在发生弱降水过程，反射率为蓝色在10 dBZ 左右，从曲线图中可以直观看出对同一目标吉安雷达探测到的反射率变化趋势与赣州雷达探测结果较一致，吉安雷达反射率要大于赣州雷达均10 dBZ 左右。

图2 雷达1 km 高度反射率（2020-5-15 20:22）

2.1.2 强降水个例分析

选取2023 年3 月23 日13 时50 分发生在中垂线上的一次强降水过程，见图3。图3（a）为赣州雷达1 km 高度上CAPPI 反射率，图3（b）为吉安雷达1 km 高度上CAPPI 反射率。可以看出，在114°E～115°E，26°N～27°N 网格内，两部雷达回波形状基本一致，但强度不一致，同样也是因为网格内的点距离两部雷达不一致导致的。同样选取两部雷达中垂线上的反射率（以此满足时空统一）进行比较（见图3（c）），可以看出在1 km 高度CAPPI 上，两部雷达反射率变化趋势一致，但赣州雷达探测到的反射率值要大于吉安雷达反射率值0～5 dBZ 左右。由于中垂线上u 存在海拔1 km 以上的高山，故又选取2 km 高度CAPPI 中垂线上反射率进行比较，发现两部雷达变化趋势更加一致，赣州雷达反射率依旧高于吉安反射率，但差值降到0～3 dBZ 左右。

图3 雷达1 km 高度反射率（2023-3-23 13:50）

2.2 赣州雷达与韶关雷达对比分析

2.2.1 弱降水个例分析

选取2023 年3 月23 日00 时37 分发生在两部雷达中垂线上的弱降水过程即其1km 高度上CAPPI反射率见图5（图略）。可以看出，在114°E～115°E， 25°N～26°N 网格内，两部雷达回波形状基本一致，但强度不一致，这是因为在此网格范围内，反射率距离雷达的距离不一致所导致的。故采用上述方法选取两部雷达中垂线上的反射率（以此满足时空统一）进行比较。可以看出，因为两部雷达中间不受到高山影响，故无论在何种高度，两部雷达反射率变化趋势一致，反射率值差值较小。

2.2.2 强降水个例分析

选取2023 年3 月23 日19 时16 分发生在中垂线上的一次强降水过程，见图6（图略）。可以看出，在114°E～115°E， 25°N～26°N 网格内，两部雷达回波形状基本一致，但强度不一致，同样也是因为网格内的点距离两部雷达不一致导致的。

同样选取两部雷达中垂线上的反射率进行比较，可以看出，因不受山脉影响，1 km 高度和2 km 高度CAPPI 上，两部雷达反射率变化趋势一致，但赣州雷达探测到的反射率值均大于韶关雷达反射率值0～5 dBZ 左右。

3 结论与讨论

（1） 赣州雷达和吉安雷达无论是在强降水过程还是弱降水过程中探测到的雷达反射率变化趋势基本一致，反射率值会受到距离及山脉的影响。对于个例而言，在1 km 高度上赣州反射率要高于吉安雷达反射率0～5 dBZ，在2 km 高度上赣州反射率要高于吉安雷达反射率0～3 dBZ。两部雷达之间反射率差值分布在-10 dBZ～10 dBZ 之间，赣州雷达反射率大于吉安雷达反射率概率更大。

（2） 赣州雷达和韶关雷达无论是在强降水过程还是弱降水过程中探测到的雷达反射率变化趋势基本一致。对于个例而言，在弱降水条件下，赣州雷达探测到的反射率与韶关雷达较一致，差距不大；对于强降水而言，赣州雷达探测到的反射率均高于韶关雷达0～5 dBZ。两部雷达之间反射率差值分布在-10 dBZ～10 dBZ 之间，赣州雷达反射率大于韶关雷达反射率概率更大。

可见赣州雷达与吉安、韶关雷达探测到的反射率变化趋势均具有较好的一致性，但反射率值略有差异。雷达一致性之间的差值受较多因素影响，如雷达硬件、山脉、采样时空差异等等，还需后续研究分析是什么原因导致的观测反射率值不一致。