Page 202 - 《高原气象》2025年第3期
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高 原 气 象 44 卷
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雷达反演风误差与反演位置有关： kong and 与 ERA5 风场的误差都有增大的趋势， 两者变化趋
Mao （1994）模拟分析中指出两部雷达探测的径向 势相近， 因此λ的变化也不大。
速度夹角接近90°时误差最小， 180°时误差最大， 即 在 λ 与水平分布、 高度变化、 风速强度的分析
基线附近的点误差最大。张培源等（2002）指出， 要 中， 以探空为真值， 从中统计得到的 λ中位数为 1. 1
使反演误差最小， 要求两部雷达间距为雷达最大可 （U 分量）， 0. 7（V 分量）； 1. 1（U 分量）， 0. 9（V 分
测距离的 0. 55 倍， 大致约 120 km。刘黎平（2003） 量）； 0. 9（U 分量）， 0. 8（V 分量）。分别计算这些不
指出径向速度夹角在 40°~140°， 反演径向速度的标 同 λ 对融合结果的影响， 发现均方根误差仅有 0. 01
准差误差不超过雷达探测径向速度标准差的 2 倍。
（U 分量）， 0. 01（V 分量）的差异。其中 λ=1时， U 的
韩颂雨（2017b）归纳双雷达反演误差的三个主要影
均方根误差最小； λ=0. 9时， V的均方根误差最小。
响因素： 双雷达的距离（约 120 km 误差最小）； 反演
这些值表明， λ 对风场的影响可能较小（Kako
点与雷达基线垂直距离（距离越小误差越大）； 反演
and Kubota， 2006； Kako et al， 2011）， 虽然更准确
点与雷达连线夹角（90°误差最小， 40°~140°可选）。
地估计 λ 可有效提高数据集的准确性， 如能得到详
如图2所示， 矩形框内为大致可靠的反演区域。
细准确的误差时空分布情况， 并根据不同时空设定
动态的 λ， 可得到最优结果， 但目前看来还有一些
局限性。
B
3. 2. 2 初估场误差相关系数（μ）
ERA5 风场应用了同化技术研制， 较近网格间
由于插值原因， 其误差可能有较强的空间相关性。
以探空风场为真值， 得到了文中个例的任意两
个有效格点 ERA5风场的均方根误差相关系数与两
点距离的关系（图 4）。从图 4中可以看到， ERA5风
场误差相关性随着距离的增加而减少， 可用负指数
函数来拟合。对于 U 分量， 从图中得到纬向和经向
图2 双雷达反演风场的有效反演区域示意 的去相关距离为 25 km（L 、 L ）， 垂直高度向的去相
两部雷达距离约126 km； 圆圈表示150 km距离圈； z m
关距离为 1 km（L）； 对于 V 分量， L 为 50 km， L 为
矩形框内表示可靠的反演区域 h z m
50 km， L 为 1. 75 km。拟定任意两点间距离的相关
Fig. 2 The effective retrieval ares of dual-Doppler radar h
retrieval wind field. The distance of the two radars is 系数为 μ ij = exp - r m 2 - r z 2 - r h 2 ) ， 其中 r 、 r 、 r 分
B
126 km； Circles are the 150 km range circles； ( L m 2 L z 2 L h 2 z m h
Rectangles are the effective retrieval ares 别表示格点 i 与 j 之间的纬向、 经向、 垂直向距离
然而， 本文在双雷达反演时已限制了有效反演 值， 其拟合思路参考了 Kuragano and Shibata（1997）
区域（与双雷达连线在 30°~150°内参加反演）， 并且 文中的最优插值方法误差估计。
O
浙江省内雷达分布密集， 在多组双雷达组网时， 对 3. 2. 3 观测场误差相关系数（μ ）
每个格点值选择最优的一组雷达或依据多组雷达 雷达反演风场的格点间误差也会存在一定的
误差情况以权重方式选定最终最优反演结果。因 相关， 不过为了计算简化， 假定各个反演格点的误
O
此， 虽然反演误差的空间不均匀性存在， 但最终组 差不相关， 每个格点与自身的观测值有关， 因此 μ ij
网后呈现的差异可能不大。为了更好地查看这个 定义为：
问题， 以探空为真值， 得到文中应用个例的反演 O ì1，i = j
μ ij = í （4）
风、 ERA5风均方根误差的水平分布情况（图 3）， 另 î 0，i ≠ j
外也得到了以风廓线为真值， 反演风、 ERA5 风均 4 融合试验效果检验
方根误差的水平分布情况（图略）， 从中分析可知其
误差的水平分布差异并不明显。 由于反演风场仅在有降水回波处才有， 若降水
此外还分别分析了 λ 与高度变化、 λ 与风速强 回波分布较少的天气过程对融合分析资料的意义
度的关系（图略）。高度越高， 或风速越强， 反演风 不大。因此针对浙江区域降水情况， 分类选择了 3
