Page 104 - 《高原气象》2026年第2期

高 原 气 象 45 卷
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0. 01 mm∙h 的数据进行删除， 同时对 Z、 V 、 LWC 的理论模型， 将观测与理论偏差超过±60%（即雨滴
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和雨滴谱资料进行同步处理； 随后再利用 M×M 滑 落速和粒径严重不相符）的数据也删除（Friedrich et
动小窗进一步滤波处理。 al， 2013）。
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（3） DSG4： 与 Parsivel 等光学雨滴谱仪类似， 为说明上述质量控制方法的效果， 图 2 给出了
因设备自身性能的局限性， DSG4 实际探测中会出 2023 年 8 月 23 日云-降水个例质量控制前和控制后
现部分低可信度的病态数据。首先， 考虑仪器的实 的雷达反射率因子和地面雨滴谱对比。从图 2（a），
际灵敏度， 本文将信噪比较低的前两个直径通道数 （c）， （e）可见， Ka-CPR原始资料在 10:00 -16:00（北
据剔除（Chen et al， 2017）。其次， 考虑到雨滴下落 京时， 下同）3~5 km高度上存在部分异常杂波（红色
过程中破碎和重叠的影响， 删除直径超过 6 mm 的 虚线圈出）， MRR-2 所有高度层都存在着大量非降
雨滴（Zheng et al， 2019）。为消除非降水因素的干 水回波， DSG4 在非降水时刻也测量到了少部分零
扰， 排除每分钟观测的雨滴总数量小于 10 个或降 散的杂波。对比图 2（b）， （d）， （f）可见， 经过质量
水强度小于 0. 01 mm∙h 的样本（金祺等， 2015）。 控制后， 上述各类异常或非降水杂波都被有效滤
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最后， 按照实际观测结果与Atlas et al（1973）所提出 除， 保留的观测数据更为可信。

图2 2023年8月23日云-降水个例质量控制前和控制后的对比
（a）、 （c）、 （e）分别为质量控制前Ka-CPR、 MRR-2和DSG4的反射率因子和地面雨滴谱， （b）、 （d）、 （f）对应为质量控制后的结果
Fig. 2 Comparisons of observation results before and after data quality control for a cloud-precipitation case on 23 August，
2023. Subgraphs （a）， （c）， and （e） are radar reflectivity factor and ground rain spectrum observed by the Ka-CPR，
MRR-2， and DSG4 before quality control， （b）， （d）， and （f） are corresponding results after quality control
为验证三部设备观测的一致性， 在同种观测要 部设备测量结果较为一致， 数值及其变化趋势都非
素时空匹配后， 进一步定量对比三部设备的观测结 常吻合； 三部设备 Z 的 MAE 和 RMSE 分别在 0. 75~
果。图 3给出了 2023年 9月 1日三部设备在 02:00 - 2. 33 dBz 和 0. 95~3. 04 dBz， CC 均不低于 0. 97， 两
12:00 的 Z 和 V 时序对比。Ka-CPR 和 MRR-2 观测 部雷达 V 的 MAE、 RMSE 和 CC 分别为 0. 19 m·s 、
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m
m
高度分别选为 150 m 和 140 m， DSG4 为地面； 表 1 0. 25 m·s 和 0. 97。因探测方式更为相近， 两部雷
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列出了不同设备两两之间的平均绝对误差 MAE、 达 Z 的测量一致性相较更好， 整体来看， 三部设备
均方根误差 RMSE 和相关系数 CC。结果表明， 三 的观测资料质量较高。