單雷達風場反演—【移動坐標法】的特性分析與應用

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羅英祥(Yi-Xian Lo) 查詢紙本館藏

畢業系所

大氣物理研究所

論文名稱

單雷達風場反演—【移動坐標法】的特性分析與應用

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摘要(中)

本研究主要的目的在於測試一種建立在移動參考坐標上的單雷達風場反演技術，以深入了解其應用在真實雷達資料時的表現和特性。在此反演法中，首先利用回波觀測資料找出一組最佳化的平移速度，而在以此速度移動的坐標系統上，回波被保守的程度最大。再來將所有的觀測資料內插到這個新的移動坐標上，並假設風場在密集的天線掃描時間間隔內為近似於恆定，則可以建構出反演三維風場的價值函數，其中用以規範待反演風場的弱勢約束條件有：(1).回波保守；(2).徑向風與笛卡爾風場之間的幾何關係；(3).質量保守；(4).弱水平及垂直渦度；(5).水平風平均值近似VAD風剖面；(6).高階空間平滑函數。使用變分技術極小化這個價值函數後，便可以求出完整的風場分布。
選取1987年TAMEX實驗期間IOP#2個案與IOP#13個案，使用其中CP-4和TOGA兩座都卜勒雷達的觀測資料對此反演法進行測試與驗證，並為了進一步了解此反演法之特性，分別探討雷達位置、掃描策略以及不同的天氣系統等可能影響反演優劣的因素，最後分析反演結果的連續性。將其結果歸納如下︰(1).經由測試結果顯示，在反演過程中加入移動坐標及加入VAD產品和高階空間平滑函數確實有助於提升反演的準確度；(2).反演結果會因雷達位置而有所不同，如果相對於分析區域，雷達因所在的位置使得未知的切向風分量小（大）於觀測得到的徑向風分量，反演結果會呈現較優（劣）的表現。對於雷達操作人員而言，在不知道真實風場分布的情形下，是可以根據反演的結果來判斷未知的分量大或小於已知的分量，以決定是否要相信反演所得到的結果；(3).若是天氣系統在雷達掃描中的風場變化沒有很急遽，可以允許較長的掃描時間間隔；(4).解決IOP#13個案中強對流系統位於雙雷達基線區的問題；(5).反演結果具有連續性，可以看到系統隨時間的移動。

關鍵字(中)

★ 單雷達風場反演
★ 移動坐標

關鍵字(英)

論文目次

第一章前言 1
1.1 研究動機 1
1.2 論文回顧 1
1.3 研究方向 4
第二章反演方法 6
2.1 使用移動坐標的概念 6
2.2 移動坐標的移速 7
2.3 內插資料到移動坐標 8
2.4 擾動速度 9
2.4.1 ZG—96 10
2.4.2 改良後的反演方法 11
2.5 權重函數 17
第三章資料來源與個案概述 19
3.1 資料來源 19
3.2 個案概述 20
3.2.1 IOP#2個案 20
3.2.2 IOP#13個案 21
3.3 分析範圍與時間 22
第四章結果分析 23
4.1 反演方法的測試 23
4.1.1 移動坐標測試 24
4.1.2 約束條件測試 26
4.2 影響反演優劣的因素 27
4.2.1 雷達位置的影響 27
4.2.2 掃描策略的影響 34
4.2.3 天氣系統的不同 35
4.3 連續性 36
第五章結論與展望 38
附錄A 雷達原始資料處理流程 41
附錄B 雙都卜勒三維風場合成 44
參考文獻 46
附表與附圖 48

參考文獻

中文參考資料
1. 張文綺，1999：1996年賀伯颱風之單都卜勒雷達風場反演實驗─移動
坐標法。國立中央大學碩士論文，73pp。
2. 潘秋吟，1997：長生命期副熱帶梅雨鋒面的地形效應。國立中央大學
碩士論文，102pp。
英文參考資料
3. Browning, K. A., and R. Wexler, 1968: The determination of
kinematic properties of a wind field using Doppler radar. J.
Appl. Meteor., 7,105-113
4. Chen, Y. L., 1993: Some synoptic-scale aspects of the
surface fronts over southern China during TAMEX. Mon. Wea.
Rev., 121, 50-64
5. Gal-Chen, T., 1982: Errors in fixed and moving frame of
reference: Applications for conventional and Doppler radar
analysis. J. Atmos. Sci., 39, 2279-2300.
6. Lee, W.-C., F. D. Marks Jr., and R. E. Carbone, 1994:
Velocity Track Display - A technique to extract real-time
tropical cyclone circulations using a single airborne
Doppler radar. J. Atmos. and Oceanic Tech., 11, 337-356.
7. Lee, W.-C., B. J.-D. Juo, P.-L. Chang, and S.-M. D., 1999:
Tropical cyclone kinematic structure retrieved from single-
Doppler Radar observations. Part I: Interpretation of
Doppler velocity patterns and the GBVTD Technique. Mon. Wea.
Rev., 127, 2419-2439.
8. Leise J. A.,1982: A Multidimensional Scale-Telescoped Filter
and Data Extension Paclcage. NOAA Tech. Memo. ERL WPL-82.
9. Liou, Y.-C., 1999: Single radar recovery of cross-beam wind
components using a modified moving frame of reference
technique. J. Atmos. Oceanic Technol., 16, 1003-1016.
10.Navon, I. M., and D. M. Legler, 1987: Conjugate gradient
methods for large-scale minimization in meteorology. Mon.
Wea. Rev., 115, 1479 -1502.
11.Qiu, C.-J., and Q. Xu, 1992: A simple adjoint method of
wind analysis for single-Doppler data. J. Atmos. Oceanic
Technol., 9, 588-598.
12.Qiu, C.-J. ,and Q. Xu, 1996: Least squares retrieval of
microburst winds from single-Doppler radar data. Mon. Wea.
Rev., 124, 1132-1144.
13.Rinehart, R. E., and E. T. Garvey, 1978: Three-dimensional
storm motion detection by conventional weather radar.
Nature, 273,154-167.
14.Shapiro, A., S. Ellis, and J. Shaw, 1995: Single-Doppler
velocity retrievals with Phoenix II data: Clear air and
microburst wind retrievals in the planetary boundary layer.
J. Atmos. Sci., 52, 1265-1287.
15.Sun, J., D. W. Flicker, and D. K. Lilly, 1991: Recovery of
three- dimensional wind and temperature fields from
simulated Doppler radar data. J. Atmos. Sci., 48, 876-890.
16.Testud, J., and M. Chong, 1983: Three-Dimensional wind field
analysis from dual-Doppler Radar data. Part I : Filtering,
interpolating and differentiating the raw data. J. Climate
Appl. Meteor., 22, 1204-1215.
17.Waldteufel, P., and H. Corbin, 1979: On the analysis of
single-Doppler Radar data. J. Appl. Meteor.,18,532-542.
18.Wang, T. C., Y. J. Lin, R. W. Pasken, and H. Shen, 1990:
Characteristics of a subtropical squall line determined from
TAMEX dual-Doppler data. Part I : Kinematic structure. J.
Atmos. Sci., 47, 2357-2381
19.Xu, Q., and C.-J. Qiu, 1994: Simple adjoint methods for
single-Doppler wind analysis with a strong constraint of
mass conservation. J. Atmos. Oceanic Technol., 11, 289-298.
20.Xu, Q., C.-J. Qiu , H.-D. Gu, and J.-X. Yu, 1995: Simple
adjoint retrievals of microbust winds from single-Doppler
radar data. Mon. Wea. Rev., 123, 1822-1833.
21.Zhang J., and T. Gal-Chen, 1996: Single-Doppler wind
retrieval in the moving frame of reference, J. Atmos. Sci.,
53, 2609-2623.

指導教授

廖宇慶(Yu-Chieng Liou)

審核日期

2000-6-22

推文