天气雷达一雨量计联合估测降水系统设计与应用

刘莉娟 黄天福 蒋仕华 林小杰 陈昌文

关键词：天气雷达;雨量计;估测降水系統;设计与应用

六盘水多普勒天气雷达自业务应用以来，RPG处理系统的定量估测降水产品算法中沿用了WSR-88D中设定的由美国夏季深对流云降水统计得到的z=AxI关系式，即z=300xIA与指数b除了跟雷达本身有关，还与地形、气候、降水成因等有很大关系，由于该参数没有针对六盘水新一代天气雷达进行“系统误差”消除，也没有结合影响六盘水地区的不同天气系统、回波属性与降水强度之间进行试验分析，所以由此产生的雷达降水估测产品与实际降水相差甚远，因此，进一步结合自动站雨量计校准，研究适用六盘水地区的Z-I关系，建立六盘水新一代天气雷达本地自动站Z-I关系模型，开发设计动态Z-I关系“天气雷达一雨量计联合估测降水系统”。

该软件具有全天候自动运行功能，可自动计算、统计、对比检验，输出天气雷达探测区域内估测降水量。可以自动生成图文兼具的Word格式的供天气预报部门做出准确的气象服务材料，服务于当地水文、水利、国土自然资源局等政府应急管理部门。系统弥补自动雨量站布局不足的缺点，实时得到具有业务应用价值的高分辨率定量估测降水资料，为精细化预报服务及强降雨积涝风险评估提供支撑。

软件自动化程度高，操作简单，探测、分析、计算、检验实时自动气象站资料雨量与雷达反射率关系，无需人为干预，软件运行环境兼容性好，硬件配置要求不特殊，适应性强。

1 WSR-RGUEPS概述

WSR-RGUEPS软件用于天气雷达探测范围内无雨量站的降水估测气象服务，可全天候计算天气雷达反射率联合雨量计雨量估测自动站周边区域一小时累积降雨量，资料来源于基于气象部门国、省统一的数据环境（cIMISS），通过气象数据统一服务接口（MUSIC：Meteorological Unified Service InterfaceCommunity）实现，同时具备历史资料自动整理存档及查询等功能，还有简单灵活的运行参数等设置。WSR-RGUEPS程序接口关系如图1所示：

2软件安装

2.1运行环境准备

（1）台式电脑：用来运行WSR-RGUEPS系统，用户日常办公电脑即可，通常专用业务电脑更便于维护和稳定运行。

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

（3）支持软件：安装Microsoft Office Word 2003/2010、Golden Software Surfer。

2.2 WSR-RGUEPS程序安装

WSR-RGUEPS为绿色软件，将“天气雷达一雨量计联合估测降水系统.exe”和相应的文件直接拷贝到所需安装的硬盘上即可。

2.3 WSR-RGUEPS相关文件

WSR-RGUEPS程序默认安装目录为/WSR-RGUEPS，安装目录下的文件内容如表1。

WSR-RGUEPS所需文件详细内容如表2，这些文件都是WSR-RGUEPS正确运行所需，如果任何文件缺失，都需要从安装盘重新拷入。

3启动WSR-RGUEPS

3.1运行参数设置

用记事本程序打开Parameter.SYS，视具体情况进行临界预报参数、对比误差值，小时降雨量、任意时段降雨量色标设置，服务产品存放路径、网络访问等参数的设置。

3.2建立快捷方式

右键菜单点击WSR-RGUEPS.exe，创建WSR-RGUEPS启动快捷方式图标，将该图标放入Windows开机自动启动文件夹c：＼UseYs＼Met＼AppData＼Roaming＼Microsoft＼Windows＼Start Menu＼Programs＼Startup。

3.3启动WSR-RGUEPS

如果按照上述过程建立了启动快捷方式，每次开机启动电脑时程序会自动运行。如果无需开机自动启动或者当该程序关闭需要重新开启时，直接双击WSR-RGUEPS.exe或其快捷方式图标均可。

4运行主窗体

WSR-RGUEPS程序运行主界面如图2所示。

5 WSR-RGUEPS运行菜单

5.1运行参数

点击菜单“运行参数”，可打开运行参数设置文件。应根据实际工作运行的环境进行设置，保障软件能在不同工作条件下正常运行。

5.2雷达产品

点击菜单“雷达产品”，在弹出的界面上查看组合反射率、回波顶高高度、反射率CAPPI、冰雹指数监测、原厂估算降水、风暴跟踪信息等天气雷达产品都能直接显示出来，点击需要的产品，根据下面时间点击即可，在自动更新处打钩也可以自动滚动显示，可以选择雷电报警设置。

5.3实况降水

点击菜单“实况降水”，弹出相应的窗体，内含强降水监测、08-08时降雨量、最大小时降雨量、时段降雨量（一小时）、时段降雨量（一天以上）等。对应下面的为具体时间区域自动站雨量计雨量界面显示。点击相应的降雨量实况：会弹出具体统计结果，并绘图叠加到地图上，也可以word文档格式生成快报输出。

5.4估测降水

点击菜单“估测降水”，弹出相应的窗体，首先是日期选择、估测区域、估测时间、估测最小值、色标、快报最小值等设置。可以形成绘图形式也可以电子表格输出，word文档格式生成叠加地图的快报服务应急管理部门。

6结论

通过雷达反演降水可及时获取大面积高分辨率降水信息，弥补降水观测站点稀疏的不足。天气雷达反演降水是精细化气象服务的基础资料，对天气气候的监测和分析、强降雨灾害的评估、数值预报模式的检验和校准以及水文分析等具有很高的应用价值。“天气雷达一雨量计联合估测降水系统”投入业务应用，并对比检验分析和实况降水有较好的一致性。