1、11 南京雷达数据的一致性分析和订正 *2 朱艺青 12 王振会 12 李南 2 徐芬 3 韩静 2 楚志刚 2 张晗昀 2 焦鹏程 2 3 ZHU Yiqing12 WANG Zhenhui12 LI Nan12 XU Fen3 HAN Jing2 CHU Zhigang2 ZHANG Hanyun2 JIAO 4 Pengcheng25 1. 南京信息工程大学气象灾害预报预警与评估协同创新中心，中国气象局-气溶胶-云-降水重点实验室，6 南京 2100447 2.南京信息工程大学大气物理学院，南京，2100448 3. 江苏省气象科学研究所，南京，2100099 1. Collaborat
2、ive Innovation Center on Forecast and Evaluation of Meteorological Disasters, 10 CMA Key Laboratory for Aerosol-Cloud-Precipitation， Nanjing University of Information11 Science Heymsfield ,et al ，2000; 82 Anagnostou，et al，2001; Liao，et al，2001;Wang，et al，2009 )和空间匹配法（Schumacher，et 83 al， 2000; Houze
3、, et al，2004） 。2008 年以后，全球降水测量计划（Global Precipitation 84 Measurement， GPM）组建的校验网络（ Validation Network，VN）系统采用更优越的几何85 匹配法（Schumacher ，et al， 2011；GSFC，2011；王振会等， 2015） 。Kim 等（2014）使86 用 VN 系统对韩国境内多部地基雷达和 PR 进行匹配。87 基于以上的研究，我们可以把多年稳定运行的 PR 作为我国地基雷达数据一致性分析88 的参考标准 ，通过对单站地基雷达和 PR 进行时空匹配，分析地基雷达的一致性、稳定性8
4、9 和偏差，提高星载雷达和单站地基雷达的一致性，从而可以提高我国目前雷达网资料的一90 致性。91 本文使用 2008 至 2013 年南京龙王山雷达和 PR 资料，利用几何匹配法对两雷达进行92 时空匹配，验证两雷达探测回波的一致性以及多年工作的稳定性，定量分析两雷达的反射93 率因子值差异，拟合两雷达反射率因子的偏差订正关系并对南京雷达回波值做线性订正。94 统计分析多年南京雷达数据的订正效果，并对 2010 年 6 月 8 日 16:08 和 2010 年 3 月 23 日95 07:03 两个匹配时次 PR 与订正前后的南京雷达回波特征进行对比分析。 96 2 雷达数据和匹配方法97
5、2.1雷达数据 98 2.2.1 TRMM/PR99 TRMM 的轨道倾角约为 35，在高度为 350km（2011 年 8 月调整为 403km）的圆形100 轨道上运行，探测的纬度范围在 38S-38N，每天环绕地球 16 圈。PR 观测时以17101 天顶角、垂直于轨道的方向进行扫描，扫描宽度为 215km，发射波长为 2.2cm 的电磁波4102 （Ku 波段） ，最小可测的反射率因子值为 18dBZ（Kozu, et al,2001） ，dBZ 测量精度在103 1。104 本文使用的 TRMM/PR 数据产品是 2008 年 1 月至 2013 年 10 月第七版的 1C21 和1
6、05 2A25，分辨率均为 4.5km4.5km250m，数据以地球坐标系下的经度、纬度和高度的格106 式保存。其中，一级产品 1C21 是 PR 观测得到的反射率因子值；二级产品 2A25 是经过衰107 减订正的反射率因子值（王振会，2001)，是 1C21 经过 Hitschfeld-Bordan 方法108 （Hitschfeld，et al，1954）和地面参考法（Meneghini，et al，2000）衰减订正等处理方法109 得到的。在比较 PR 和地基雷达的反射率因子值时，需要充分考虑了 PR 的衰减、质量控制110 等方面的影响。因此，使用经过衰减订正、质量控制、波束订正
7、以及地物杂波剔除等方面111 处理的 2A25 与地基雷达的反射率因子值作对比， 1C21 仅作为备查资料。本文所使用的112 TRMM/PR 数据产品以及数据说明均可通过 TSDIS(TRMM Science Data and Information 113 System)进行下载。114 2.2.2 地基雷达115 南京雷达（CINRAD-SA，记为 GR）于 32.19N、118.64E 龙王山上，海拔高度为116 138.2m，发射波长为 10cm 的电磁波（S 波段），以体扫模式 VCP 得到三维空间回波资料，117 在有效探测半径 230km 内，反射率因子值产品的分辨率约为 1
8、1km，数据以极坐标格118 式存储。119 本文使用的 2008-2013 年南京站地基雷达的反射率因子值产品经过了 SWAN(Severe 120 Weather Nowcast System)系统的质量控制处理，有效地过滤了孤立噪声回波并抑制了非气121 象回波（吴涛等，2013） ，提高了地基雷达数据的准确性和可靠性。122 2.2几何匹配法介绍123 在 PR 探测的维度范围内，任意给定地基雷达地理位置每天会有 1-3 次的观测轨道在124 其附近经过（Negri，et al，2002） 。地基雷达和 PR 的扫描方式和数据存储格式不同，使用125 几何匹配法对两种雷达的反射率因子数
9、据进行重采样，地基雷达和 PR 的扫描波束在几何126 空间上重合的且回波均匀的空间即为有效匹配点，如图 1 所示。每一个匹配空间的水平分127 辨率是 PR 星下点的水平分辨率（PR 波束展宽） ，垂直分辨率是 GR距雷达中心不同距离128 处的垂直分辨率（GR 波束展宽） 。匹配算法由全球降水计划（ GPM）的校验网络（VN）129 系统完成，具体介绍可参考 Schumacher（ 2011） 和 王 振 会 等 （ 2015） 。1305131 图 1 几何匹配法示意图132 （实线是 PR 扫描波束，虚线是地基雷达波束，阴影部分是重合区域）133 Fig. 1 Schemetic of
10、 Geometry-matching method134 (The solid lines represent PR scanning beam, the dotted lines represent GR sweeps, the shaded area represents 135 overlap area)136 本文中 GR 与 PR 之间的匹配在以南京雷达为中心、半径为 100km 的区域内进行。当137 一个时次里两雷达的有效匹配点超过 100 个，该时次即为有效匹配时次。匹配点的 PR 和138 GR 反射率阈值分别设为 18dBZ 和 15dBZ（Morris ，et al，20
11、11） ，否则为无效匹配点。对139 GR和 PR进行时间匹配时，根据 PR飞过 GR位置的时间（精确到秒）以及 GR体扫的开始时140 间（精确到分） ，尽可能挑选与 PR飞过时间最临近的 GR体扫数据。由于地基雷达 6min 产141 生一个体扫数据，因此 PR 扫过匹配区域的时间与 GR 开始体扫时间的差在 6min 内才可142 能有效。6min 时间窗是指理论上 PR 和 GR 探测的时间差最大为 6min。本文统计的六年的143 匹配时次 GR 和 PR 的探测时间差平均值为 1.5min。144 零度层亮带（Bright Band height，记作 BBH）及零度层以上的回波强
12、度会因为粒子形145 状、波束相交重合度低等因素而影响地基雷达与星载雷达对比的复杂性。因此，本文主要146 研究零度层亮带以下的有效匹配数据。147 3 统计分析148 3.1六年样本数据149 经资料海选以及 VN 系统的匹配，六年（2008-2013 年）中零度层亮带以下共有 260 个150 有效匹配的时次，具体的每年有效匹配时次数见表 1，平均每年的有效匹配时次数约 40 个。151152153 表 1 2008-2013 年每年有效匹配的时次数154 Table 1 Effective match-up cases from 2008 to 2013年份 2008 2009 2010
13、 2011 2012 2013时次数 29 33 47 64 49 38155 对单一有效的匹配时次里所有匹配对应点的 PR 和 GR 的反射率因子值分别求均值，156 可得该时次的 PR 和 GR 的平均反射率因子值。同时，求出对应时次的 GR 与 PR 的平均反157 射率因子值差，记作 GR-PR。图 2 是 2008-2013 年共 260 个时次的 PR 和 GR 的平均反射158 率因子值以及 GR-PR 的时间序列图。159 图 2a 和 b 对比表明，GR 数据的时间序列起伏特征基本上和 PR 一致。只是其差异160 （即 GR-PR） ，如图 2c 所示，存在明显的“三段特征
14、” 。161 1）一致性分析162 图 2a 和 b 对比可得，GR 平均反射率因子值的时间序列波动特征基本和 PR 是一致的。163 例如在 2010 年末和 2011 年初，两雷达的平均反射率因子值均有一段时间的低值区，波动164 起伏的发展趋势相似；而在一些时次，两雷达的平均反射率因子值的峰值位置也一一对应。6165 PR 和 GR 在 260 个匹配时次的平均反射率因子值的相关系数为 0.92（由图 2a 和 b 计算） ，166 说明两雷达探测降水回波具有良好的一致性。167 2）稳定性分析168 单一时次的平均反射率因子值的大小反映的是该时次内回波强度的平均情况。平均反169 射率
15、因子值越大，说明该时次内，强回波值的点或者对流云（一般认为 35dBZ 以上）的点170 占全部有效匹配点的比例越高。计算中本文选定了 GR 和 PR 反射率因子值的有效阈值分171 别是 15dBZ 和 18dBZ，对于以弱回波或者层云（一般认为 25dBZ 以下）为主的时次，平172 均反射率因子值不会低于 PR 的阈值 18dBZ（南京雷达为 15dBZ） 。因此，雷达探测的单一173 时次的平均反射率因子值有下限，且该下限值应略高于雷达的反射率因子阈值。假设雷达174 是长期稳定工作，对于弱回波的层云时次，其平均反射率因子值的下限值也应该是保持稳175 定的。图 2a 中的横虚线表示
16、PR 多年内平均反射率因子值的极小值的估值（20.5dBZ ） ，此176 估值即为 PR 的平均反射率因子的下限值。由图得知，PR 多年多个的平均反射率因子值的177 极小值均在此均值线上，可认为 PR 从 2008-2013 年的运行工作是持续稳定的。而图 2b 中178 GR 的平均反射率因子值极小值的估值线随时间有比较明显的变化，可大致分为三个时间179 段（由竖虚线进行分段，对应时间点分别在 2010 年 3 月 23 日和 2013 年 5 月 6 日） 。每个180 时间段内，GR 的平均反射率因子值的下限值是比较稳定，而三个时间段之间的下限值有181 显著的差异。对 GR 的平
17、均反射率因子值与 PR 的平均反射率因子值相减可得图 2c，可见182 其时间序列可划分为同样的三个时间段（竖虚线划分） 。在三个分段时间内，GR-PR 值的183 分段均值如横实线所示。三个时段的 GR-PR 均值差异明显，时段 II 内的均值明显小于时184 段 I 和时段 III 内的值。这表明，GR 工作状态具有明显的“三段特征” ，而在各时段内稳定185 性较好（与 PR 有较好的一致性） 。7186187188 图 2 2008 年 1 月至 2013 年 10 月所有匹配时次零度层亮带以下 PR(a)和 GR(b)的平均反射率因子值189 以及差值 GR-PR 时间序列图(c)。
18、 （图 a 和 b 中横虚线是平均反射率因子值的极小值连线，图 c 的横实线190 是 GR-PR 的分时段均值线）8191 Fig. 2 Time series of below-BBH mean reflectivity of all the match-up cases of PR (a), GR(b) and 192 reflectivity differences (GR-PR) (c) from January, 2008 to October, 2013. (The dotted lines in figures “a” and “b” 193 represent the min
19、imal of mean reflectivity; the solid lines in figure “c” represent the average lines of GR-PR)194 3）时间分段195 根据上述“三段特征” ，将 2008 年 1 月至 2013 年 10 月划分为以下三个时间段，见表196 2：197198 表 2 2008 年 1 月至 2013 年 10 月分段统计数据199 Table 2 Segmented statistics of Nanjing radar from January, 2008 to October, 2013时段 I2008.01
20、-2010.03 时段 II2010.03-2013.05 时段 III2013.05-2013.10时次数 68 158 34GR 的平均反射率因子值极小值的估值 (dBZ) 18.6 16.4 18.6GR-PR 均值(dBZ ) -1.14 -4.12 -1.45200 结合表 2 和图 2 分析可得，PR 多年运行工作稳定，而 GR 在时段 II 内整体的反射率因201 子 dBZ 值比前、后的时间段的值偏小 2.2，GR-PR 值 dBZ 偏小约 2.8，时段 II 整体的回波202 强度 dBZ 值比时段 I、III 偏小 2-3。203 3.2分段统计分析204 分别对三个时段内
21、零度层亮带以下的两种雷达反射率因子值作进一步的统计分析。以205 时间段最长且匹配时次数最多的时段 II（2010 年 3 月至 2013 年 5 月）为例，结果如下。 206 GR-PR 值的分布概率情况如图 3 所示。GR-PR 值的经验分布函数曲线的峰值位置与207 GR-PR 值的均值线位置（竖直线）相对应，从峰值位置开始曲线分别向两则相对均匀的逐208 渐下降。使用基于经验累积分布函数的 Kolmogorov-Smirnov 检验法对样本的经验分布函209 数进行正态性检验，检验结果表明该时段的样本数据服从正态分布。因此，使用拉依达准210 则（3 准则）剔除样本中的异常值（Outl
22、ier ） 。拉依达准则的公式如下：211 （1）03.)(xP212 式中， 和 分别代表正态总体 x 的均值和标准差，P 表示正态总体中的数值出现大于213 或小于 的概率是小于 0.3%。经使用拉依达准则剔除了样本的异常点后，该33214 时间段内的匹配样本容量由 158 减少到 155。剔除样本中的异常值，可有助于提高计量样215 本的代表性。9216217218 图 3 2010 年 3 月至 2013 年 5 月 158 个时次 GR-PR 值(dBZ)的频数时次数和频率分布概率密度分布219 函数图。 （柱条是频数，曲线是 经验分布函数概率密度分布函数曲线，竖直线是 GR-PR
23、均值线）220 Fig. 3 The frequency and frequency distribution (158 time levels) of GR-PR from March, 2010 to May, 2013. 221 (The columns represent frequency, the curve represents the empirical distribution function, the vertical line 222 represents the average line of GR-PR)223 图 4 是时段 II 的 155 个时次所有匹配点（共
24、 62883 个）的 GR-PR 以及匹配点数在每224 个回波强度区间段的分布。统计中，取 GR 反射率因子值阈值为 15dBZ，从 15-55dBZ 每隔225 5dBZ 设一个区间段。随着 GR 反射率因子值的增大，匹配点数逐渐减少，GR 和 PR 的差226 值从-5.63dBZ 逐渐增加到 1.28dBZ。在各时次的所有匹配点里，约 60%的匹配点是层云回227 波（大多在 25dBZ 以下） ，不到 10%的匹配点是对流云（大多在 35dBZ 以上） 。GR-PR 值228 随南京雷达反射率因子值的变化趋势表明，回波强度越小，GR-PR 值越小，即对应匹配点229 上的 GR 值越
25、小于 PR 的值；随着回波强度增大，GR-PR 从负值逐渐增加并转为正值，即230 对应匹配点上的 GR 值越接近于 PR 的值甚至大于 PR 的值。GR 值在 40-45dBZ 和 45-231 50dBZ 区间内，GR-PR 值从负值-0.6135dBZ 逐渐增加到正值 0.6747dBZ，说明在 45dBZ 附232 近，GR 值近似等于 PR 的值，并随着回波强度的增大，GR 开始大于 PR 的值。10233234235 图 4 2010年 3月至 2013年 5月 155个时次 GR-PR值（dBZ）和匹配点数随 GR的反射率因子值236 （dBZ）的大小的变化。 （柱条是 GR-P
26、R，折线是匹配点数）237 Fig.4 Variations of GR-PR values and the numbers of match-up points with the reflectivity factor from 238 March, 2010 to May, 2013. (The columns represent GR-PR and the line represents the numbers of match-up points)239240 对比 GR-PR 值和匹配点数随回波的强度的变化，表明在此时间段内 GR-PR 均值（-241 4.12dB）主要是由占总匹配
27、点数 60%的层云回波点的 GR-PR 值贡献所得。因此，GR-PR242 均值只能反映两种雷达在中弱回波（30dZB 以下）或者层云回波的反射率因子值差值，不243 能体现在中强回波（30dZB 以上）或层积云回波的反射率因子差值情况。244 同样方法，发现在时间段 I 和 II 内 GR-PR 值和匹配点数的分布特征与上述时间段 II245 的基本相同，三个时段的整体样本容量由 260 减少到 245。246 4 订正分析247 上文分析表明 GR-PR 值是随回波强度而变化的，当订正两雷达反射率因子值的差异时，248 对匹配时次上所有点的反射率因子值整体增减一个数值并不能有效地订正两种雷
28、达值差异。249 两种雷达反射率因子值差异的原因有多种，如不同电磁波段探测降水粒子时产生的 Mie 散250 射效应（Liao ， et al，2009） 、传感器的极化效应、信号端的衰减效应等（Liao，et 251 al， 2001） 。即使 GR 和 PR 分别经过校准，采样距离也会引起回波值的差异（ Gabella，et 252 al， 2006） 。引起两雷达反射率因子值差异的原因是复杂的，故本文主要从统计上对两雷达11253 的反射率因子作统计分析。由于 GR 数据的“三段特征” ，故进行分段统计分析(三时段所254 含时次数分别为 60、155 和 30)，并进行 GR 反射率值
29、的线性订正及订正效果分析。255 4.1订正拟合256 以时段 II 探测数据为例， 在 155 个时次中共有 62883 个匹配点（即 GR 和 PR 的反射257 率因子值） ，把 GR 回波强度取值范围15, 54 平均分成为 39 个区间，计算每个区间内所有258 对应匹配点的 GR 和 PR 均值，如图 5 中的点所示。由于 GR 回波强度较大时匹配点数较少，259 两雷达值在高值区对应的位置关系有比较大的起伏，但不会改变两雷达值整体对比的趋势260 特征，如图 5 中虚线所示：261 （2）4.97.0GRPRZ262 据此得到对南京雷达反射率因子的订正公式：263 （3）50RR
30、264 其中 代表南京雷达观测值的订正值，订正后的南京雷达记作 GR0。0GRZ265 266267 图 5 2010年 3月至 2013年 5月（时段 II）GR 和 PR的反射率因子值对比分布和拟合直线。268 （点是 GR和 PR值的对比，虚线是 GR和 PR的拟合直线）12269 Fig.5 The distribution comparison and fitting line of reflectivity factor values between GR and PR from 270 March, 2010 to May, 2013. (The points represent
31、 the comparison of GR and PR; the dotted line represents the 271 fitting line of GR and PR)272273 同理可得时段 I 和 III 的南京雷达反射率因子的订正公式分别为：274 (4)61.7.0GRGRZ275 (5)380276 时段 I、II 和 III 的 PR 和 GR 拟合订正公式（3）-（5）的相关系数分别为：277 0.9900、0.9931 和 0.9839。278 4.2 六年样本订正及其效果分析279 经分段订正后，对所有匹配时次订正后的南京雷达反射率因子值（记为 GR0）求均值
32、，280 可得每个时次 GR0的均值，同时求出对应时次的 GR0和 PR 的反射率因子差值，记作 GR0-281 PR。图 6 是 PR 和 GR0的平均反射率因子值以及 GR0-PR 的时间序列图。表 3 给出三个时282 间段内 PR 和 GR0平均反射率因子值的极小值的估值以及 GR0-PR 的均值。可见，283 （1）三个时段的 GR0平均反射率因子值的极小值的估值和 GR0-PR 的均值大致相等，284 而订正前三个时段差异较大。285 （2）三个时段 245 个匹配时次的平均反射率因子值整体差异小 0.75dBZ，优于订正之286 前（见表 2） 。相应的 GR-PR 值的标准差从
33、订正前的 1.760 下降到订正后的 1.222。287 （3）PR 和南京雷达 245 个匹配时次的平均反射率因子值的整体相关系数订正后为288 0.956（由图 6a 和 b 计算） ，优于订正前的值 0.924（由图 2a 和 b 计算） 。289 （4）进一步计算 PR 和南京雷达 245 个匹配时次 105894 个匹配点上的反射率因子值相290 关系数，可得从订正前的 0.835 增加到订正后的 0.850，相应的 GR-PR 值的标准差从订正291 前的 3.976 下降到订正后的 3.538。292 可见，以 PR 作为南京雷达回波强度的参考，对南京雷达数据分段订正，可有效地改
34、293 善南京雷达多年降水回波探测的一致性和稳定性。13294295296 图 6 2008 年 1 月至 2013 年 10 月 245 个匹配时次零度层亮带以下 PR(a)、订正南京雷达(b)的平均反297 射率因子值以及 GR0-PR 值时间序列图(c)。 （图 a 和 b 的横虚线是平均反射率因子值的极小值估值线，图298 c 的横实线是分段时间内 GR0-PR 的均值线）14299 Fig. 6 Time series of below-BBH mean reflectivity of all the match-up cases of PR (a), GR0 (b) and 300
35、 reflectivity differences (GR0-PR) (c) from January, 2008 to October, 2013. (The dotted lines in figures “a” and “b” 301 represent the minimal of mean reflectivity; the solid lines in figure “c” represent the average of GR0-PR)302303 表 3 南京雷达订正后分段统计数据304 Table 3 Statistics of Nanjing radar data afte
36、r segmented correction时段 I2008.01-2010.03 时段 II2010.03-2013.05 时段 III2013.05-2013.10的平均反射率因0GR子值极小值的估值 (dBZ) 19.8 19.0 19.4均值(dBZ)P0 -0.20 -0.75 -0.71305 4.3个例订正分析306 分别选取以层云回波和层积云回波为主的两个匹配时次（见表 3） ，对比分析 PR 与订307 正前后的南京雷达值的差异以及地基雷达的订正效果。南京站雷达完成一次完整的体扫需308 要 6min，因此 PR 扫过匹配区域的时间与南京雷达开始体扫匹配区域的时间差在6min
37、 内309 才可能有效。310311 表 4 匹配时次的回波类型和时间312 Table 4 Echo type and time of match-up cases回波类型 年月日 PR 轨道号 PR 探测时间 GR 体扫开始时间层云 2010.06.08 71567 16:08:19 16:06:01层积云 2010.03.23 70361 07:03:51 07:06:01313 图 7是 2010 年 6 月 8 日 16:08（属于时段 II）以层云回波为主的 PR和订正前、后的314 在 0.5仰角的 PPI 图。图 8同图 7，仅时间为 2010 年 3 月 23 日 07:03
38、（属于时段 II）以315 层积云回波为主的 1.5仰角 PPI。采用几何匹配法，将两雷达的反射率因子重采样，得到316 在 GR 的 PPI 图的空间位置上的 PR 值和订正前的 GR、后的 GR0。PPI 图以南京雷达为中317 心，距离圈半径分别为 50km 和 100km。318 在图 7 以层云回波为主的的 0.5PPI 图中，订正前 GR 的回波区域小于 PR 探测的回319 波区域，尤其是在以 GR 为中心东侧的探测区域；GR 的回波强度也小于 PR。订正后的320 GR0回波区域分布和回波强度于与 PR 的大体一致。321PR GR0GRGR15322323 图 7 2010
39、年 6 月 8 日 16:08 以层云回波为主的匹配时次的订正前的 GR 、PR 和订正后的 GR0在 0.5324 仰角的 PPI 图325 Fig.7 Geometrically matched GR, PR and GR0 for the 0.5 elevation sweep of Nanjing radar at 16:08 BT 8 326 June 2010, rendered as PPIs.327328 在图 8 以层积回波为主的的 1.5PPI 图中，订正前的 GR 回波区域以及回波强度均小329 于 PR，且该时次匹配区域的强回波（红黄色）区域与 PR 的相比明显缺失。订
40、正后的 GR0330 回波区域分布与 PR 大体一致，强回波区域的强度和范围有所增大，但仍小于 PR。331332 图 8 同图 7，仅时间为 2010 年 3 月 23 日 07:03 1.5仰角 PPI且以层积云回波为主333 Fig.8 As in Fig.7, but for the 1.5 elevation sweep of Nanjing radar at 07:03 BT 23 March 2010.334335 5 结论336 本文采用 2008 年 1 月至 2013 年 10 月的 PR 和经过 SWAN 系统质量控制的南京雷达337 资料，运用几何匹配法对两种雷达的一致
41、性、稳定性和反射率因子值差异进行对比分析。338 结论如下：339 1) GR 零度层亮带以下的数据与 PR 具有良好的一致性，其平均反射率因子值的时间序340 列起伏特征基本与 PR 的一致，只是其差异（即 GR-PR）存在明显的 “三段特征” （时段341 I：2008 年 1 月至 2010 年 3 月，时段 II：2010 年 3 月至 2013 年 5 月，时段 III：2013 年 5342 月至 2013 年 10 月） ；三个时段回波强度 dBZ 值的整体差异为 2-3。PR 的下限值保持在一343 个水平线上，表明 PR 在六年时间里工作状态稳定，可作为 GR 的参考。344
42、 2) 时段 II（2010 年 3 月至 2013 年 5 月）内 GR-PR 差异表明在不同回波强度分布下，345 GR-PR 值随回波强度的增大，从负值逐渐增加到正值，呈线性关系。回波强度越小，GR346 值越小于对应匹配点的 PR 值；当回波强度增大时，GR 值越接近于 PR 的值并开始大于347 PR 的值。348 3) 以 PR 为参照，建立了三个时间段内的南京雷达值的线性订正关系。订正后 GR 回349 波数据整体一致性得到改善：三个时段间回波强度 dBZ 值的整体差异从订正前的 2-3 下降350 到订正后 0.75 以内；PR 和 GR 在 245 个匹配时次的平均反射率因子
43、值的相关系数从订正351 前的 0.924 增加到订正后的 0.956，GR-PR 值的标准差从订正前的 1.760 下降到订正后的GR PR GR016352 1.222； PR 和 GR 在 105894 个匹配点上的反射率因子值相关系数从订正前的 0.835 增加到353 订正后的 0.850，GR-PR 值的标准差从订正前的 3.976 下降到订正后的 3.538。354 当然，南京雷达数据的订正效果还有待于进一步的验证实验。验证方法如将订正前、355 后的回波强度转换为雨强，然后与回波区域内地面雨量计网的雨量值对比，也可以借助数356 值模式将订正前、后的回波强度同化，然后对比同化效
44、果。357 致谢：感谢中国科技大学傅云飞教授对本文的数据收集的帮助，中国气象局武汉暴雨研究所的万玉发研究员和冷亮老师对本358 文所使用的南京雷达数据进行了 SWAN系统的质量控制处理提供技术支持。359 参考文献360 成 璐 , 沈 润 平 , 师 春 香 等 . 2014. GMORPH 和 TRMM 3B42 降 水 估 计 产 品 的 评 估 检 验 . 气 象 . 361 40(11):1372-1379. Cheng L, Shen R P, Shi C X, et al. 2014. Evaluation and verification of 362 CMORPH and T
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