ارزیابی و بهبود عدم قطعیت های موجود در داده‌های رادار اهواز با تاکید بر کالیبراسیون رابطهZ-R

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه هیدروژئولوژی و منابع آب دانشکده مهندسی علوم آب دانشگاه شهید چمران اهواز

2 دانشجوی دکترا گروه هیدروژئولوژی و منابع آب دانشکده مهندسی علوم آب دانشگاه شهید چمران اهواز

3 گروه عمران دانشگاه صنعتی جندی شاپور دزفول

چکیده

رادارهای هواشناسی توان اندازه‌گیری شدت بارش با تفکیک مکانی و زمانی مناسب را دارا می‌باشند. این ابزار بارش را به طور غیر مستقیم و با تبدیل داده های بازتابش رادار به شدت بارش، توسط یک تابع انتقال انجام می‌دهند. این تابع به عنوان رابطه Z-R و مبتنی بر استدلال نظری به فرم Z = aRb شناخته می‌شود. در این مطالعه با استفاده از روش‌ها مختلف کالیبراسیون، رابطه Z-R رادار اهواز برای بارش‌های رگبار، روزانه و میانگین روزانه کالیبره گردید. همچنین با بهره‌گیری از سیستم اطلاعات جغرافیایی GIS و معادلات ارتفاع نمونه برداری رادار، حداقل زاویه ارتفاعی رادار اهواز محاسبه شد. بر اساس نتایج آماری کلیه روش‌های کالیبراسیون روابط  برای بارش رگبار،  برای میانگین بارش روزانه و   برای بارش روزانه، به عنوان معادلات بهینه از میان تمامی روش‌ها جهت تبدیل بازتابش رادار به بارش تعیین گردید همچنین حداقل زاویه ارتفاعی آنتن رادار جهت حذف کامل اثر برخورد پرتوی رادار با ارتفاعات، برابر با 644/0 بر‌آورد شد.
 

کلیدواژه‌ها


طوفانی نژاد.ز.، کمالی. غ.، علیزاده. م.، 1388، کاربرد رادارهای هواشناسی باند X در برآورد میزان بارندگی در حوضه های کوچک، مجله آب و خاک، جلد 23، شماره1، ص 57-67 .

Anagnostou. EN, Krajewski. WF, Smith JA, 1999, Uncertainty quantification of mean-areal radar rainfall estimates, J Atmos Oceanic Technol, Vol: 16, p206–15

Andrieu. H., and J.D. Creutin., 1995, Identification of vertical profiles of radar reflectivity for hydrological applications using an inverse method, J. Appl. Meteorol, Vol: 34, p 225-239

Austin. P.M., 1987, Relation between measured radar reflectivity and surface rainfall, Mon, Weather Rev., Vol: 115, p 1053-1070

Battan. LJ. 1973, Radar observation of the atmosphere, University of Chicago Press, Chicago.

Brandes. E. A., G. F. Zhang., and J. Vivekanandan., 2004, Drop size distribution retrieval with polarimetric radar: Model and application, J Appl Meteorol, Vol: 43, p 461-475

Chumchean. S., 2004, Improved Estimation of Radar Rainfall for Use in Hydrological Modelling. Ph.D. thesis, University of New South Wales

Collier. C. G., 1996, Applications of weather radar systems: A guide to uses of radar data in meteorology and hydrology, John Wiley & Sons, New York, USA.

Doviak. R.J., and D.S. Zrnic., 1984, Doppler radar and weather observations, Academic Press, Orlando, Florida, U.S.A.

Gabella. M., and G. Perona., 1998, Simulation of the orographic influence on weather radar using a geometric-optics approach, J. Atmos. Oceanic Tech., Vol: 15, No: 6, p1485-1494.

Gray W. and Larsen. H., 2004, Radar Rainfall Estimation in the New Zealand Context, Sixth International Symposium on Hydrological Applications of Weather Radar, Melbourne, Australia.

Hildebrand. P.H., 1978, Iterative correction for attenuation of 5 cm radar, J. Appl. Meteorol., Vol: 17, p 508-514

Hitschfeld. W., and Bordan, J., 1954, Errors inherent in the radar measurement of rainfall at attenuating wavelengths, J. Meteorology Vol: 11, p 58–67

Holleman. I., 2007, Bias adjustment and long-term verification of radar-based precipitation estimates. Meteorol Appl, Vol: 14, p 195-203

Jordan. P.W., 2000, Effect on flood modeling of rainfall variability and radar rainfall measurement error, Unpublished PhD thesis, Faculty of Engineering, Monash University, Clayton, Victoria.

Kitchen. M., R. Brown, and A. Davies., 1994, Real-time correction of weather radar data for the effects of bright band, range and orographic growth in widespread precipitation, Q. J. R. Meteorol. Soc., Vol: 120, p 231- 254

41

Krajewski. WF, Smith. JA, 2002, Radar hydrology: rainfall estimation, Adv. Water Resour, Vol: 25: p 1387–1394

Lee. G., and L. Zawadzki., 2006, Radar calibration by gage, disdrometer, and polarimetry: Theoretical limit caused by the variability of drop size distribution and application to fast scanning operational radar data, J. Hydrol, Vol:328,p 83–97

Linsley., R.K., Kohler. M.A and Paulhus. J.L.H., 1988, Hydrology for Engineers, McGraw-Hill, London, UK.

Lombardo. F., Napolitano. F., Russo. F., Scialanga. G., Baldini. L. and Gorgucci. E., 2006, Rainfall estimation and ground clutter rejection with dual polarization weather radar, Advances in Geosciences, Vol: 7, p: 127–130

Mapiam. P., 2008, Climatological Z-R relationship for radar rainfall estimation in the upper Ping river basin, ScienceAsia, Vol: 34, p 215–222

Marshall. J.S., and W. Palmer., 1948, The distribution of raindrops with size. J.Meteorol, Vol: 5, p 165–166

Ramli. S., 2011, Radar Hydrology: New Z/R Relationships for Klang River Basin, Malaysia, International Conference on Environment Science and Engineering, Vol: 8, p 248-251

Rosenfeld. D., Wolff. D. B., and Atlas, D., 1993, General probability matched relations between radar reflectivity and rain rate, J.Appl. Meteorol., Vol:32,p 50–72

Seed. A.W., Sirivardena. L., Sun. X., Jordan. P., Elliott. J., 2002, On the calibration of Australian weather radars, Cooperative Research Centre for Catchment Hydrology, Technical Report, 02/7,p 40

Smith. J.A., Krajewski. W.F., 1991, Estimation of mean field bias of radar rainfall estimates, J. Appl. Meteorol, Vol: 30, p 397– 411

Steiner. M., Smith. JA. Burges. SJ. Alonso CV., Darden RW., 1999, Effect of bias adjustment and rain gauge data quality control on radar rainfall estimation. Water Resour Res, Vol: 35, p 2487–503

Uijlenhoet. R., 2001, Raindrop size distributions and radar reflectivity rain rate relationships for radar hydrology, Hydrology Earth System, Vol: 5, p: 615-627

Uijlenhoet. R., Wielen. S.H., van der and Berne. A., 2006, Uncertainties in rainfall retrievals from ground based weather radar: overview, case study, and simulation experiment, Hydrol. Earth Syst, Sci. Discuss, Vol: 3, p 2385– 2436

Ulbrich. C.W. and N.E. Miller., 2001, Experimental test of the effects of Z–R law variations on comparison of WSR-88D rainfall amounts with surface rain gauge and disdrometer data. Weather Forecast. Vol: 16, p 369–374

Van Vleck. JH, 1947, Absorption of microwaves by oxygen. Phys, Rev. Vol: 71, p 413–24

Vignal. B, Krajewski.WF, 2001, Large-sample evaluation of two methods to correct range-dependent error for WSR-88D rainfall estimates, J. Hydrometeorol, Vol: 2, p 490–504