Un algoritmo mejorado de estimación de precipitación cuantitativa (QPE) basado en radar polarimétrico en la banda S para tifones sobre el sur de China utilizando observaciones de 2DVD
Autores: Guo, Zeyong; Hu, Sheng; Zeng, Guangyu; Chen, Xingdeng; Zhang, Honghao; Xia, Feng; Zhuang, Jiahui; Chen, Min; Fan, Yuwen
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Un algoritmo mejorado de estimación de precipitación cuantitativa (QPE) basado en radar polarimétrico en la banda S para tifones sobre el sur de China utilizando observaciones de 2DVD
Categoría
Ciencias Naturales y Subdisciplinas
Subcategoría
Astronomía
Palabras clave
Datos de radar polarimétrico
Estimación cuantitativa de precipitación
Precipitación inducida por tifones
Distribución del tamaño de gotas
Sur de China
Algoritmo de QPE
Licencia
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Citaciones: Sin citaciones
Los datos de radar polarimétrico son una herramienta importante para la estimación cuantitativa de precipitación (QPE), que es esencial para el monitoreo y la previsión de la precipitación. Estudios anteriores han demostrado que la distribución del tamaño de las gotas (DSD) y los parámetros del radar polarimétrico de la precipitación inducida por tifones difieren significativamente de los de otros tipos de lluvia. El sur de China es una región que experimenta frecuentemente tifones y lluvias intensas, lo que puede causar desastres graves. Por lo tanto, es fundamental desarrollar un algoritmo de QPE que sea adecuado para la precipitación de tifones en el sur de China. En este estudio, construimos cuatro estimadores de QPE simples, R(Z), R(Z, Z), R(K) y R(K, Z) basados en observaciones de DSD de un disdrómetro de video bidimensional (2DVD) de la precipitación inducida por tifones en el sur de China en 2017-2018. Analizamos las características de la DSD y la precisión de estimación de estos cuatro estimadores de QPE en el espacio de reflectividad-reflectividad diferencial (Z-Z), así como los datos del radar polarimétrico de banda S (S-POL) de siete eventos de precipitación inducida por tifones que afectaron al sur de China entre 2017 y 2019. Utilizamos estos datos para determinar cuantitativamente los rangos óptimos de los estimadores y establecer un algoritmo de QPE para la precipitación inducida por tifones en el sur de China (2DVD-Tifón). Los resultados de la evaluación mostraron que: (1) en comparación con R(Z) y R(K), R(Z, Z) y R(K, Z) tuvieron un rendimiento inferior en la estimación de la lluvia inducida por tifones después de incorporar el parámetro polarimétrico Z, ya que el fuerte viento cruzado del tifón causó algún sesgo en el ZDR inducido por las gotas de lluvia; (2) el algoritmo 2DVD-Tifón utiliza las respectivas ventajas de los estimadores individuales para generar los mejores resultados de QPE; (3) el rendimiento de QPE de 2DVD-Tifón y la Optimización de Lluvia de Identificación de Hidrometeoros de la Universidad Estatal de Colorado (CSU-HIDRO) se utiliza como comparación para la lluvia horaria, la lluvia acumulada y diferentes intensidades de lluvia. La comparación muestra que 2DVD-Tifón ofrece un mejor error normalizado (NE), error cuadrático medio (RMSE) y coeficiente de correlación (CC), lo que indica su fortaleza en la estimación de lluvia para tifones en el sur de China. Los resultados anteriores proporcionan apoyo teórico para mejorar el monitoreo de la lluvia inducida por tifones y los modelos de pronóstico numérico del tiempo en el sur de China.
Descripción
Los datos de radar polarimétrico son una herramienta importante para la estimación cuantitativa de precipitación (QPE), que es esencial para el monitoreo y la previsión de la precipitación. Estudios anteriores han demostrado que la distribución del tamaño de las gotas (DSD) y los parámetros del radar polarimétrico de la precipitación inducida por tifones difieren significativamente de los de otros tipos de lluvia. El sur de China es una región que experimenta frecuentemente tifones y lluvias intensas, lo que puede causar desastres graves. Por lo tanto, es fundamental desarrollar un algoritmo de QPE que sea adecuado para la precipitación de tifones en el sur de China. En este estudio, construimos cuatro estimadores de QPE simples, R(Z), R(Z, Z), R(K) y R(K, Z) basados en observaciones de DSD de un disdrómetro de video bidimensional (2DVD) de la precipitación inducida por tifones en el sur de China en 2017-2018. Analizamos las características de la DSD y la precisión de estimación de estos cuatro estimadores de QPE en el espacio de reflectividad-reflectividad diferencial (Z-Z), así como los datos del radar polarimétrico de banda S (S-POL) de siete eventos de precipitación inducida por tifones que afectaron al sur de China entre 2017 y 2019. Utilizamos estos datos para determinar cuantitativamente los rangos óptimos de los estimadores y establecer un algoritmo de QPE para la precipitación inducida por tifones en el sur de China (2DVD-Tifón). Los resultados de la evaluación mostraron que: (1) en comparación con R(Z) y R(K), R(Z, Z) y R(K, Z) tuvieron un rendimiento inferior en la estimación de la lluvia inducida por tifones después de incorporar el parámetro polarimétrico Z, ya que el fuerte viento cruzado del tifón causó algún sesgo en el ZDR inducido por las gotas de lluvia; (2) el algoritmo 2DVD-Tifón utiliza las respectivas ventajas de los estimadores individuales para generar los mejores resultados de QPE; (3) el rendimiento de QPE de 2DVD-Tifón y la Optimización de Lluvia de Identificación de Hidrometeoros de la Universidad Estatal de Colorado (CSU-HIDRO) se utiliza como comparación para la lluvia horaria, la lluvia acumulada y diferentes intensidades de lluvia. La comparación muestra que 2DVD-Tifón ofrece un mejor error normalizado (NE), error cuadrático medio (RMSE) y coeficiente de correlación (CC), lo que indica su fortaleza en la estimación de lluvia para tifones en el sur de China. Los resultados anteriores proporcionan apoyo teórico para mejorar el monitoreo de la lluvia inducida por tifones y los modelos de pronóstico numérico del tiempo en el sur de China.