小波变换在风廓线雷达探测边界层顶中的应用
摘要
风廓线雷达是边界层大气湍流探测的一个有效工具.本文利用协方差小波变换和求导法对风廓线雷达信噪比数据进行分析处理,来确定边界层的高度,并与常规的无线探空仪确定的边界层高度进行比较,通过分析得到:(1)协方差小波变换应用于边界层顶的确定时,尺度因子a和平移因子b的选取很关键.不同的a和b值的变化范围有可能会得到不同的结果,在计算过程中要根据不同的时间来确定不同的值:(2)质量控制对正确判断边界层顶至关重要,好的质量控制方法可以起到剔除突变点的作用,使确定的边界层高度更符合实际情况:(3)在晴空条件下,南京的一次个例分析中我们看到,小波变换应用于风廓线雷达信噪比数据能够识别出大气边界层顶的高度,与求导法和常规的无线电探空仪确定的边界层高度具有很好的一致性;(4)通过质量控制,小波变换法和探空仪确定的高度最大相差不超过200m,两者的相关系数为R2=0.88,小波法和求导法确定的边界层高度的相关系数达到了R2=0.97;(5)南京该地此时的边界层在早上8点左右开始抬升,到下午15点到16点间达到最大值,最高高度为1.4km左右,而后开始下降,夜间边界层比较稳定,都在500m范围之内.