Signal Postprocessing and Reflectivity Calibration of the Atmospheric Radiation Measurement Program 915-MHz Wind Profilers
Signal Postprocessing and Reflectivity Calibration of the Atmospheric Radiation Measurement Program 915-MHz Wind Profilers
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大气辐射测量程序 915 MHz 风廓线仪的信号后处理和反射率校准
DOI：
10.1175/jtech-d-12-00146.1
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发表时间：
2013
影响因子：
2.2
通讯作者：
Battaglia A
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Battaglia A
能源部大气辐射测量(ARM)计划最近启动了一项新的研究途径，以更好地描述从云到降水的转变。应用于毫米波长雷达和瑞利基准的双波长技术在直接从双波长比测量中反演降雨率方面具有巨大的潜力。在此背景下，ARM 915-MHz风廓线仪最近在垂直指向模式下的重新配置使这些仪器成为提供瑞利反射率/多普勒速度参考的理想候选仪器。在进行任何科学研究之前，必须仔细检查风廓线数据的质量。这项工作描述了信号后处理步骤，这些步骤对于提供高质量的反射率和平均多普勒速度产品至关重要--即，从晴空回波估计噪声底数，使用并置的圆盘仪进行绝对校准，消除多普勒速度的混叠，以及合并风廓线仪的不同模式。通过与ARM南大平原站在中纬度大陆对流云试验期间部署的高质量S波段剖面仪的比较，证实了所提出的后处理所带来的改进。随着垂直指向模式的增加和这项工作中描述的后处理的到位，除了是风研究的关键资产外，风廓线观测可能因此成为未来几年降雨研究的核心内容。
The Department of Energy Atmospheric Radiation Measurement (ARM) Program has recently initiated a new research avenue toward a better characterization of the transition from cloud to precipitation. Dual-wavelength techniques applied to millimeter-wavelength radars and a Rayleigh reference have a great potential for rain-rate retrievals directly from dual-wavelength ratio measurements. In this context, the recent reconfiguration of the ARM 915-MHz wind profilers in a vertically pointing mode makes these instruments the ideal candidate for providing the Rayleigh reflectivity/Doppler velocity reference. Prior to any scientific study, the wind profiler data must be carefully quality checked. This work describes the signal postprocessing steps that are essential for the delivery of high-quality reflectivity and mean Doppler velocity products—that is, the estimation of the noise floor from clear-air echoes, the absolute calibration with a collocated disdrometer, the dealiasing of Doppler velocities, and the merging of the different modes of the wind profiler. The improvement added by the proposed postprocessing is confirmed by comparison with a high-quality S-band profiler deployed at the ARM Southern Great Plains site during the Midlatitude Continental Convective Clouds Experiment. With the addition of a vertically pointing mode and with the postprocessing described in this work in place, besides being a key asset for wind research wind profilers observations may therefore become a centerpiece for rain studies in the years to come.
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DOI：
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通讯作者：
P. Kucera
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作者：
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通讯作者：
S. Matrosov