雷达水文学：原理、模型及应用

雷达测雨技术在气象灾害预警预报方面有着悠久的研究应用历史，多频率机载、星载及地面雷达对水圈多要素的全方位持续观测将深刻影响水文学理论、原理及模型的技术革新。《雷达水文学：原理、模型及应用》以现代雷达技术对水文学科的支撑为切入点，第1章主要论述雷达基本原理，第2～5章详细描述雷达定量降水估测技术，第6～8章介绍雷达技术在水循环要素观测、水文模型及山洪预报方面的应用案例，力求完整呈现雷达原始观测信号向灾害预警预报依据转化处理的全过程，为读者提供雷达水文学从原理、模型到应用的全方位概况。

目录
第1章 雷达基本原理介绍1
1.1 雷达元器件2
1.2 雷达波束3
1.3 雷达脉冲7
1.4 雷达信号处理9
参考文献12
第2章 雷达定量降水估测15
2.1 雷达校准16
2.2 质量控制17
2.2.1 信号处理17
2.2.2 模糊逻辑18
2.3 降水强度估测20
2.4 反射率因子垂直廓线22
2.5 地面雨量站校正24
2.6 时空聚合25
2.7 尚存的挑战26
2.8 不确定性估测28
参考文献30
第3章 极化雷达定量降水估测35
3.1 极化雷达参数36
3.2 极化雷达数据质量控制37
3.2.1 噪声效应及降噪37
3.2.2 杂波检测与消除38
3.2.3 衰减校正38
3.2.4 校准40
3.2.5 自一致性检测40
3.3 水汽凝结体分类41
3.3.1 雷达回波的极化特征41
3.3.2 分类算法42
3.4 基于极化雷达的定量降水估测43
3.5 微物理量反演46
3.5.1 雨滴粒径分布模型47
3.5.2 雨滴粒径分布反演48
3.5.3 降雪与冰雹估测48
3.5.4 验证49
参考文献51
第4章 多雷达多传感器算法57
4.1 单雷达处理59
4.1.1 双极化质量控制60
4.1.2 反射率因子垂直廓线校正60
4.1.3 产品生产62
4.2 降水类型学63
4.3 降水估测65
4.4 评估验证67
4.5 讨论70
参考文献71
第5章 定量降水估测先进雷达技术73
5.1 移动式和填隙式雷达74
5.1.1 高级雷达研究中心的共享移动天气研究与教学雷达SMART-R74
5.1.2 美国国家强风暴实验室的X波段极化移动雷达NOXP76
5.1.3 高级雷达研究中心的大气成像雷达AIR78
5.1.4 高级雷达研究中心的可运输式X波段极化雷达PX-100079
5.1.5 大气协同自适应感测80
5.2 星载雷达81
5.2.1 热带降水测量任务搭载的降水雷达81
5.2.2 美国国家航空航天局GPM搭载的双频降水雷达84
5.3 相控阵雷达85
5.3.1 设计方面与产品精度85
5.3.2 双极化87
5.3.3 对水文学的影响88
参考文献89
第6章 水循环雷达观测技术93
6.1 水文循环94
6.2 地表水96
6.2.1 径流雷达96
6.2.2 地表水测高98
6.2.3 合成孔径雷达99
6.3 地下水100
6.3.1 L波段雷达100
6.3.2 C波段雷达101
6.3.3 探地雷达102
6.4 讨论105
参考文献106
第7章 雷达定量降水估测的水文模型应用109
7.1 水文模型概述110
7.1.1 模型类型110
7.1.2 模型参数113
7.1.3 模型状态变量与数据同化114
7.1.4 水文模型评价120
7.2 雷达定量降水估测的水文评价121
7.2.1 俄克拉何马州科布流域案例分析122
7.2.2 基于由一套基准定量降水估测率定后的水文模型的水文评价124
7.2.3 基于水文模型的蒙特卡罗模拟评价126
7.2.4 基于由多个单*雷达定量降水估测率定后的水文模型的水文评价127
参考文献128
第8章 山洪预报131
8.1 山洪早期预警系统133
8.2 山洪早期预警系统的研究现状136
8.3 集总式山洪早期预警系统138
8.4 山洪潜在危险指标139
8.5 格网式山洪早期预警系统139
8.6 山洪早期预警系统应用评价141
8.7 阈值频率方法142
参考文献144
索引147