單雷達風場反演-【移動坐標法】的特性分析與應用

羅英祥　廖宇慶

國立中央大學大氣物理所

摘要

　　本研究主要的目的在於測試一種建立在移動參考坐標上的單雷達風場反演技術，以深入了解其應用在真實雷達資料時的表現和特性。在此反演法中， 首先利用回波觀測資料找出一組最佳化的平移速度，而在以此速度移動的坐標系統上，回波被保守的程度最大。再來將所有的觀測資料內插到這個新的移動坐標上，並假設風場在密集的天線掃描時間間隔內為近似於恆定，則可以建構出反演三維風場的價值函數，其中用以規範待反演風場(u, v, w)的弱勢約束條件有：(1).回波保守；(2).徑向風V_r與笛卡爾風場(u, v, w)之間的幾何關係；(3).質量保守；(4).弱水平及垂直渦度；(5).水平風平均值近似 VAD 風剖面；(6).高階空間平滑函數。使用變分技術極小化這個價值函數後，便可以求出完整的風場分布。選取 1987 年 TAMEX 實驗期間 IOP#2 個案，使用其中 CP-4 和 TOGA 兩座都卜勒雷達的觀測資料對此反演法進行測試與驗證，並進一步了解此反演法之特性。