hong_sjunhen
New Member
Download miễn phí Luận văn Xây dựng công thức tính lượng mưa từ số liệu ra đa Đốp-Le cho khu vực Trung Trung Bộ
MỤC LỤC
MỤC LỤC . 4
MỞ ĐẦU . 6
CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ RAĐA, RAĐA THỜI TIẾT
TAM KỲVÀ HỆTHỐNG ĐO MƯA TỰ ĐỘNG. 8
1.1. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ RAĐA. 8
1.1.1. Lịch sửcủa rađa. 8
1.1.2. Nguyên tắc hoạt động. 8
1.1.3. Phương trình rađa đối với mục tiêu điểm trong chân không . 10
1.1.4. Diện tích phản xạhiệu dụng của mục tiêu khí tượng. Thểtích phân
giải của khối xung. 12
1.1.5.Các phương trình rađa Probert-Jones và phương trình rađa rút gọn đối
với mục tiêu khí tượng . 15
1.2. RAĐA THỜI TIẾT TAM KỲ. 18
1.3.HỆTHỐNG ĐO MƯA TỰ ĐỘNG . 20
CHƯƠNG 2: ƯỚC LƯỢNG MƯA TỪ ĐỘPHẢN HỒI VÔ TUYẾN
CỦA RAĐA KHÍ TƯỢNG . 25
2.1. KIẾN THỨC CƠ BẢN VỀ MƯA. 25
2.1.1.Mưa và một vài loại mưa thường gặp . 25
2.1.2.Một số đặc trưng cơ bản . 26
2.1.3.Sựphân bốhạt mưa theo kích thước hạt. 27
2.1.4.Phân cấp cường độ mưa. 29
2.1.5.Sửdụng rađa đểphát hiện mưa. 30
2.1.6.Sửdụng rađa để ước lượng mưa. 31
2.2. CÁC NGUYÊN NHÂN GÂY RA SAI SỐ KHI ƯỚC LƯỢNG MƯA
BẰNG RAĐA KHÍ TƯỢNG . 34
2.2.1. Sai sốdo hệthống thiết bị rađa. 35
2.2.2.Sai số do địa hình . 35
2.2.3.Các sai số do điều kiện truyền sóng dị thường trong khí quyển . 36
2.2.4.Các sai sốdo công thức tính cường độ mưa không bao hàm hết các
đặc tính của vùng mưa. 37
2.2.5. Sai sốdo hệthống thiết bị đo mưa mặt đất. . 38
CHƯƠNG 3. PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN VÀ ĐÁNH GIÁ SAI SỐ. 39
3.1. PHƯƠNG PHÁP BÌNH PHƯƠNG TỐI THIỂU . 39
3.1.1.Đặt bài toán vềcách tìm các tham số. 39
3.1.2.Phương pháp bình phương tối thiểu. 40
3.2. TỔNG QUAN VỀ ĐÁNH GIÁ. 44
3.2.1. Một sốkiến thức cơ bản về đánh giá. 44
3.2.2. Một số đại lượng thống kê khách quan thường được sửdụng trong
đánh giá. 45
CHƯƠNG 4. CHƯƠNG TRÌNH TÍNH TOÁN, KẾT QUẢVÀ KẾT LUẬN . 48
4.1. TIẾN HÀNH XÂY DỰNG CÔNG THỨC. 48
4.1.1.Thu thập sốliệu. 48
4.1.2 Xửlí sốliệu và đồng bộsốliệu theo thời gian. 49
4.1.3 Tính toán và đánh giá công thức. 56
4.1.3 Giới thiệu phần mềm tính toán và kiểm nghiệm . 58
4.2 KẾT LUẬN . 62
TÀI LIỆU THAM KHẢO. 63
PHỤLỤC. 65
PL1. Dạng đầu vào sốliệu rađa. 65
PL2. Dạng đầu vào của đo mưa tự động mặt đất. . 66
PL3.Mã nguồn phần mềm. . 69
PL4.Kết quảtính toán . 91
Để tải bản Đầy Đủ của tài liệu, xin Trả lời bài viết này, Mods sẽ gửi Link download cho bạn sớm nhất qua hòm tin nhắn.
Ai cần download tài liệu gì mà không tìm thấy ở đây, thì đăng yêu cầu down tại đây nhé:
Nhận download tài liệu miễn phí
Tóm tắt nội dung tài liệu:
Ngoài ra còn nhiều nguyên nhân khác liên quan đến chất lượng đo đạc
của rađa, đặc biệt là các nhiễu phản hồi từ mặt đất và vật cản “làm mù” một
phần cánh sóng.
2.2.1. Sai số do hệ thống thiết bị rađa
2.2.1.1. Sự suy yếu do vòm che
Anten rađa thường đặt trong một vòm che làm bằng sợi thuỷ tinh, giúp
bảo vệ anten khỏi bị mưa, gió làm hỏng và cho phép hoạt động quay của nó
nhẹ nhàng hơn. Tuy nhiên, khi mưa, chụp bảo vệ bị ướt gây ra sự suy yếu
năng lượng sóng điện từ của rađa.
2.2.1.2.Tính không ổn định của rađa và tính không chuẩn xác của
anten
Công suất của máy phát, độ khuếch đại của máy thu của rađa thường
không ổn định. Sự duy trì hệ thống ổn định là cực kỳ quan trọng. Ngoài ra,
hiệu chuẩn không chính xác phần cứng của anten cũng là nguyên nhân đáng
kể gây ra sai số trong quá trình ước lượng mưa.
2.2.2.Sai số do địa hình
2.2.2.1. Nhiễu mặt đất
Búp sóng chính và búp sóng phụ của rađa đều có thể gặp mục tiêu mặt
đất, điều này thường gây ra các phản hồi vô tuyến cố định, đó là những nhiễu
địa hình. Những nhiễu địa hình ở gần trạm rađa do búp sóng phụ gây ra
thường là cố định do đó nó dễ dàng được loại bỏ; với những nhiễu địa hình ở
xa thì sẽ khó loại bỏ hơn.
36
Rađa được đặt sao cho làm cực tiểu hoá các phản hồi mặt đất này,
nhưng ta không thể loại bỏ hết hẳn được chúng. Ta có một bản đồ ghi lại các
nhiễu mặt đất này, từ đó có thể tránh sự hiểu lầm phản hồi đó là do mưa gây
ra. Người ta cũng thử nghiệm các phần mềm để loại bỏ các mục tiêu cố định,
nhưng những phần mềm này lại loại luôn cả những vùng mưa nếu mưa là tĩnh
tại hay di chuyển theo hướng vuông góc với phương bán kính.
Nếu những phản hồi này không được lọc và được sử dụng vào công
thức Z – I để ước lượng mưa, tổng lượng mưa trong vùng phản hồi địa hình sẽ
lớn hơn giá trị mưa thực tế. Khi sử dụng phép lọc phản hồi địa hình trong
phần số liệu thô của rađa thì tổng lượng mưa ở những vùng không có ảnh
hưởng địa hình sẽ bị thấp hơn so với thực tế.
2.2.2.2. Sự che khuất
Giống như việc tạo ra các phản hồi vô tuyến cố định, tình trạng bị chắn
của búp sóng bởi mặt đất gây ra sự che khuất một phần hay toàn phần búp
sóng chính, như thế chỉ có một phần nhỏ hay không có năng lượng chiếu tới
mưa ở phạm vi xa hơn, gây ra sự phản hồi lệch lạc từ mục tiêu khí tượng. Có
thể ví dụ như, vùng mưa ở thấp quá, lại nằm xa, thì rađa không thể phát hiện
được, như vậy không thể đo được cường độ phản hồi từ vùng mưa đó. Hoặc,
vùng mưa nằm khuất hẳn sau các ngọn núi, quả đồi, như thế các tia sóng đã bị
chắn và không thể “chạm” được tới vùng mưa.
2.2.3.Các sai số do điều kiện truyền sóng dị thường trong khí quyển
Hiện tượng siêu khúc xạ có thể cho hiển thị các nhiễu địa hình ở xa
rađa khi sóng được phát với góc nâng thấp. Nếu chúng không được lọc, phản
hồi địa hình ở xa sẽ được đưa vào công thức Z – R để tính mưa và kết quả sẽ
cho ta cường độ mưa lớn hơn thực tế. Ngược lại, nếu phép lọc này được thực
37
hiện cả ở những vùng không xảy ra hiện tượng truyền sóng siêu khúc xạ, mưa
sẽ có giá trị ước lượng thấp hơn so với giá trị thực tế..
2.2.4.Các sai số do công thức tính cường độ mưa không bao hàm hết các
đặc tính của vùng mưa
2.3.4.1.Sự không lấp đầy búp sóng
Những vùng mưa ở xa rađa có thể có kích thước nhỏ hơn độ rộng của
búp sóng, do đó mục tiêu không thể lấp đầy búp sóng. Mà một trong những
giả thiết để sử dụng phương trình rađa là mục tiêu lấp đầy đồng nhất toàn bộ
thể tích xung. Vì thế một mục tiêu nhỏ hơn đọ rộng búp sóng vấn hiển thị như
thể nó lấp đầy bước sóng, tức là lớn hơn so với kích thước thực của nó. Như
vậy công suất phản hồi của toàn bộ mục tiêu này sẽ được san đều ra cho toàn
bộ độ rộng búp sóng, kết quả là cường độ mưa do ước lượng có giá trị nhỏ
hơn thực tế.
2.2.4.2. Sự khuếch đại tự động không bù đắp đúng sự suy yếu của tín
hiệu theo khoảng cách
Rađa tự động khuếch đại công suất thu lên một số lần để nhận được độ
phản hồi Z. Tuy nhiên ở những rađa thế hệ cũ, hệ số khuếch đại không tính
được chính xác, do không tính được độ truyền qua khí quyển (La).
2.2.4.3. Không tính đến đặc điểm phân bố hạt theo kích thước
Trong thực tế, hai vùng mưa có cùng cường độ mưa nhưng vì phân bố
theo kích thước hạt khác nhau nên sẽ cho giá trị cường độ phản hồi khác
nhau. Ví dụ, mưa từ mây thấp hay mưa địa hình tầng thấp thường là mưa bao
gồm nhiều hạt nhỏ, từ đó gây ra độ phản hồi yếu dẫn đến cường độ mưa ước
lượng sẽ thấp. Trong khi đó, mưa từ đối lưu có nhiều hạt lớn gây độ phản hồi
lớn và ước lượng cường độ mưa sẽ cao. Ngoài ra, trong một vùng mưa còn
38
xảy ra sự biến đổi phân bố kích thước hạt theo cả không gian lẫn thời gian,
điều này cũng ảnh hưởng không nhỏ đến độ phản hồi thu được từ mục tiêu.
2.2.4.4. Không tính đến trạng thái của các hạt mưa
Giáng thuỷ tồn tại ở nhiều dạng khác nhau, nếu trong một vùng mưa,
chỉ tồn tại duy nhất một loại giáng thuỷ, độ phản hồi sẽ mang tính ổn định
hơn. Tuy nhiên, trong thực tế, một vùng mưa lại có nhiều loại giáng thuỷ khác
nhau; mưa hỗn hợp các hạt lỏng, băng, tuyết thì nói chung đều làm tăng độ
phản hồi, dẫn tới làm tăng giá trị ước lượng cường độ mưa. Dưới tầng 00C lớp
nước áo bên ngoài tinh thể băng sẽ phản hồi rất mạnh, tạo ra “dải sáng” có độ
phản hồi lớn hơn rất nhiều và gây nên sai số không nhỏ trong quá trình ước
lượng giá trị cường độ mưa.
2.2.5. Sai số do hệ thống thiết bị đo mưa mặt đất.
Trong các phương pháp tính toán cường độ mưa mặt đất với số rađa
thường coi số liệu mặt đất là luôn chính xác, thực tế chúng ta đều hiểu trong
ẩn chứa trong số liệu mưa mặt cũng còn nhiều sai số ví dụ: do chính thiết bị-
độ phân giải ở hệ thống đo mưa tự động này nếu mưa nhỏ hơn 0.5mm, lá cây
rơi vào làm nghẽn cổ phễu, thay đổi về vị trí điểm đặt sensor đo mưa.v.v..
39
CHƯƠNG 3. PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN VÀ ĐÁNH GIÁ SAI SỐ
3.1.PHƯƠNG PHÁP BÌNH PHƯƠNG TỐI THIỂU
3.1.1.Đặt bài toán về cách tìm các tham số.
Khi muốn tìm mối tương quan giữa đại lượng Y nào đó với đại lượng
X, người ta thực hiện đồng thời 1 loại phép đo độc lập giá trị Y tương ứng với
1 giá trị X, sau đó vẽ đường phụ thuộc Y-X để định dạng hàm số khảo sát
thực nghiệm . Các kết quả có thể được biểu diễn dưới dạng bảng 1 hay dưới
dạng đồ thị.
Bảng 3.1
X X1 X2 .... XK .... XN
Y Y1 Y2 .... YK .... YN
Vấn đề đặt ra là tìm biểu diễn giải tích của sự phụ thuộc hàm chưa biết
đó, tức là chọn công thức mô tả các kết quả thực nghiệm. Điều đặc biệt của
bài toán là ở chỗ: vì tồn tại các sai số ngẫu nhiên khi quan trắc nên việc chọn
công thức để mô tả một cách chính xác tất cả các giá trị thực nghiệm là không...