新一代天气雷达业务化系统地图设计及模式应用

天气雷达回波需要与地理信息融合应用，以定位雷达回波，指导气象服务。本文针对新一代天气雷达业务化系统（ROSE）产品显示子系统，设计了全新的开放地图格式，采用全国一份地图数据文件，各地雷达站点动态匹配的方式, 改进了现有雷达业务系统中主用户处理系统（PUP)需要各个站点分别申请定制地图的不便。ROSE产品显示子系统支持多种型号业务雷达数据在不同地球投影方式下的地图自适配显示。地图应用子模块程序设计中引入设计模式，有效解决了精细化地图数据的显示效率问题，实现了显示信息与速度的平衡。     

GIS精细化地图资料在新一代多普勒天气雷达中的应用

使用中国新一代多普勒天气雷达cINRAD系统的底图资料,分析了其二进制文件的数据存取格式,设计了精细化地图数据编辑应用软件.此软件通过增加热点区域的地理信息,在预报中可准确定位雷达回波强度的地理位置,为相关政府部门提供精细化的气象预报服务产品.     

阵列天气雷达设计与初步实现

阵列天气雷达是分布式、高度协同的相控阵天气雷达。阵列天气雷达至少包括3个相控阵收发子阵（简称收发子阵）,通过增加收发子阵而扩大探测区域。每3个相邻的收发子阵一组协同扫描,保证3个相邻收发子阵在同一个空间点的数据时差小于2 s,从而保证径向速度合成正确的流场。采用相控阵多波束扫描技术,4个发射波束和64个接收波束覆盖0°~90°仰角,机械扫描覆盖360°方位,整个体扫时间为12 s,为多普勒天气雷达整个体扫时间的1/30。阵列天气雷达通过金属球进行了强度、波束宽度、方位、仰角的定标。阵列天气雷达在长沙机场布设试验,成功获取了精细的风场和回波强度数据,可为更精细、更完整揭示小尺度天气系统变化规律提供新工具。     

一次初夏冰雹天气过程的新一代雷达产品特征剖析

针对四川盆地绵阳市梓潼县今年初夏首场区域性强对流冰雹天气过程，从新一代天气雷达产品的分析入手，剖析了强对流冰雹天气过程中雷达产品的特征，分析表明：四川盆地西北部的初夏冰雹天气过程是由强度达65dBz的勾状强回波产生，冰雹云回波在对流层低层具有垂直伸展厚度不大的强辐合特征。VAD风廓线、回波顶高、垂直液态水含量与冰雹天气的产生在时、空定位上有明显的对应关系。     

多普勒天气雷达与711天气雷达应用的对比分析

１引言７１１天气雷达是属于非相干雷达，只能探测回波的位置和强度等。而新一代多普勒雷达是一种新型的相干雷达，它可以测定散射体相对雷达的速度，在一定条件下反演出大气风场、气流垂直速度的分布以及湍流状况等。黑龙江省在２００１年１２月１８日通过３８３０多普勒天气雷达（以下简称３８３０天气雷达）的安装验收，于２００２年４月投入业务运行。目前黑龙江省各市（地）应用的是７１１天气雷达，在今后的预报、服务、人工影响天气等业务仍发挥作用。多普勒雷达与７１１雷达在分析与应用中有哪些差别呢？有必要进行分析和讨论。这里…     

一次初夏冰雹天气过程的新一代天气雷达产品特征剖析

针对四川盆地绵阳市梓潼县今年初夏首场区域性强对流冰雹天气过程,从新一代天气雷达产品的分析入手,剖析了强对流冰雹天气过程中雷达产品的特征,分析表明:四川盆地西北部的初夏冰雹天气过程是由强度达65dBz的勾状强回波产生,冰雹云回波在对流层低层具有垂直伸展厚度不大的强辐合特征。VAD风廓线、回波顶高、垂直液态水含量与冰雹天气的产生在时、空定位上有明显的对应关系。     

一次初夏冰雹天气过程的新一代天气雷达产品特征剖析

针对四川盆地绵阳市梓潼县今年初夏首场区域性强对流冰雹天气过程,从新一代天气雷达产品的分析入手,剖析了强对流冰雹天气过程中雷达产品的特征,分析表明:四川盆地西北部的初夏冰雹天气过程是由强度达65 dBz的勾状强回波产生,冰雹云回波在对流层低层具有垂直伸展厚度不大的强辐合特征.VAD风廓线、回波顶高、垂直液态水含量与冰雹天气的产生在时、空定位上有明显的对应关系.     

曲靖冷锋前强对流的环流及雷达回波特征分析

通过对2006年7月7日发生在曲靖中部及南部的强对流天气的环流特征及相应的多普勒雷达产品的形状、强度、移向进行分析。得出在有利的大尺度天气环流形势背景下，曲靖处于冷锋切变前，具备有利的温湿条件和极不稳定能量时，极易生产强对流天气，同时当在多普勒雷达上出现典型的超级单体对流、倒“V”型、钩状回波、弓形回波等时，会伴有冰雹、大风天气出现。     

双线偏振天气雷达工作的十年总结

本文回顾了我所十年来双线偏振天气雷达工作，系统总结了双线偏振天气雷达在识别云中粒子相态、识别冰雹区、定量测量降雨强度及在水文领域应用等方面的研究成果，以供我国广大天气雷达气象工作者参考。在此基础上，对我们的工作进行了展望。     

多普勒天气雷达地图系统的设计与实现

根据国家测绘局提供的地理数字线划图数据DLG及中国新一代天气雷达CINRAD所需地图投影变换后的数据格式，研究天气雷达地图信息处理技术，设计了相应的系统软件。该雷达地图生成系统能够根据国家测绘局提供的地图数据实时生成符合我国CINRAD要求格式的全国任何一个地点指定探测范围内的地图，并可在雷达数据终端和雷达产品进行叠加显示。     

曲靖冷锋前强对流的环流及雷达回波特征分析

通过对2006年7月7日发生在曲靖中部及南部的强对流天气的环流特征及相应的多普勒雷达产品的形状、强度、移向进行分析。得出在有利的大尺度天气环流形势背景下,曲靖处于冷锋切变前,具备有利的温湿条件和极不稳定能量时,极易生产强对流天气,同时当在多普勒雷达上出现典型的超级单体对流、倒“V”型、钩状回波、弓形回波等时,会伴有冰雹、大风天气出现。     

常规天气雷达数字化组网软件设计

本文提出一种常规天气雷达数字化组网拼图的软件设计思想,包括单部雷达的数据格式、雷达局地直角坐标向地图直角坐标的变换以及准实时组网软件建立原则和结构流程。并介绍在IBM PC/XT微处理机上初步建立的华东雷达网模型。     

Ka波段毫米波云雷达对青藏高原东南缘降水回波的分析

利用丽江站新建的Ka波段毫米波云雷达获得的高时间分辨率的垂直观测资料,结合同址的地面自动气象站和雨滴谱的分钟数据、常规探空数据和附近C波段天气雷达的强度回波,分析了两次降水过程前后云雷达反射率因子Z、径向速度Vr、速度谱宽Sw的垂直变化规律。分析表明：在发生弱降水时,云雷达Z在垂直方向的变化不明显;但Vr、Sw值在0℃层稍低位置有一个明显的分界层（融化层）,粒子通过融化层后Vr、Sw都是快速变大,这个变化主要是粒子的相态由固态变成液态引发的,可以通过Vr、Sw突变值的位置来识别0℃层亮带的高度。从C波段天气雷达回波强度、剖面图及云雷达位置的时间-高度图看,对毛毛雨和小雨的回波,强度和高度差异比较明显,毛毛雨比小雨回波高度低、强度弱,与云雷达相比C波段雷达对高一些的云观测不到,对距离较远的弱降水回波无法观测到;由于相同粒子对不同波长电磁波的散射不一样,造成两种雷达垂直方向观测到的Z变化不同。对比弱降水回波,云雷达在强降水时：Z出现缺口;Vr在0℃层以上有较大的正值（弱降水的Vr都是负值）;在0℃层以上Sw变得更大（弱降水时Sw在0℃层以上值较小,在0℃层以下较大）。在强降水时,从C波段雷达回波强度时间-高度图看,垂直方向回波强度变化明显,在同一时刻回波强度由地面向空中的变化是逐渐减小的;不同时间同一高度层强度也有变化,云雷达雨衰缺口时段回波明显强于其他时段。在个例分析中,发生分钟降水量在0.3mm以下强度的降水,云雷达可以观测到完整的云信息;发生分钟降水量在0.5mm以上强度的降水,云雷达会有严重的雨衰,无法观测到完整的云信息。     

一次强对流天气的雷达回波及闪电特征分析

利用地面观测资料、红外卫星云图、天王山714CD多普勒天气雷达资料和STD-1闪电定位资料。详细分析了西昌卫星发射场(以下简称场区)山区地形条件下一次强对流天气的雷达回波发展演变过程和多普勒特征，对流云的云地闪特征，给出分析对流云运动演变的一些方法和应注意的问题。     

新一代天气雷达产品在iPhone手机中的绘制

分析了新一代多普勒天气雷达的地图文件和雷达产品文件的二进制数据结构,给出数据解析方案。针对搭载iOS操作系统的iPhone手机,使用Objective-C编程语言在集成开发工具Xcode上开发一款手机APP,将天气雷达的地图和雷达产品绘制到APP中,通过手势捏合操作对雷达产品进行缩放,实现雷达产品的动画播放,使其具备不亚于PC端PUP程序的展示效果。     

新一代多普勒天气雷达强度定标研究

天气雷达回波强度的强弱直接影响预报员对降水强度的判断,在重大气象灾害天气过程中,回波强度偏差有可能导致漏报而产生无法挽回的损失,中国气象局提出“到2022年底全国新一代天气雷达反射率因子标准偏差平均值从4.5dB降低到3.5dB”的目标,就是为了提高雷达监测均一性,降低客观因子对预报质量的影响。本文对岳阳、长沙、湘潭、益阳雷达产品对比分析,利用数据平均偏差方法计算雷达回波强度的扩散特征,得出岳阳雷达回波强度较其他三部雷达均偏弱约4dB以上的结论,并采用“对点测量”方法对岳阳雷达进行重新标定,将平均偏差降低至2.5dB以内,降低了中尺度区域内不同雷达之间的平均偏差,有效增强了回波强度一致性,对提高雷达业务可用性具有十分现实的意义。     

风廓线雷达与多普勒天气雷达风矢产品对比及相关分析

利用成都地区2010年8月和北京沙河地区2011年7—8月风廓线雷达以及多普勒天气雷达的风廓线探测资料,结合对应时段的天气现象相关记录,通过对比分析得到以下结论:①弱降水条件下,在300~2100m高度内,风廓线雷达与多普勒天气雷达探测具有很好的相关性,风向相关系数平均值为0.596,风速相关系数平均值为0.736,在做预报时两者可以同时应用,互为补充;②强降水天气条件下,风廓线雷达与多普勒天气雷达探测的风向、风速变化趋势基本一致,特别是在300~2100m之间各个高度上风向、风速相关性较好,风向相关系数平均值为0.573,风速相关系数为0.508,且风廓线雷达比多普勒天气雷达探测到的各层风向、风速变化更为详细、直观;③阴天条件下风廓线雷达与多普勒天气雷达的风向、风速相关性低层比高层好;④晴天条件下,风廓线雷达更适合用于预报和监测天气。     

双多普勒天气雷达风场探测的可靠性研究

从双多普勒天气雷达风场探测原理和多普勒天气雷达数据处理技术出发，分析了影响双勒天气雷达风场反演可靠性的内在因素。即两部雷达观测同一点的非一致性 (空间和时间上的非一致性) 和空间各测量点观测时间及照射体积的非统一性，以及微波在大气中的非直线传播和地球表面的非几何平面引起的坐标、定位等问题都严重影响了双多普勒天气雷达风场反演可靠性。该文提出一些解决办法，但在应用双多普勒天气雷达风场反演数据时，还必须进行可靠性分析。     

9914号台风多普勒雷达资料分析

利用多普勒天气雷达资料分析和控制1999年14号台风在近海及登陆过程中强度场、多普勒速度场的分布特点和演变规律，分析结果表明，多普勒天气雷达在探测台风过程中比一般天气雷达更具有优越性。     

强天气系统雷达定位的坐标转换公式

天气雷达是对强天气系统进行及时探测和准确定位的有力工具。不过它所获取的定位数据是一组以测站(即雷达天线的位置，下同)为中心的“球坐标”值(即斜距r、方位角a和仰角β)．而在天气分析和预报的实际工作中需要的却是地理坐标(即地理纬度φ和经度λ)。