新一代天气雷达与常规天气雷达性能浅析

对我省新一代天气雷达和常规天气雷达的技术指标，发射接收体制及探测性能的差异等进行了分析，在实际业务应用中具有一定参考价值。     

天气雷达

自从四十年代初期开始使用微波雷达进行降水探测以来,无论是在雷达技术本身,还是雷达气象学方面,都有了较大的发展。影响日本的天气灾害主要是台风、暴雨和大雪等。而天气雷达在探测台风和暴雨方面有着独到之处。所以从五十年代中期开始,日本就大力发展天气雷达。尽管日本天气雷达建站的时期并不算早,仅有二十几年的历史,但在近二十年来却发展很快,就其雷达网的密度和设备的性能而言,已经居于世界领先地位。     

S波段相控阵天气雷达与新一代天气雷达探测云回波强度及结构误差的模拟分析

由中国气象科学研究院国家灾害天气重点实验室与中国电子科技集团南京第14研究所联合研制的S波段相控阵天气雷达采用宽波束发射多波束接收,从而很大程度上缩短雷达扫描周期,但是由于相控阵雷达其波束宽度的增加以及波束宽度与增益不再是定值而是随着仰角而发生变化,必然在一定程度上牺牲雷达探测分辨率,造成其回波细节的缺失。为了比较该S波段相控阵天气雷达与S波段多普勒天气雷达在探测云反射率因子大小和结构方面的差异,采用双线性插值方法,模拟出空间分辨率很高的降水云团,并模拟相控阵天气雷达和S波段新一代天气雷达的波束特性对其进行扫描,通过模拟扫描得到的反射率回波,分析了对同一降水云团、相同距离位置,相控阵天气雷达与S波段常规多普勒天气雷达回波在水平方向和垂直方向的差异,结果表明:相控阵雷达对回波水平方向上和垂直方向上的平滑作用在一定程度上改变了回波的结构,减弱了回波的中心强度,使一些小的强回波中心消失。相对于S波段多普勒天气雷达,减少了极弱回波与强回波的面积,增加了中间强度回波的面积。探索了模拟分析相控阵天气雷达与多普勒天气雷达数据的方法,为相控阵天气雷达的定标和定量测量提供了理论参考。     

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…     

强对流天气雷达回波强度相关性对比分析

为了提高山区复杂地形条件下局地强对流天气监测预警能力,有效减小天气雷达之间对降水目标物回波的测量误差,选取贵阳、毕节、遵义三部多普勒天气雷达同步观测体扫资料,以贵阳多普勒天气雷达站为基准,对比分析了强对流天气的雷达回波强度的变化特征。初步分析结果表明:贵阳与遵义、毕节雷达之间观测的回波强度具有一致性的波动特征,且存在较大的相关性;贵阳雷达观测的回波强度总体低于毕节、遵义雷达观测数据结果;两部雷达之间回波强度差异主要是由云和降水对雷达波的衰减所产生。     

高山上新一代天气雷达的探测分析与效能发挥

以泰山新一代天气雷达CINRAD/CD为例,结合泰山原713天气雷达多年的使用经验,计算并分析了天气雷达的最佳探测仰角和最低探测高度,根据泰山新一代天气雷达(简称泰山CD雷达)与济南新一代天气雷达(简称济南SA雷达)回波的DBZM、C-VIL对比分析,揭示不同海拔高度雷达在相同仰角下观测的回波的差异,指出泰山CD雷达由于使用了与平原雷达统一的0.5°以上仰角的观测模式,造成了对降水回波的探测能力不足,并指出泰山CD雷达要发挥最大效能应如何改进的建议。     

新一代天气雷达径向速度质量分析

径向速度的模糊问题是制约新一代天气雷达径向速度资料应用的关键问题,且影响制约速度退模糊效果好坏的因素比较多。利用上海站和舟山站雷达资料,分析WSR-88D天气雷达和国内新一代天气雷达(SA、SB)径向速度资料质量上的差异,同时利用南京站、广州站及承德站雷达资料,详细说明信噪比对新一代天气雷达(SA、CB)径向速度质量的影响。从理论分析和个例资料的分析中发现:SA(SB)雷达相对于WSR-88D雷达而言,径向速度值跳跃性较大;同时,信噪比与径向速度质量及速度模糊之间存在一定的关系,信噪比越大,径向速度差值相对越小,则径向速度跳跃性较小,径向速度资料质量相对较好,发生速度模糊的可能性就越小;反之,信噪比越小,径向速度差值相对越大,则径向速度跳跃性较大,径向速度资料质量相对较差,发生速度模糊的可能性就越大。     

新一代天气雷达

阐述了双偏振多普勒雷达的理论基础，以ＣＳＵ－ＣＨＩＬＬＳ波段双偏振多普勒天气雷达为例，介绍了双偏振多普勒雷达的系统结构和工作原理。并以雷达测量的数据处理和分析实例说明了双偏振多普勒雷达在气象学中的应用     

新一代C波段脉冲多普勒天气雷达——3830天气雷达简介

3830天气雷达是由信息产业部电子第38研究所研制并生产,是我省即将投入业务运行的新一代C波段全相干脉冲多普勒天气雷达。本文主要介绍了它的工作过程以及与713天气雷达相比3830雷达先进的技术特点,最后列举了3830雷达几种主要的气象产品,以供对新一代天气雷达感兴趣的人们参考     

新一代天气雷达与TWR01小天气雷达在一次强降水天气过程中的对比分析

通过对贵阳多普勒雷达和独山TWR01小天气雷达资料在一次强降水天气过程中四个时段的观测资料和四个时段的自记降水资料进行分析对比．得出新一代多普勒天气雷达由于贵州地形影响等原因．存在一定的探测盲区,而TWR01小雷达对小范围的对流云层观测更清楚、更接近当时天空的实际情况,是多普勒天气雷达很好的补充。     

Forecasting weather radar propagation conditions

Summary The increasing use of weather radar quantitative precipitation estimates, particularly in automatic applications such as operational hydrometeorological modelling or assimilation in numerical weather prediction (NWP) models, has promoted the development of quality control procedures on radar data. Anomalous propagation (AP) of the radar beam due to deviation from the standard refractivity vertical profile, is one of the factors that may affect seriously the quality of radar observations because of the increase in quantity and intensity of non-precipitating clutter echoes and consequent contamination of the estimated rainfall field. Another undesired effect of AP is the change in the expected radar echo height, which may be relevant when correcting for beam blockage in radar rainfall estimation in complex terrain. The aim of this paper is to study the use of NWP mesoscale forecasts to predict and monitor AP events. A nested 15-km grid resolution version of the MASS model has been used to retrieve refractivity profiles in the coastal area of Barcelona, near a weather radar and a radiosonde station. Using the refractivity profiles two different magnitudes were computed: the vertical refractivity profile of the lowest 1000 m layer and a ducting index which describes the existence and intensity of the most super-refractive layer contained in the lowest 3-km layer. A comparison between model forecasts and radiosonde diagnostics during a six-month period showed that the model tended to underestimate the degree of super-refraction, with a bias of 4 km⁻¹ and RMSE of 11 km⁻¹ in the 1-km vertical refractivity gradient. Further analysis of the data showed that a combination of previous observations and forecasts allowed to produce modified forecasts improving the original direct model output, decreasing substantially the bias, reducing the RMSE by 20% and improving the skill by 40%, beating also radiosonde observations persistence.     

多普勒天气雷达及其应用

简单介绍了多普勒天气雷达探测原理及测速能力,并介绍了多普勒天气雷达速度资料的应用。     

浅谈 714C型天气雷达的中修

2003年民航哈尔滨空管中心航务气象台对 714C型天气雷达进行中修.在中修中共发现大小故障 86例,雷达的整体性能显著下降,大部分指标值低于标准值.同时在中修过程中,技术人员全面分析雷达出现故障的原因.电子仪器设备在储存、运输和工作中受气候环境、机械环境与电磁环境等因素的影响较大,其中温度、湿度、电源品质等要素的影响在哈尔滨机场体现得较为突出,机场供电经常在 320～ 460V之间波动,给雷达设备造成很大的损害,同时,恶劣的气候条件和工作状况加快了半导体器件、电阻器、电容器、继电器、接插件、及开关等元器件表面氧化、老化的进程、导致电参数退休.根据故障情况进行了综合分析.     

TWR01小型天气雷达雷电防护

依据贞丰县TWR01小型天气雷达安装的地理位置、气候条件以及相关的防雷技术规范,对其进行雷电防护设计,具体包括小型雷达自身的雷达的天线、信号和控制线路、雷达主体直击雷防护及在户内重点保护雷达控制设备及线路的防护措施;从外到内综合运用接闪、分流、屏蔽、接地、等电位等现代防雷技术,该技术的实施保证了雷达设备的安全运行。     

天气雷达等射束高度图制作算法优化

本文在以往研究成果的基础上,推导了天气雷达遮蔽角图和等射束高度图的理论计算过程,指出了以往在计算方位角、仰角、斜距等方面存在的偏差,并给出了解决方法。依据该方法采用地理信息数据绘制了遮蔽角图和等射束高度图,并与雷达实际回波图进行了比较。比较结果表明,除因地理信息分辨率问题导致的个别方位存在偏差外,理论计算图和雷达实际回波图整体一致性较好。     

成都新一代天气雷达资料整编程序开发

作者利用Visual Basic 6.0作为编程工具开发的程序,对成都站新一代天气雷达资料进行整编,既能满足国家局对雷达资料共享的部分要求,又有利于日常资料的保存和使用.使用该程序可以提高资料整编效率,给雷达资料的保存带来了方便.     

成都新一代天气雷达资料整编程序开发

作者利用Visual Basic 6.0作为编程工具开发的程序,对成都站新一代天气雷达资料进行整编,既能满足国家局对雷达资料共享的部分要求,又有利于日常资料的保存和使用。使用该程序可以提高资料整编效率,给雷达资料的保存带来了方便。     

双基地天气雷达系统的有效照射体积

根据"有效照射体"的基本概念,采用微分理论来回避椭球面近似为平面的假设,推导了双基地雷达系统有效照射体积表达式,证明双基地雷达系统有效照射体积与单基地雷达有效照射体积之比值V_b/V_m,在数值上等于双基地系统主站极轴长度R_t相对于半长轴长度a的导数.有效照射体积数值计算结果与以往相同,放宽了推导过程中的假设条件,显得更加严谨、易懂.还给出了双基地雷达系统各几何量(如V_b/V_m、R_t、主站共面方位Φ、辅站极轴长度Rr、辅站共面方位Φ_r、双基地角β)之间的一些关系式,分析了在双基地雷达系统探测过程中有效照射体积随有关量变化的特征,为双基地偏振雷达系统天线控制、资料处理、旁瓣影响分析、探测精度提高等提供理论依据.     

基于雷达校正的雨量插值研究

自动站点雨量数据到格点化雨量数据的插值方法一直在气象业务中有着重要应用,但传统插值法一般只考虑距离对估测点的影响,不能够真实地反应降水的落区分布.利用多普勒雷达资料对雨量插值结果进行校正,可使得插值后的结果较好地反映雷达反射率分布特征,也可以较好地克服反距离加权插值法的尖点问题.经过业务测试检验,基于雷达校正的雨量插值方法效果较为稳定,可以在业务中进行应用.     

TWR01型天气雷达简介

通过对TWR01型天气雷达的性能和特点的论述,探讨该天气雷达相对于其他雷达的区别和优势,并探索在贵州省人工增雨防雹作业预警和指挥中进一步推广应用TWR01型天气雷达及其相关技术产品的科学性和现实意义。