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…     

苹果Ⅱ微机对713天气雷达信息处理的应用

本文主要介绍由713天气雷达对某一固定地点气象回波进行离散取样,在苹果Ⅱ型微机上实现信号“时域”和“频域”上涨落谱的高分辨图形显示的方法,并且探讨了这些显示结果的某些实际应用。如对雷达视频积分器效果的直观检验等等。此外对713天气雷达视频积分器独立取样问题也做了探讨,得到了对应不同多卜勒速度方差情况下713天气雷达的独立取样时间。     

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。     

多普勒雷达非降水回波在临近预报中的应用研究

本文研究了多普勒天气雷达速度图上非降水回波(不包括地物回波)的空间结构,并对太原雷达站两年多以来的多普勒天气雷达观测到的“非降水回波”的速度特征进行了深入、系统的分析。发现非降水回波的强度虽然很弱,但其速度回波显示出冷暖平流和大尺度风向、风速辐合(散)相结合的特征。统计结果表明,56次降水过程中,有52次降水发生前的非降水回波具有辐合特征,且非降水回波辐合特征的出现较本站降水发生均具有一定的提前量,为临近预报提供了一种新思路。     

从非多普勒天气雷达信号中获取湍流信息的有关模拟试验

本文对云中降水造成的雷达回皮涨落信号进行模拟,为使模拟信号接近实际,加入了一定量的均匀白噪声。模拟试验旨在检验由常规测雨雷达回波涨落信号考虑与湍流信息密切相关的两个问题:1)雷达回波视频信号的涨落谱方差δ_F~2与降水粒子的多普勒频率谱方差δ_f~2之间是否近似地满足关系式δ_F~2=2δ_f~2。2)能否对同一个雷达发射脉冲用相邻两雷达脉冲体积V_1、V_2中的涨落回波之和代替大体积V_3(它等于V_1加V_2)中的涨落回波,估计v_3的涨落谱方差。模拟结果表明:以上两点基本可行。本文并对误差进行了一定的分析。     

地面气象观测中多普勒雷达回波资料的利用

多普勒天气雷达实时回波通常被广泛应用于短时、临近天气预报、人工增雨(雪)等方面的业务中,事实上,掌握天气雷达回波的演变情况,对做好地面气象观测也是一个很好的辅助工具。通过对2009年4月4日一次强降水过程的多普勒天气雷达云团速度和强度特征分析,结果发现:强降水形成、加强、维持与消散的各个阶段在路径、速度和强度上有明显的体现。     

吉林省雷电雷达回波特征分析及预警指标

本文应用2004-2005年多普勒雷达回波资料和探空资料,对发生在雷达有效探测范围内的雷电天气进行分析,发现随季节的不同,雷电天气雷达回波高度和强度存在一定差异;二次回波对雷电天气有一定的指示意义;多普勒雷达径向速度大尺度辐合风场特征,对雷电落区及强度预报意义较大;垂直累积液态水含量具有一定的阈值;K指数、正不稳定能量对雷电的发生反映明显。     

山西省多普勒雷达非降水回波应用研究

本文研究了多普勒天气雷达速度图上非降水回波（不包括地物回波）的空间结构，并对太原雷达站业务运行以来多普勒天气雷达观测到的“非降水回波”的速度特征进行了深入、系统的分析。发现由大气湍流和云滴后向散射所致的非降水回波，虽然强度很弱，但其速度回波却代表了环境风的三维结构，对临近预报有5h～7h的提前量，为临近预报提供了一种新的有效手段。     

毫米波云雷达观测和反演云降水微物理及动力参数方法研究进展

云雷达是探测和反演云降水微物理及动力参数精细结构的重要手段。回顾了世界和我国云雷达观测模式、数据质量控制和数据融合方法,特别是脉冲压缩、相干积累和非相干积累技术在提高云雷达灵敏度的应用,分析了基于回波强度与粒子下落速度关系、单波段云雷达小粒子跟踪方法、双波段云雷达回波强度谱密度比值方法等空气垂直运动速度反演和雨滴谱反演方法,并讨论了这些方法的特色,为今后云雷达观测方法设定和数据分析提供参考。     

一种基于快速傅里叶变换的多普勒天气雷达弱杂波识别方法

多普勒天气雷达探测时常会出现电磁干扰和超折射等杂波干扰问题,通过对弱径向干扰回波的规律性特征分析,提出了一种基于快速傅里叶变换的多普勒天气雷达干扰回波识别算法,并成功应用于多普勒天气雷达径向干扰回波的识别中。研究表明,一些干扰回波具有明显的空间周期性规律,对反射率因子进行快速傅里叶变换,得到的频域上能量分布具有与常规回波明显的差异。依靠这些差异可以较好地对一些弱的干扰回波进行识别并剔除。该方法对径向上离散分布的干扰回波均有较好的识别能力,但对相对均匀和密实的径向干扰回波识别能力较弱。     

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。     

基于雷达回波强度面积谱识别降水云类型

基于谱分析原理提出了雷达回波强度面积谱的概念及算法,利用宁夏银川多普勒天气雷达回波资料,分析了不同性质降水云的雷达回波强度面积谱,并根据不同性质降水云雷达回波强度面积谱特征,提出了基于雷达回波强度面积谱识别降水云类型的方法,利用强回波面积（回波强度不小于40 dBZ的回波面积）占总回波面积百分比和基本降水回波面积（回波强度不小于20 dBZ的回波面积）占总回波面积百分比作为降水云类型判别的主要因子,提炼出基于雷达回波强度面积谱特征参数的层状云、积层混合云、对流云等不同类型降水云的判别指标,建立了基于雷达回波的降水云类型自动判识模型。利用该模型对2016-2017年6次强降水过程进行了降水云类型判别试验,模型准确判别出6次强降水过程中2次为对流云降水、4次为混合云降水,判别结果较好地反映了降水云类型,验证了判识方法的可行性。     

多普勒天气雷达探测原理简述

介绍了多普勒天气雷达的探测原理,回波强度、多普勒速度和速度谱宽等物理量的意义及获取方法,并简要介绍了这些物理量在天气系统识别和天气预测中的应用。     

用多普勒雷达资料分析2003年7月21日的雷雨冰雹天气

2003年7月21日受西北气流和暖湿气流的共同影响，山西省中南部出现了大范围的冰雹，雷雨天气，本文应用了天气图，重点应用了多普勒雷达的强度和速度等雷达产品资料特征进行了深入的分析。在多普勒雷达组合反射率因子图上可见典型的钩状回波，有界弱回波区（BWER），回波悬垂和外流边界，在平均经向速度图上，出现了典型的气旋特征。冰雹出现时垂直液态含水量（VIL）达45kg/m^2以上。     

天气多普勒雷达资料实时处理系统

介绍一种天气多普勒雷达实时处理系统，在４８６计算机上可以实时采集，显示和存贮雷达资料，为用户提供各种天线扫描方式下的回波强度，回波径向速度和速度谱谱宽资料，以及线性和对数通道回波信号的Ｉ，Ｑ，Ｚ值。整个系统在参数设置具有较高的灵活性，用户可以修改几乎所有雷达参数；在实时操作时，由菜单动，简单便捷。     

用CINRAD-SA雷达产品识别冰雹、大风和强降水

利用位于河北新乐的CINRAD-SA多普勒天气雷达（回波强度、回波顶高、速度回波、垂直积分液态含水量、组合反射率、冰雹指数、中气旋、风廓线等）产品，对发生在河北省中南部地区的冰雹、强风、大型降水天气过程进行了统计分析。从中得到了不同天气类型的多普勒雷达指标，为今后利用多普勒雷达识别各类天气提供参考依据。     

利用多普勒天气雷达分析凉山州"5.4～5.10 "区域性雷雨天气过程

利用凉山州气象局多普勒雷达资料,分析了2005年5月4日影响凉山州北部、西部雷暴天气过程的雷达回波强度、多普勒雷达速度特征.结果表明:雷暴云团在生成发展过程中,经历了生成、消散、再生成并不断移动.回波柱状结构清晰,零速度线不明显,谱宽值不高的特征.     

利用多普勒天气雷达分析凉山州“5.4～5．10”区域性雷雨天气过程

利用凉山州气象局多普勒雷达资料，分析了2005年5月4日影响凉山州北部、西部雷暴天气过程的雷达回波强度、多普勒雷达速度特征。结果表明：雷暴云团在生成发展过程中，经历了生成、消散、再生成并不断移动。回波柱状结构清晰，零速度线不明显，谱宽值不高的特征。     

森林火灾的 CINRAD/SA 雷达监测

对 2007 年浙江省南部地区 10 次距离雷达站 5～100 km、不同规模的森林火灾进行分析,发现温州新一代多普勒天气雷达 CINRAD/SA 能对森林火灾进行监测.雷达分析发现,火灾引起的回波具有水平尺度小、回波顶高度低、回波强度强等和地物回波相类似的特征,径向速度图上一般有辐散速度对的出现,并具有不同于气象回波的特征.受地理位置和天气系统等影响,发生在大陆山区的森林火灾其回波特征较海岛和沿海山区的森林火灾更为显著.本文还对应用雷达监测森林火灾的前景和局限性进行了分析.雷达回波可以识别、监测不同规模森林火灾的发生和演变,为森林火灾的监测提供了崭新的手段,也为多普勒天气雷达的应用拓展新的领域.     

基于傅里叶谱分析的天气雷达图像插值方法

针对一种基于傅里叶谱分析原理的天气雷达回波强度图像插值方法,首先介绍了该方法的理论和算法步骤,然后进行了实际个例实验。结果表明:该方法比双线性插值方法能更好地凸显强对流天气情况下强回波区的结构特征,其本质是利用傅里叶谱分析获得产生对流性降水的"积状云"回波强度时空变化的谱特征,并进一步将谱特征用于观测数据离散点拟合、再进行重采样,有利于凸显一些因雷达分辨率低而探测不到的强回波中心。