《气象科技进展》创刊十周年 十篇高影响论文奖

正1强对流天气的多普勒天气雷达探测和预警?俞小鼎(1卷3期)引言强对流天气是造成气象灾害的主一,主要包括冰雹、龙卷、雷雨大风和达从它在半个多世纪前开始应用于气象直是监测和预警强对流天气的主要工发射一系列脉冲电磁波,电磁波遇到云会向四面八方散射,其中后向散射波收。传统天气雷达只能提取回波中的强子)信息,而多普勒天气雷达除了提取介绍了对流风暴的分类、主观雷达识别和预警技术以及主要客观产品。     

气象雷达新应用的一种探讨

1 概述目前,气象雷达主要用于对强对流天气的警戒和跟踪观测,它是在强对流天气已经发生,根据目标对雷达电磁波的后向散射所形成的雷达回波,去分析气象目标的性质、结构、移动方向和发展趋势,进而根据临近预报的方法,作出临近预报。其时效一般不超过三个小时。本文旨在对这种方法进行一些突破,将研究的着眼点放在大气对电磁波的折射上;并就泰山713雷达的部分资料,分析了电磁波在大气中的传播路径与天气变化的关系。发现雷达电磁波在大气中传播路径每一次明显的变化,与未来十二小时乃至稍长一段时间内的天气变化有着极好的相关性。     

新一代天气雷达回波异常情况分析

针对新一代天气雷达CINRAD/SA,在运行过程中出现的雷达回波异常情况,从新一代天气雷达受到外界电磁波的干扰、计算机系统、接收机系统、天伺系统等方面,来分析造成雷达回波异常的故障成因,在此基础上,归纳出该型号雷达在使用过程中出现回波异常时,雷达操作、维护人员应掌握的故障排查方法及技巧.     

国外天气多普勒雷达发展概况

序言天气多普勒雷达发展至今已有近二十五年的历史了,在设备本身性能、资料处理、终端显示以及发挥作用等方面,都已居于目前普遍使用的非相干雷达的统治地位,成为气象工作者进行定量降水测量和研究大气变化规律的重要探测工具。了解和研究其发展过程,掌握其技术水平,对于发展我国自己的天气多普勒雷达将会大有裨益。一、发展历史多普勒雷达是人们根据运动物体会造成电磁波或声波频率变化这一多普勒效应制成的。早在三十多年前已在军事和航空上得到应用,由于多普勒雷达有着探测目标运动速度的能力,气象学者极感兴趣和重视,利用云、雨粒子运动会造成雷达电磁波的频率变化,进一步发展成为气象上用的脉冲多普勒雷达。从1958年就开始用连续波多普勒雷达进     

714C天气雷达冬季测雪的分析与实践

从雪对电磁波的散射和衰减入手，定性分析了714C天气雷达的测雪能力，以2000年冬季测雪实践为例，总结了乌鲜果昌机场714C天气雷达测雪的一般特点。     

701雷达定时器无发射触发脉冲故障检修一例

定时器是701雷达的心脏,是整个雷达计算时间的基准,保证各个分机同步工作和精确地测定距离. 而发射触发脉冲使发射机产生高频电磁波,经天线辐射出去,作为探空的“询问信号”.     

第二讲 雷达气象学原理简介

第二次世界大战后,随着天气雷达的出现,对云、降水等气象目标散射电磁波的理论研究和实际探测取得了迅速的进展。1959年,巴坦(L.J.Battan)综合了这方面的大量研究成果,首先将它们命名为“雷达气象学”。从此,雷达技术就和气象学更紧密地     

德州地区强对流天气雷达探测事实分析

强对流天气过程,特别是冰雹过程出现时往往会造成严重的经济损失和人畜伤亡。过程的特点是:突发性强,水平尺度小,生命史短。但它的基本面貌通过雷达电磁波的反射,在雷达荧光屏上会直观的显示出来,通过雷达跟踪观测能够盯住它的行迹和发现它的演变过程,摸清它的一些活动特点和形成方式。所以雷达是探测中小尺度强对流天气的一种强有力的工具。利用这种工具我们对德州地区的强对流天气进行了初步探测分析。其结果总结如下。     

一次雷暴前后大气折射率的多普勒天气雷达测量试验及结果

由温度、气压和水汽压决定的大气折射率会影响天气雷达电磁波的传播路径和目标回波的相位。因此,通过测量目标回波相位的变化能够算出大气折射率的变化,进而得到水汽信息,为研究局地对流天气和水汽平流提供资料。本文阐述了多普勒天气雷达反演大气折射率的原理和方法,并利用江苏省气象台的S波段多普勒天气雷达反演了一次雷暴过程前后的大气折射率,表明了雷达探测大气折射率的可靠性。这项工作有望为研究水汽变化和天气过程提供高分辨率的遥感资料,也可以为数值模式提供水汽场辅助数据,有良好的应用前景。     

双基地多普勒雷达探测小椭球粒子群的雷达气象方程

以椭球粒子的电磁波散射理论（Gans理论）为基础,考虑粒子群旋转轴一致铅直取向情况下,深入研究散射体对雷达波的侧向散射特性,推导出发射水平偏振波与垂直偏振波时的双基地雷达气象方程,并重新定义相应的雷达反射率因子、侧向反射率-后向反射率之比及差分反射率因子等雷达探测参数的表示式,为进一步研究和应用双基地多普勒天气雷达提供理论依据。     

“711”气象雷达

测雨雷达是利用云滴、雨滴、雹粒、雪片等对电磁波的散射作用,来探测云、雨、雪、雹的。当从雷达天线发射出去的电磁波在云、雨中传播时,云滴,雨滴、雹粒、雪片等对电磁波的散射作用,使一部分电磁波能量返回到雷达天线并被接收下来。这时在雷达显示器的荧光屏上就出现了许多明亮的图象,这就是云、雨、雪、雹的回波图象。所以用测雨雷达可以随时提供几百公里范围内云和降水的分布和结构的气象情报。     

利用微波功率传感器判断新一代天气雷达故障

近年来,以平面掺杂势垒二极管为核心构成的微波功率传感器与小功率计配合,能实现对微波功率的高速、高精度和连续测量,广泛应用于天气雷达等高频设备信号功率的测量。文章详细阐述了微波功率传感器的特性和电路原理,以及该传感器与小功率计的连接、设置和使用方法。并以在CINRAD/SA雷达发射机、接收机中两个典型故障检修事例,论述了微波功率传感器在天气雷达上的应用。     

脉冲多普勒雷达

多普勒雷达是根据多普勒效应,利用电磁波测定目标物速度的一种工具,早在20多年前已在军事和航空上得到应用,60年代初期引进气象部门,并进一步发展成气象上用的脉冲多普勒雷达,它可以同时得到降水目标物位置和运动的资料,用来探测云雨降水中的气流结构和滴谱分布等,是云雾物理研究及灾害性天气警戒中一种有用的工具。脉冲多普勒雷达发射相干的脉冲电磁波,遇到目标物返回后,根据返回的时间确定位置,根据频率漂移的数据得出运动的情况。云雨降水是弥散目标物,对某个距离上返回的信号进     

椭球雨滴群旋转轴取向对双线偏振多普勒雷达参量影响的计算分析

以椭球粒子的电磁波散射理论为基础, 主要研究椭球雨滴群旋转轴在空间的取向特征, 建立粒子旋转轴空间取向与风场、 雷达天线仰角间的关系。在考虑粒子传输效应的情况下, 分析了旋转轴取向对双线偏振雷达探测参数ZDR和LDR的影响, 为提高双线偏振多普勒天气雷达观测资料的精度提供了理论依据。     

地基雷达与TRMM/PR的一致性分析

天气雷达对中小尺度灾害性天气具有较强的监测预警能力,对研究中小尺度对流系统的云雨结构、理解降水内部的热力学和动力学过程有很大的帮助。单站点地基雷达受到诸如电磁波衰减、地物干扰等影响,在探测上存在一些限制。为了扩大天气雷达探测区域,需要采用多部天气雷达组网联合探测。然而雷达组网的各雷达之间没有进行统一标定,影响雷达网资料一致性、组网拼图,以及使雷达资料在数值模式同化的应用中受到限制。本文以TRMM(Tropical Rainfall Measuring Mission)卫星搭载的经过精确标定的测雨雷达PR(Precipitation Radar)数据产品作为标准参照源,订正地基雷达GR(Ground-based Radar)的反射率因子偏差。为了减小PR与GR之间观测值对比的不一致性,利用最佳配对数据对比法(ABCD, Available Best Comparable Dataset法),对2008年1月至2014年9月间,江苏省六部地基雷达(南京、常州、连云港、南通、徐州、盐城)的反射率因子值进行订正。最后对方法的应用范围、存在的问题及未来展望进行了讨论。     

CINRAD/SB发射机系统故障定位方法与技巧

总结了CINRAD/SB雷达发射机系统的高频脉冲整形、全固态调制器、回扫充电、充电校平和同步交流方波稳流灯丝电源等新技术的特点,详细介绍了CINRAD/SB发射机信号流程、同步信号特征、关键点波形和技术参数。对多年来CINRAD/SB雷达发射机系统出现的故障和报警信息进行了归类,分析了发射机系统电源、高频放大链、调制器、控制保护电路故障的定位方法和技巧,列举了高频放大链电路、回扫充电电路、同步信号时序电路典型故障的分析定位和处理结果,提出了CINRAD/SB雷达发射机系统定位方法与技巧,同时给出了发射机系统出现故障时所能采取的应急措施,以及对发射机故障定位、维修、维护等方面的建议,为新一代天气雷达提供技术支持和保障。     

基于小波域高斯尺度混合模型的天气雷达图像高分辨率插值

采用可精确刻画雷达回波强度数据统计特征的小波域高斯尺度混合（GSM）模型作为雷达图像先验模型,进行天气雷达图像插值,在提高图像分辨率的同时有效重建降水回波中局部强回波值、小尺度变化细节等一些重要空间分布统计特征。分析和总结雷达回波强度数据小波频率域统计特点,建立小波域GSM模型;匹配天气雷达图像小波系数和GSM模型,利用贝叶斯理论估计更小尺度的小波系数,进行小波逆变换,完成高分辨率天气雷达图像插值。试验表明,该算法能从低分辨率图像中估计出高分辨率高频系数,且所利用的先验模型充分考虑降水数据本身的特点,可有效捕获降水回波结构的非高斯特征和局部相关特性,重建雷达图像中的局部变化细节。      

一种数字化天气雷达回波原始资料的数据压缩方法

采用方向滤波编码法压缩数字化天气雷达回波的原始资料。首先对回波资料进行二维傅里叶变换，分别出雷达回波的低频分量和高频分量；然后用方向滤波器从回波的高频分量中提取出回波的边缘和纹理，最后对雷达回波的低频分量和边缘，纹理组成的各方向图分别编码，以达到压缩雷达回波原始资料的目的。     

基于SRTM数据的天气雷达探测环境分析研究

利用SRTM高程数据作为选址基础数据,结合天气雷达工作方式和探测方法,计算得到天气雷达在0.5°、1.0°、2.4°仰角上地物遮挡情况;利用高程格点数据获得3个仰角的地物剖面数据,提高了SRTM数据利用精度和运算速度;分析中结合地球曲率和电磁波折射影响,改进算法获得站点遮蔽角图,站点上空1 km、海拔3和6 km等射束高度图及数据,该分析结果充分体现了SRTM数据的高分辨率特点。最后将结果数据与GIS地图结合,完成了四川省天气雷达网探测环境分析,并给出了各个台站评估结果。     

新一代双偏振天气雷达(CINRAD/SAD)精细化探测技术

新一代双偏振天气雷达在暴雨、台风等灾害性天气监测和预警中发挥了重要的作用。随着气象现代化发展以及预报时效性、精细化度的要求不断提高,S波段新一代双偏振天气雷达已不能充分满足发展过程迅速的中小尺度天气系统的研究、预警。气象雷达的时空分辨率对探测强对流过程中小尺度结构有重要作用,提高天气雷达时空分辨率是精细化探测技术的关键,本文着重从新一代天气雷达的时空分辨率、体扫方式等方面,通过对天气雷达脉冲重复频率、信号处理方法及扫描方式等进行改进,提高新一代双偏振天气雷达对中小尺度气旋和龙卷风等灾害性天气的探测能力,以获取快速变化的天气过程精细化特征,获得更新更快、分辨率更高的观测资料。