[2009]一次春季冰雹的新一代天气雷达产品应用分析

一次春季冰雹的新一代天气雷达

产品应用分析

薛新慧1，周长江1，卿晓波2

（1.克拉玛依雷达站，新疆

克拉玛依834000；2.沙湾县气象局，新疆沙湾832100）

摘要：分析了克拉玛依市2006年4月一次冰雹天气过程的天气形势及雷达回波演变，利

用克拉玛依新一代天气雷达CINRAD/CC 基本产品和导出产品，找出了回波顶高、垂直液态水含量等多普勒雷达产品特征，对冰雹的雷达识别，提高克拉玛依市及盆地中下游地区强对流天气的预警能力，提供了参考依据。

关键词：春季冰雹；雷达产品应用分析中图分类号：TN957文献标识码：B

文章编号：1002-0799（2009）02-0055-04

Application of New Generation Weather Radar Products

on a Spring Hail Process

XUE Xin-hui 1，ZHOU Chang-jiang 1，QING Xiao-bo 2

（1.Kelamayi Radar Station,Kelamayi 834000,China ；2.Shawan Meteorological Bureau,Shawan 832100,China ）

Abstract :The weather situation and the evolution of radar echoes of a hail process in April,2006,in Kelamayi city,were analyzed.Basic products and export products of the new generation weather radar （CRAD /CC ）in Kelamayi were used to find out the characteristics of Doppler radar products

such as the echo top height,vertical liquid water content,and to identify hail with radar.It enhanced the early warning ability to severe convective weather in Kelamayi city and the lower reaches area in Basin .

Key words :spring hail;application of radar products

收稿日期：2008-08-12

作者简介：薛新慧（1966-），女，助理工程师，从事雷达观测和气象应用服务工作。E-mail:klmyxxy@https://www.sodocs.net/doc/1912904706.html,

冰雹是新疆的主要灾害性天气之一，局地性强、破坏力大，对农业生产造成损失极大。

随着克拉玛依大农业开发进程的深入，冰雹给农业生产造成的损失也不断增大。克拉玛依地处准噶尔盆地西北缘，是盆地天气的上游，盆地南缘的芳

新垦区是我国最大的农垦基地，新疆棉花主产区之

一。2004年新一代CINRAD/CC 天气雷达在克拉玛依建成，上级管理部门和地方政府十分重视该部雷达的效益发挥。因此利用新一代天气雷达分析和判断冰雹天气回波特征成为雷达应用的一项重要课题。本文通过对一次冰雹天气观测资料，从天气形势、水汽条件、稳定度、雷达回波强度、速度、回波顶高、液态水含量等进行分析，揭示了春季冰雹天气的形成条件及其特征，对本地及下游地区冰雹天气的

第3卷第2期2009年4月

沙漠与绿洲气象

Desert and Oasis

Meteorology

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临近预报及预警提供经验和参考依据。1

天气实况

2006年4月23日，准噶尔盆地自西向东发生

了中尺度强对流天气过程，沿线出现了不同程度的冰雹灾害，盆地南缘垦区灾情最为严重，最大冰雹直

径约3.5cm ，棉花受灾面积2600多hm 2，直接经济损失一千多万元。克拉玛依地处盆地西北缘，是最早观测到冰雹的地区。4月23日14时，在距克拉玛依气象站5km 处的市区南面出现了强冰雹，冰雹密度很大并伴随大风，冰雹直径约为0.5~0.6cm ，林带、路边随处可见冰雹堆积，由于克拉玛依市区北高南低落差较大，致使马路上水流湍急，水深约20cm ，附近的一座地下大型综合超市由于排水不及，部分商品被淹。但降雹处无测站，降水量不详。克拉玛依气象站记录瞬间最大风速19.9m/s ，降水量2.6mm 。4月份出现冰雹，在克拉玛依是罕见的。本文主要针对在克拉玛依市区降雹这一时段进行了分析。2天气条件2.1天气形势

2006年4月23日08时500hPa 高空形势图上乌拉尔山为脊区，西西伯利亚到巴尔喀什湖为宽广的低槽，冷中心有闭合的低涡，沿乌拉尔山偏北风带不断有冷空气南下。南支在喀什边境附近处有一暖脊不断发展，与乌拉尔山脊补充打通，引导槽内冷空气东南下，进入新疆地区。克拉玛依市处于槽底西风气流控制，850hPa 图上巴尔喀什湖已有冷舌进入北疆。08时全风速场上巴尔喀什湖北部至克拉玛依有一最大风速达32m/s 的呈西北东南向急流区。14时地面图上，表现为里咸海高压缓慢地东移入侵克拉玛依，高压前部有明显的冷锋，冷锋过境时出现冰雹天气。冰雹天气过程属高空冷涡天气学分型。2.2

垂直风切变

垂直风切变是指水平风随高度的变化，一般来

说，在一定热力不稳定条件下，垂直风切变的增强将

对流进一步加强和发展。中等到强的垂直风切变能够产生风暴运动，如果足够强的垂直风切变伸展到风暴的中层，则产生于上升气流和垂直风切变环境相互作用的动力过程能强烈影响风暴的结构和发展，有利于组织完好的对流风暴的发展[1]。

地面到850hPa 风向由西南顺转为偏西，风速由2m/s 增大到10m/s ；500hPa 至250hPa 风向由偏西逆转为西南，风速由20m/s 增大到35m/s ，说明低层为

暖平流，高空为冷平流。不同高度温度比较：08时850hPa 和500hPa 温差30.9℃，和400hPa 温度差达43.1℃，近地层相对干热，中低层潮湿，高空干冷。这种上冷下暖的温度平流配置，风速的明显增大，有利于上层干冷空气的侵入，又加剧了冷空气的下传作用，使受热上升的暖湿空气与冷空气相遇，在碰撞过程中凝结为冰雹颗粒，增加了冰雹的发生概率。2.3

水汽条件和不稳定度

4月23日凌晨03∶11—05∶53，市区有3.7mm 降水，使得空气变得湿润。08时探空资料显示：700hPa 、600hPa 、500hPa 温度露点差分别为4.9、4.2、4.5℃，均<5.0℃，表明具备充沛的水汽条件。08时温度对数压力图（T-l n P ）上Ek =-5651.2，主要集中在300hPa 以上的高层，K =24，S =2.2，看不出明显的不稳定潜势。但北疆各地均被24线所包络，在巴尔喀什湖至塔城大片区域为28。从08时的Si 指数场看，北疆各地为2线所包络，塔城以北为0不稳定区。根据当天的环流形势分析，这块不稳定层结在向东南移动过程中，于午间进入克拉玛依触发了对流产生。

2.40℃层和-20℃层高度配置

0℃层到-20℃层是冰雹形成的主要区域，根据观测分析最有利于降雹的0℃层高度约在3000~4500m 之间（700~600hPa ），-20℃层高度约在5500~

6900m 之间（500~400hPa ）[2]

。从08时克拉玛依上空的0℃层、-20℃层对应的高度分别是2342m 、5068m ，在700hPa 、500hPa 附近略偏低，主要是由于此次冰雹天气发生偏早，春季0℃层、-20℃层高度较低所致。3雷达资料分析

3．1

对流单体的形成及演变特征回波强度VPPI 、多普勒雷达速度VPPI 、VCS 垂

直剖面图综合分析得出：回波强度VPPI13∶27庙尔

沟附近生成的较强对流回波移至雷达站西南方，同时本站西面、西北面有对流回波生成，最大强度达40dBz ，但结构较为松散；13∶27速度VPPI 显示市区上游有明显的零速度线折角，表明有风速的幅合。该对流云团发展迅速，15min 后中心最大强度达55dBz ，已移至市区。同时市区以西20km 处，另一对流单体也迅速发展东移，径向速度零速度线有两处折角，雷暴前沿有辐合；13∶49径向速度图上在295°，26km 处，负速度区内有一小团3.6m/s 正速度区（即逆风区），位于两雷暴单体中间位置，13∶56、14∶

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薛新慧等：一次春季冰雹的新一代天气雷达产品应用分析

11在市区附近也都有这样小块“逆风区”，表明有很强的上升气流。14∶11两块强回波云团连接合并，面

积增大，回波强度迅速达到55~60dBz 的峰值；14∶11反射率因子垂直剖面图（VCS ）的左前方呈现典型的有界弱回波区结构及回波墙，弱回波区为明显的倒“V ”字型结构，具备超级单体典型特征（图1）。14∶04后开始降雹，直至14∶25强对流回波明显减弱并东移，对市区影响结束（图2、图3）。

图1

14∶11反射率因子垂直剖面图

图22006年4月23日13∶27—14∶25回波强度

图32006年4月23日13∶27—14∶18多普勒速度3.2

对流云回波顶高的演变

对流的强弱在一定程度上和回波伸展的高度有关，所以回波顶高（ETPPI ）产品可以用来分析估计对流发展与否，以及对流相对强弱的情况[3]。从回波顶高图（ETPPI ）上可知：回波顶高13∶27只有4km ，13∶49突增到了8km ，≥40dBz 回波顶高也随之相应增大，从13∶27的4km 到14∶04的7km ，只有短短的30min ，变化明显发展快，跃增显著（图4），强中心回波顶高下降，开始降雹。强回波高度是判别冰雹云的一个很成功指标[4]。强中心回波高度越高，就越有利于水汽凝结成冰晶，有利于冰雹的形成。因此局

地对流回波高度伸展快，特别是强中心回波高度伸

展到零度层以上，可作为快速判别冰雹云的依据。

此次冰雹天气13∶27≥40dBz 的反射率因子已穿越了0℃线，13∶35在-20℃线附近，13∶56≥40dBz 的反射率因子扩展到-20℃线之上。春季0℃层高度较低，冰雹下降过程中的融化不至于太大，此时判断冰雹

发生概率极大。

图4

回波顶高、≥40dBz 回波顶高随时间变化图

3.3

垂直液态水含量的演变垂直液态水含量（VIL ）是在4km ×4km 底面上垂

直气柱内液态水总量的分布产品，它的算法是假定垂直气柱中所有反射率因子由液态水形成，对气柱内含水量求和，求得垂直累积液态含水量。它是判别强降水及其潜力降水、强对流天气造成的暴雨、暴雪和冰雹等灾害性天气有效的工具之一。此次强对流

冰雹影响系统，冰雹对流单体初生发展到最强时，VIL 由小值逐渐增大，由降雹前1kg/m 2增大到降雹开始时的16kg/m 2再到降雹之后的6kg/m 2，短短的30多分钟变化非常剧烈，随着降雹开始，VIL 值迅速减小，随着冰雹减弱停止，VlL 逐渐减小（图5）。垂直累积液态含水量的迅速增大，也表明有强烈的扰动，使得水汽迅速凝集，垂直累积液态含水量的迅速下降，说明云体快速下塌，有冰雹下落，此特征判断冰雹潜势有明显的指示意义。

图5垂直液态水含量随时间变化图

3.4

雨强特征分析雨强（RZ ）定义为单位时间内落到单位面积（一般为1km ×1km ，2km ×2km ，4km ×4km3种）上的水的

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质量。雷达资料计算雨强具有较好的时间连续性和空间性，得到雨强的分布，对强降水天气预警具有很好的指导意义。

随着对流单体的发生、发展、东移，雨强（RZ ）也经历了一个由小到强，由强转弱的过程。13∶27RZ 值仅为1~5mm/h ，随后面积、数值逐渐增大，到14∶04RZ 值为50~100mm/h ，RZ 图呈块状；随着降水减弱，RZ 逐渐减小，到14∶25只有5~10mm/h 。3.5

冰雹识别（HARL ）分析

自13:20开始HARL 值显示小块的30mm/h 暴雨信息，随后30mm/h 面积逐渐增大，到13∶56—14∶1130mm/h 暴雨信息面积增长为最大，13∶56、14∶04图上30mm/h 内有小块状60mm/h 的小雹信息，14∶18随着强对流天气减弱东移，HARL30mm/h 值面积逐渐减小。

由上述分析可知：回波顶高（ETPPI ）VIL 、垂直液态水含量（VIL ）、雨强(RZ)以及冰雹识别（HARL ）等的变化具有一致性。反映了冰雹云内物理特征量的短时急骤变化并逐渐形成冰雹的特点。通过对以上产品的综合分析，可以详细掌握强对流天气的发展趋势，并发布强对流天气预警。

4总结和讨论

4.1在判断强对流潜势时，目前往往使用T-l n P 图进行热力不稳定分析。但此次超级风暴发生当日早上08时T-l n P 图并没有明显的对流不稳定。主要原因探空时空分辨率太粗。由于大气水汽分布的高时空变率，大气对流稳定度的时空变率很大，因此仅利用早上08时T-l n P 图热力稳定度分析来判定午后发生对流潜势的有效性是十分有限的，可以利用地面自动站数据和数值预报数据综合分析，从而增加强对流潜势预报的准确性，这是个有待于进一步研究的问题。

4.2春季降雹0℃层~20℃层分别为700hPa 、500hPa 略偏低。对流单体发展迅速，从生成到演变成冰雹云只需30min 左右。

4.3对流云顶高度特别是强中心高度是判别冰雹的一个较好指标。反射率因子的中心强度≥40dBz 高度到达0℃层以上，扩展到-20℃层以上达到峰值。回波顶高下降降雹开始。4.4多普勒雷达产品回波强度（VPPI 体扫）、垂直累积液态水含量（VIL ）、VCS 垂直剖面以及雨强（RZ ）等变化与强对流冰雹天气有很好的对应关系，充分反映对流的演变及结构特征，VIL 以及RZ 等均由小逐渐明显增强，强对流冰雹天气发生到结束，VPPI 体扫、VIL 以及RZ 等均由大逐渐减小。多普勒雷达产品中冰雹识别HARL 参数对强对流冰雹天气有一定的参考价值。参考文献：

[1]俞小鼎，姚秀萍，熊廷南，等.多普勒天气雷达原理与业务应用[M].气象出版社，2006：93.

[2]许焕斌，段英，刘海月.雹云物理与防雹的原理和设计[M].气象出版社，2006：35-39.

[3]彭安仁.天气学[M].气象出版社，1994:175

[4]胡明宝，高太长，汤达章.多普勒天气雷达资料分析与应用[M].北京：解放军出版社，2000：144-147.

[5]

张培昌，杜秉玉，戴铁丕.雷达气象学[M].北京:气象出版社，2001:388-395．

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6、多普勒天气雷达原理与应用

第六部分多普勒天气雷达原理与应用（周长青） 我国新一代天气雷达原理；天气雷达图像识别；对流风暴的雷达回波特征；新一代天气雷达产品 第一章我国新一代天气雷达原理 一、了解新一代天气雷达的三个组成部分和功能 新一代天气雷达系统由三个主要部分构成：雷达数据采集子系统（RDA）、雷达产品生成子系统（RPG）、主用户处理器（PUP）。 二、了解电磁波的散射、衰减、折射 散射：当电磁波束在大气中传播，遇到空气分子、大气气溶胶、云滴和雨滴等悬浮粒子时，入射电磁波会从这些粒子上向四面八方传播开来，这种现象称为散射。 衰减：电磁波能量沿传播路径减弱的现象称为衰减，造成衰减的物理原因是当电磁波投射到气体分子或云雨粒子时，一部分能量被散射，另一部分能量被吸收而转变为热能或其他形式的能量。 折射：电磁波在真空中是沿直线传播的，而在大气中由于折射率分布的不均匀性（密度不同、介质不同），使电磁波传播路径发生弯曲的现象，称为折射。 三、了解雷达气象方程 在瑞利散射条件下，雷达气象方程为： 其中Pr表示雷达接收功率，Z为雷达反射率，r为目标物距雷达的距离。Pt表示雷达发射功率，h为雷达照射深度，G为天线增益，θ、φ表示水平和垂直波宽，λ表示雷达波长，K表示与复折射指数有关的系数，C为常数，之决定于雷达参数和降水相态。 四、了解距离折叠 最大不模糊距离：最大不模糊距离是指一个发射脉冲在下一个发射脉冲发出前能向前走并返回雷达的最长距离，Rmax=0.5c/PRF, c为光速，PRF为脉冲重复频率。 距离折叠是指雷达对雷达回波位置的一种辨认错误。当距离折叠发生时，雷达所显示的回波位置的方位角是正确的，但距离是错误的（但是可预计它的正确位置）。当目标位于最大不模糊距离（Rmax）以外时，会发生距离折叠。换句话说，当目标物位于Rmax之外时，雷达却把目标物显示在Rmax以内的某个位置，我们称之为‘距离折叠’。 五、理解雷达探测原理。 反射率因子Z值的大小，反映了气象目标内部降水粒子的尺度和数密度，反射率越大，说明单位体积中，降水粒子的尺度大或数量多，亦即反映了气象目标强度大。 反射率因子（回波强度）： 即反射率因子为单位体积内中降水粒子直径6次方的总和。 意义：一般Z值与雨强I有以下关系： 层状云降水 Z=200I1.6 地形雨 Z=31I1.71 雷阵雨 Z=486I1.37 新一代天气雷达取值 Z=300I1.4 六、了解雷达资料准确的局限性、资料误差和资料的代表性 由于雷达在探测降水粒子时，以大气符合标准大气情况为假定，与实际大气存在一定的差别，使雷达资料的准确度具有一定的局限性，且由于雷达本身性能差异及探测方法的固有局限，对探测目标存在距离折叠及速度模糊现象，对距离模糊和速度模

新一代天气雷达观测规定(第二版)

新一代天气雷达观测规定 (第二版) 综合观测司 二○一八年十二月

第一章总则 第一条本规定是在《新一代天气雷达观测规定》（见气测函〔2005〕81号）基础上，为适应新一代天气雷达业务发展，进一步加强对新一代天气雷达业务的管理，依据《中华人民共和国气象法》和《气象设施和气象探测环境保护条例》修订而成。 第二条新一代天气雷达是指中国气象局布网的S波段、C波段多普勒天气雷达，其主要观测目的是监测和预警灾害性天气，特别是热带气旋、暴雨、冰雹、雷雨大风、龙卷、雪暴以及其它天气系统中的中小尺度结构等。 第三条新一代天气雷达观测业务是气象观测业务的重要组成部分，主要包括数据采集、处理、存储、传输、质控、整编、归档和雷达系统的维护维修、定标及气象探测环境保护等内容。 第二章岗位要求与职责 第四条新一代天气雷达观测人员应具备相关专业大专及以上学历或中级及以上技术职称，了解雷达基本结构和原理，掌握雷达维护维修、定标及回波分析等技能。 第五条新一代天气雷达观测人员主要职责: （一）按照本规定开展观测工作，确保重大灾害性天气观测无遗漏和资料的可靠性、完整性、及时性及真实性。 （二）填写、保管各种电子和纸质记录、表簿及技术档案。

（三）执行雷达运行、监控和其他有关规章制度。 （四）负责雷达系统运行保障、工作模式选择、雷达系统适配参数和元数据参数管理、软件维护。 （五）负责雷达系统定标，以及雷达系统和附属设备的维护、保养与检修，保证雷达系统和附属设备稳定运行。 (六)负责雷达观测资料的整编、刻录（拷贝）、归档、存贮、可靠性检查。 第三章探测环境与保护 第六条雷达站址环境及相关要求如下： （一）在雷达主要探测方向，包括重点服务地区和重要天气过程的主要来向，其遮挡物对雷达电磁波的遮挡仰角不应大于0.5?，其他方向的遮挡仰角不应大于1?，孤立遮挡方位角不应大于1?，且总的遮挡方位角不应大于5?，邻近雷达能覆盖该遮挡区域的则可适当降低要求。 （二）雷达站周边不能有影响雷达工作的电磁干扰，一旦出现干扰，相关管理部门应及时向当地无线电管理委员会提出申请，协调解决。 （三）建站时应绘制四周遮挡角分布图，以及距测站上空1千米高度和海拔3千米、6千米高度的等射束高度图，观测环境发生变化时应重新绘制遮挡角分布图、等射束高度图，并上报上级业务主管部门。 （四）应采用2000国家大地坐标系和1985国家高程基准，确定雷达天线馈源的经度、纬度、海拔高度，并作为雷达位臵报上级业务主管部门。经、纬度误差应小于1秒，海

最新1多普勒天气雷达原理与应用

1多普勒天气雷达原 理与应用

第六部分 多普勒天气雷达原理与应用（周长青） 我国新一代天气雷达原理；天气雷达图像识别；对流风暴的雷达回波特征；新一代天气雷达产品 第一章 我国新一代天气雷达原理 一、了解新一代天气雷达的三个组成部分和功能 新一代天气雷达系统由三个主要部分构成：雷达数据采集子系统（RDA ）、雷达产品生成子系统（RPG ）、主用户处理器（PUP ）。 二、了解电磁波的散射、衰减、折射 散射：当电磁波束在大气中传播，遇到空气分子、大气气溶胶、云滴和雨滴等悬浮粒子时，入射电磁波会从这些粒子上向四面八方传播开来，这种现象称为散射。 衰减：电磁波能量沿传播路径减弱的现象称为衰减，造成衰减的物理原因是当电磁波投射到气体分子或云雨粒子时，一部分能量被散射，另一部分能量被吸收而转变为热能或其他形式的能量。 折射：电磁波在真空中是沿直线传播的，而在大气中由于折射率分布的不均匀性 （密度不同、介质不同），使电磁波传播路径发生弯曲的现象，称为折射。 2 /3730/776.0T e T P N +=波束直线传播 波束向上弯曲波束向下弯曲000=>

雷达波长，K 表示与复折射指数有关的系数，C 为常数，之决定于雷达参数和降水相态。 四、了解距离折叠 最大不模糊距离：最大不模糊距离是指一个发射脉冲在下一个发射脉冲发出前能向前走并返回雷达的最长距离，Rmax=0.5c/PRF, c 为光速，PRF 为脉冲重复频率。 距离折叠是指雷达对雷达回波位置的一种辨认错误。当距离折叠发生时，雷达所显示的回波位置的方位角是正确的，但距离是错误的（但是可预计它的正确位置）。当目标位于最大不模糊距离（Rmax ）以外时，会发生距离折叠。换句话说，当目标物位于Rmax 之外时，雷达却把目标物显示在Rmax 以内的某个位置，我们称之为‘距离折叠’。 五、理解雷达探测原理。 反射率因子Z 值的大小，反映了气象目标内部降水粒子的尺度和数密度，反射率越大，说明单位体积中，降水粒子的尺度大或数量多，亦即反映了气象目标强度大。 反射率因子（回波强度）： ?=dD D D N Z 6)( 3 60/1m mm Z = 即反射率因子为单位体积内中降水粒子直径6次方的总和。 意义：一般Z 值与雨强I 有以下关系： 层状云降水 Z=200I1.6 地形雨 Z=31I1.71 雷阵雨 Z=486I1.37 新一代天气雷达取值 Z=300I1.4 六、了解雷达资料准确的局限性、资料误差和资料的代表性 由于雷达在探测降水粒子时，以大气符合标准大气情况为假定，与实际大气存在 一定的差别，使雷达资料的准确度具有一定的局限性，且由于雷达本身性能差异及探测方法的固有局限，对探测目标存在距离折叠及速度模糊现象，对距离模糊和速度模糊的处理等，均增大了雷达资料的误差。虽然如此，由于径向速度是从多个脉冲对得到的径向速度的平均值，为平均径向速度，雷达反射率因子通过对沿径向上的四个取样体积平均得到的，其径向分辨率相当于四个取样体积的长度，这也使雷达探测的资料具有一定的代表性。 第二章 天气雷达图像识别 一、掌握多普勒效应 多普勒效应为，当接收者或接受器与能量源处于相对运动状态时，能量到达接受者或接收器时频率的变化。多普勒频率，是由于降水粒子等目标的径向运动引起的雷

多普勒天气雷达原理与业务应用思考题

1 多普勒天气雷达主要由几个部分构成？每个部分的主要功能是什么？ 答：主要由雷达数据采集子系统（RDA ），雷达产品生成子系统（RPG ），主用户终端子系统（PUP ）三部分构成。RDA 的主要功能是：产生和发射射频脉冲，接收目标物对这些脉冲的散射能量，并通过数字化形成基本数据。RPG 的主要功能是：由宽带通讯线路从RDA 接收数字化的基本数据，对其进行处理和生成各种产品，并将产品通过窄带通讯线路传给用户，是控制整个雷达系统的指令中心。PUP 的主要功能是：获取、存储和显示产品，预报员主要通过这一界面获取所需要的雷达产品，并将它们以适当的形式显示在监视器上。 2 多普勒天气雷达的应用领域主要有哪些？ 答：一、对龙卷、冰雹、雷雨大风、暴洪等多种强对流天气进行监测和预警；二、利用单部或多部雷达实现对某个区域或者全国的降水监测；三、进行较大范围的降水定量估测； 四、获取降水和降水云体的风场信息，得到垂直风廓线；五、改善高分辨率数值预报模式的初值场。 3 我国新一代天气雷达主要采用的体扫模式有哪些？ 答：主要有以下三个体扫模式：VCP11——规定5分钟内对14个具体仰角的扫描，主要对强对流天气进行监测；VCP21——规定6分钟内对9个具体仰角的扫描，主要对降水天气进行监测；VCP31——规定10分钟内对5个具体仰角的扫描（使用长脉冲），主要对无降水的天气进行监测。 4 天气雷达有哪些固有的局限性？ 答：一、波束中心的高度随距离的增加而增加；二、波束宽度随距离的增加而展宽；三、静锥区的存在。 5 给出雷达气象方程的表达式，并解释其中各项的意义。 答： P t 为雷达发射功率(峰值功率)； G 为天线增益；h 为脉冲长度； 、 ：天线在水平方向和垂直方向的波束宽度； r 为降水目标到雷达的距离； ：波长； m ：复折射指数； Z 雷达反射率因子。 6 给出反射率因子在瑞利散射条件下的理论表达式，并说明其意义。 答：∑= 单位体积6i D z ，反射率因子指在单位体积内所有粒子的直径的六次方的总和，与波长无 关。 7 给出后向散射截面的定义式及其物理意义。 答： 定义：设有一个理想的散射体，其截面面积为?，它能全部接收射到其 上的电磁波能量，并全部均匀的向四周散射，若该理想散射体返回雷达天线处的电磁波能流密度，恰好等于同距离上实际散射体返回雷达天线的电磁波能流密度，Z R C Z m m r h G p p t r ?=?+-=2 2222223212ln 1024λθ?πθ?λi S s R S 24πσ=

多普勒天气雷达练习题

练习题2 1．业务运行的多普勒天气雷达通常采用体积扫描的方式观测。我国业务运行多普勒雷达通常采用的体描模式（VCP11、VCP21、VCP31）2．多普勒天气雷达与常规天气雷达的主要区别在于：前者可以测量目标物（沿雷达径向速度），从而大大加强了天气雷达对各种天气系统特别是（强对流天气系统）的识别和预警能力。 3．新一代雷达系统对灾害天气有强的监测和预警能力。对台风、暴雨等大范围降水天气的监测距离应不小于（400km）。 4．新一代雷达系统对灾害天气有强的监测和预警能力。对雹云、中气旋等小尺度强对流现象的有效监测和识别距离应大于（150km）。 5．新一代雷达观测的实时的图像中，提供了丰富的有关（强对流天气）信息。 6．新一代雷达速度埸中，辐合（或辐散）在径向风场图像中表现为一个最大和最小的径向速度对，两个极值中心连线和雷达射线（一致）。7．新一代雷达速度埸中，气流中的小尺度气旋（或反气旋），在径向风场图像中表现为一个最大和最小的径向速度对，但中心连线走向则与雷达射线相（垂直）。 8．新一代天气雷达观测采用的是北京时。计时方法采用24小时制，计时精度为秒。 9．速度场（零等值线）的走向不仅表示风向随高度的变化，同时表示雷达有效探测范围内的（冷、暖平流）。 10．在距离雷达一定距离的一个小区域内，通过对该区域内沿雷达径向速度特征的分析，可以确定该区域内的气流（辐合）、（辐散）和（旋转）等特征。 11．天气雷达是用来探测大气中降水区的（位置）、大小、强度及变化

12．气象目标对雷达电磁波的（散射）是雷达探测的基础。 13．气象上云滴、雨滴和冰雹等粒子一般可近似地看作是圆球。当雷达波长确定后，球形粒子的散射情况在很大程度上依赖于粒子直径D 和入射波长λ之比。对于（D远小于λ）情况下的球形粒子散射称为瑞利散射；而（D与λ尺度相当）情况下的球形粒子散射称为（Mie）米散射。 14．多普勒天气雷达使用低脉冲重复频率PRF测（反射率因子）,用高脉冲重复频率PRF测（速度）。 15．每秒产生的触发脉冲的数目，称为（脉冲重复频率），用PRF 表示。两个相邻脉冲之间的间隔时间，称为（脉冲重复周期），用PRT表示，它等于脉冲重复频率的（倒）数。 16．降水粒子产生的回波功率与降水粒子集合的反射率因子成（正比）。与取样体积到雷达的距离的平方成（反比）。 17．S波段天气雷达是（10）cm波长的雷达。 18．在天线方向上两个半功率点方向的夹角称为（c波束宽度）。19．在强回波离雷达（较近）时，有可能产生旁瓣造成虚假回波. 20．降水粒子的后向散射截面是随粒子尺度增大而（增大）。 21．0 dBZ、－10dBZ、30dBZ和40dBZ对应的Z值分别为（1）、（0.1）、（1000）、（10000） (mm6/m3)。 22．SA雷达基数据中反射率因子的分辨率为(1km×1°)。 23．写出Z-I关系的表达公式 (b Z ) AI 24．Ze的物理意义是（所有粒子直径的６次方之和）。 25．雷达反射率η是单位体积中，所有降水粒子的（雷达截面之和）。 26．雷达气象方程说明回波功率与距离的（二）次方成反比。

新一代天气雷达业务质量考核办法

word 关于印发新一代天气雷达业务质量 考核办法（试行）的通知 各省、自治区、直辖市气象局： 《新一代天气雷达业务质量考核办法（试行）》已经中国气象局审定通过，现印发给你们，自2012年1月1日起实施，请遵照执行。 二○一一年九月二十八日 中国气象局综合观测司 气测函〔2011〕202号

word 新一代天气雷达业务质量考核办法 （试行） 一、目的和要求 开展新一代天气雷达业务质量考核工作的目的：通过对新一代天气雷达台站各项业务工作的考核，进一步规范全国新一代天气雷达基本业务，促进雷达整体业务质量水平的提高。 本办法依据《新一代天气雷达观测规定》、《新一代天气雷达业务管理和运行保障职责》、《综合气象观测系统运行监控业务职责流程（试行）》等规定制定，用于对中国气象局布局的新一代天气雷达台站各项业务工作的考核。 业务质量考核工作坚持实事求是的科学态度，考核工作严禁弄虚作假。 二、考核内容 本办法考核的雷达业务是指以单部新一代天气雷达为单位开展的台站级雷达观测业务和雷达保障业务。其中，台站级雷达观测业务包括：数据采集，产品生成，数据产品传输，观测分析联防，数据产品存储、整编、归档和质量报表编制等内容；台站级雷达保障业务包括：日、周、月维护以及参与年维护、巡检工作情况，故障维修，维护维修信息在综合气象观测系统运行监控平台（以下简称“ASOM”）中的填报，防雷检查，消防检查，雷达备件、仪器、仪表保管及保养等内容。 为反映雷达业务人员个人和雷达台站整体的工作情况，本办

word 法对雷达业务人员个人和雷达台站业务分别进行考核；为反映雷达业务各项工作情况，本办法对考核内容实行分项统计。 三、基数与错情统计 新一代天气雷达业务基数及错情由雷达观测业务和雷达保障业务基数及错情组成。各新一代天气雷达台站应建立雷达业务交接班制度，雷达业务交班人员应统计每日工作基数和错情，接班人员要对上一班的工作基数和错情进行校对，并及时纠正，接班人员未校对出错误，后期审核发现后出错人按实际错情计算，接班人员按实际错情的一半计算。 （一）雷达业务基数统计 ⒈雷达观测业务个人基数统计 （1）数据与产品 雷达观测业务人员值班期间应确保雷达基数据正常采集和存储，确保雷达产品正常生成。 ①数据采集基数 按规定要求，雷达正常采集存储基数据的每小时计0.5个基数；基数据采集存储不满1小时的，该小时内基数据正常采集存储时间大于30分钟的计0.3个基数，小于30分钟的计0.2个基数；未采集存储的不计基数。采集的基数据应及时存储，未存储则不计基数。 ②产品生成基数 按规定要求，雷达正常生成业务要求所有产品的每小时计

新一代天气雷达复习笔记

目录 第一章引论 (2) 1.1 新一代天气雷达概述 (2) 1.2 天气雷达的局限性 (2) 第二章多普勒天气雷达原理 (3) 2.1 后向散射截面 (3) 2.2 球形粒子的散射 (3) 2.3 电磁波在大气中的衰减和折射 (3) 2.4 雷达气象方程 (4) 2.5 最大不模糊距离和距离折叠 (5) 2.6 多普勒效应 (5) 2.7 最大不模糊速度和速度模糊 (5) 2.8 谱宽 (5) 2.9 雷达取样技术 (6) 第三章多普勒雷达图识别基础 (6) 3.1 识别反射率基本知识 (7) 3.2 识别速度图的基本知识 (7) 第四章雷达数据质量控制 (11) 4.1 地物杂波抑制 (11) 第五章对流风暴及其雷达回波特征 (12) 5.1 普通风暴单体生命史： (12) 5.2 强风暴的雷达回波特征： (12) 5.3 弱垂直风切变中的强风暴——脉冲风暴的回波特征 (12) 5.4 中等到强垂直风切变环境中多单体风暴的雷达回波特征 (13) 5.5 超级单体 (13) 第六章灾害性对流天气的探测与预警 (15) 6.1 龙卷 (15) 6.2 大冰雹 (16) 6.3 灾害性大风 (16) 6.4 暴洪（短时强降水） (17) 6.5 强对流天气预报和预警的发布 (17) 第七章雷达产品与算法 (18) 7.1 产品概述 (18) 7.2 基本产品 (19) 7.3 一些算法简单的重要导出产品 (20) 7.4 风暴单体识别与跟踪算法及其产品 (24) 7.5 冰雹指数产品及其算法 (24) 7.6 中气旋（M）和龙卷涡旋特征（TVS）算法和产品 (25) 7.7 V AD风廓线算法 (25) 7.8 降水算法及其产品 (26) 参考文献： (29)

1多普勒天气雷达原理与应用

第六部分 多普勒天气雷达原理与应用（周长青） 我国新一代天气雷达原理；天气雷达图像识别；对流风暴的雷达回波特征；新一代天气雷达产品 第一章 我国新一代天气雷达原理 一、了解新一代天气雷达的三个组成部分和功能 新一代天气雷达系统由三个主要部分构成：雷达数据采集子系统（RDA ）、雷达产品生成子系统（RPG ）、主用户处理器（PUP ）。 二、了解电磁波的散射、衰减、折射 散射：当电磁波束在大气中传播，遇到空气分子、大气气溶胶、云滴和雨滴等悬浮粒子时，入射电磁波会从这些粒子上向四面八方传播开来，这种现象称为散射。 衰减：电磁波能量沿传播路径减弱的现象称为衰减，造成衰减的物理原因是当电磁波投射到气体分子或云雨粒子时，一部分能量被散射，另一部分能量被吸收而转变为热能或其他形式的能量。 折射：电磁波在真空中是沿直线传播的，而在大气中由于折射率分布的不均匀性 （密度不同、介质不同），使电磁波传播路径发生弯曲的现象，称为折射。 2 /3730/776.0T e T P N +=波束直线传播 波束向上弯曲波束向下弯曲000=>

最大不模糊距离：最大不模糊距离是指一个发射脉冲在下一个发射脉冲发出前能向前走并返回雷达的最长距离，Rmax=0.5c/PRF, c 为光速，PRF 为脉冲重复频率。 距离折叠是指雷达对雷达回波位置的一种辨认错误。当距离折叠发生时，雷达所显示的回波位置的方位角是正确的，但距离是错误的（但是可预计它的正确位置）。当目标位于最大不模糊距离（Rmax ）以外时，会发生距离折叠。换句话说，当目标物位于Rmax 之外时，雷达却把目标物显示在Rmax 以内的某个位置，我们称之为‘距离折叠’。 五、理解雷达探测原理。 反射率因子Z 值的大小，反映了气象目标内部降水粒子的尺度和数密度，反射率越大，说明单位体积中，降水粒子的尺度大或数量多，亦即反映了气象目标强度大。 反射率因子（回波强度）： ?=dD D D N Z 6)( 0lg 10Z Z dBZ ?= 360/1m mm Z = 即反射率因子为单位体积内中降水粒子直径6次方的总和。 意义：一般Z 值与雨强I 有以下关系： 层状云降水 Z=200I1.6 地形雨 Z=31I1.71 雷阵雨 Z=486I1.37 新一代天气雷达取值 Z=300I1.4 六、了解雷达资料准确的局限性、资料误差和资料的代表性 由于雷达在探测降水粒子时，以大气符合标准大气情况为假定，与实际大气存在一定的差别，使雷达资料的准确度具有一定的局限性，且由于雷达本身性能差异及探测方法的固有局限，对探测目标存在距离折叠及速度模糊现象，对距离模糊和速度模糊的处理等，均增大了雷达资料的误差。虽然如此，由于径向速度是从多个脉冲对得到的径向速度的平均值，为平均径向速度，雷达反射率因子通过对沿径向上的四个取样体积平均得到的，其径向分辨率相当于四个取样体积的长度，这也使雷达探测的资料具有一定的代表性。 第二章 天气雷达图像识别 一、掌握多普勒效应 多普勒效应为，当接收者或接受器与能量源处于相对运动状态时，能量到达接受者或接收器时频率的变化。多普勒频率，是由于降水粒子等目标的径向运动引起的雷达回波信号的频率变化，也称为多普勒频移，其与目标的径向运动速度成正比，与多普勒天气雷达波长成反比。 二、了解多普勒天气雷达测量反射率因子、平均径向速度和速度谱宽的主要技术方法 多普勒雷达利用降水粒子的后向散射与多普勒效应来达到对其探测的目的。通过发射信号与接收信号的延迟来测量距离，通过降水粒子的多普勒频移来测量其速度。 反射率因子：雷达的反射率因子是降水粒子后向散射被雷达天线接收到的回波，为单位体积内中降水粒子直径6次方的总和，反射率因子Z 值的大小，反映了气象目标内部降水粒子的尺度和数密度，反射率越大，说明单位体积中，降水粒子的尺度大或数量多。

《新一代天气雷达观测规定》

新一代天气雷达观测规定 中国气象局 二○○五年五月

第一章总则 第一条为加强对新一代天气雷达观测业务的管理，根据《气象法》及《全国气象事业发展规划》（2001-2015）、《全国新一代天气雷达发展规划》（1994-2010），并考虑到新一代天气雷达功能及特点，制定本规定。 第二条新一代天气雷达是指中国气象局布网的CINRAD雷达系列的多普勒天气雷达，S波段多普勒天气雷达有CINRAD/SA、CINRAD/SB、CINRAD/SC等；C波段多普勒天气雷达有CINRAD/CB、CINRAD/CC、CINRAD/CD 和CINRAD/CCJ等。 第三条新一代天气雷达观测是气象业务观测的重要组成部分，新一代天气雷达观测业务包括雷达开机、数据采集、处理、存储、传输、整编、归档，编制各种雷达观测报表，观测环境的保护，雷达参数测量和标校，雷达系统的维护和检修等内容,本规定是新一代天气雷达观测业务的基本准则，适用于新一代天气雷达气象业务观测。 第四条新一代天气雷达观测的主要目的是监测和预警灾害性天气。探测重点是热带气旋、暴雨、冰雹、雷雨大风、龙卷、雪暴、沙尘暴以及其它天气系统中的中小尺度结构等。 第五条从事新一代天气雷达业务工作的人员应具备相关专业大专及以上学历或中级及以上技术职称。 第六条从事新一代天气雷达业务工作人员的主要职

责包括： （一）严守工作岗位，严格按照本规定开展观测工作，认真分析雷达回波及其演变，做好重要天气的监测和预警，确保重大灾害性天气观测无遗漏和资料的可靠性、完整性及真实性； (二) 认真填写、妥善保管各种观测记录、统计表簿和各类技术档案； (三) 严格执行值班制度、交接班制度、雷达标校制度和其他有关规章制度，检查各种安全设施； （四）负责系统运行管理、工作模式选择、雷达系统适配参数设置、系统软件维护； （五）负责雷达系统和网络设备的维护、保养与检修，监视雷达工作状态，发现异常及时处理、报告。 第二章观测环境 第七条雷达站址环境应当符合下列要求： (一)雷达站址周围无高大建筑物、高大树木、山脉等遮挡。在雷达主要探测方向上(天气系统的主要来向)的遮挡物对天线的遮挡仰角不应大于0.5?，其他方向的遮挡角一般不大于1?； (二)雷达天线所在位置以经度、纬度、海拔高度表示，经纬度定位精度应小于3秒，海拨高度测量误差应小于5米； (三)建站时应绘制四周遮挡角分布图，以及距测站1千

多普勒雷达原理

汽笛声变调的启示--多普勒雷达原理 1842年一天，奥地利数学家多普勒路过铁路交叉处，恰逢一列火车从他身 旁驰过，他发现火车由远而近时汽笛声变响，音调变尖（注：应为“汽笛声的音频频率变高”）；而火车由近而远时汽笛声变弱，音调变低（应为“汽笛声的音频频率降低了”）。他对这种现象感到极大兴趣，并进行了研究。发现这是由于振源与观察者之间存在着相对运动，使观察者听到的声音频率不同于振源频率的缘故，称为频移现象。因为这是多普勒首先提出来的，所以称为多普勒效应。 由于缺少实验设备，多普勒当时没有用实验进行验证。几年后有人请一队小号手在平板车上演奏，再请训练有素的音乐家用耳朵来辨别音调的变化，验证了该效应。 为了理解这一现象，需要考察火车以恒定速度驶近时，汽笛发出的声波在传播过程中表现出的是声波波长缩短，好像波被“压缩”了。因此，在一定时间间隔内传播的波数就增加了，这就是观察者为什么会感受到声调变高的原因；相反，当火车驶向远方时，声波的波长变大，好像波被“拉伸”了。因此，汽笛声听起来就显得低沉。 用科学语言来说，就是在一个物体发出一个信号时，当这个物体和接收者之间有相对运动时，虽然物体发出的信号频率固定不变，但接收者所接收到的信号频率相对于物体发出的信号频率出现了差异。多普勒效应也可以用波在介质中传播的衰减理论解释，波在介质中传播，会出现频散现象，随距离增加,高频向低频移动。 多普勒效应不仅适用于声波,它也适用于所有类型的波，包括电磁波。 多普勒效应被发现以后，直到1930年左右，才开始应用于电磁波领域中。常见的一种应用是医生检查就诊人用的“彩超”，就是利用了声波的多普勒效应。简单地说，“彩超”就是高清晰度的黑白Ｂ超再加上彩色多普勒。超声振荡器产生一种高频的等幅超声信号，向人体心血管器官发射，当超声波束遇到运动的脏器和血管时，便产生多普勒效应，反射信号为换能器所接受，根据反射波与发射波的频率差可以求出血流速度，根据反射波的频率是增大还是减小判定血流方向。 20世纪40年代中期，也就是多普勒发现这种现象之后大约100年，人们才将多普勒效应应用于雷达上。多普勒雷达就是利用多普勒效应进行定位，测速，测距等的雷达。当雷达发射一固定频率的脉冲波对空扫描时，如遇到活动目标，回波的频率与发射波的频率出现频率差（称为多普勒频率），根据多普勒频率的大小，可测出目标对雷达的径向相对运动速度；根据发射脉冲和接收的时间差，可以测出目标的距离。20世纪70年代以来，随着大规模集成电路和数字处理技术的发展，多普勒雷达广泛用于机载预警、导航、导弹制导、卫星跟踪、战场侦察、靶场测量、武器火控和气象探测等方面，成为重要的军事装备以及科学研究、业务应用装置。 多普勒天气雷达，是以多普勒效应为基础，当大气中云雨等目标物相对于雷达发射信号波有运动时，通过测定接收到的回波信号与发射信号之间的频率差异就能够解译出所需的信息。它与过去常规天气雷达仅仅接收云雨目标物对雷达发射电磁波的反射回波进了一大步。这种多普勒天气雷达的工作波长一般为5～10厘米，除了能起到常规天气雷达通过回波测定云雨目标物空间位置、强弱分布、垂直结构等作用，它的重大改进在于利用多普勒效应可以测定降水粒子的运

新一代天气雷达资料传输说明及设置技巧

文章编号:1006-4354(2009)01-0040-02 新一代天气雷达资料传输说明及设置技巧 杨辉,姜宗元,朱敏武 (汉中市气象局,陕西汉中723000) 中图分类号:TN957.53 文献标识码:B 1 雷达状态监测资料传输(安装在RDA),传输软件为RDASC.exe(中国气象局下发) 雷达状态监测资料上传到省气象局服务器为综合监控服务器,IP地址172.23.64.20,帐户dqt,口令dqt,路径/other。 传输文件名:雷达状态信息Z R DWRN SRSI C5IIiii yyyyMMddhhmmss.bin 雷达报警文件名Z A DWRN A LM C5 IIiii yyyyMMddhhmmss.bin。 说明:RDASC.exe程序将RDA计算机RA DA R Monitor目录下每6min生成的雷达状态信息文件和雷达报警文件(雷达有故障报警时生成)实时上传至省局服务器。雷达状态信息文件和雷达报警文件是中国气象局大探中心网站https://www.sodocs.net/doc/1912904706.html,/login.jsp的数据源支持。可以通过中心网站看到全国各站雷达的运行情况。 设置技巧:RDA计算机运行的主要问题是RDASC.EXE程序自动退出。建议RDA计算机安装Windows2000操作系统,安装完成后立即修复系统漏洞,升级杀毒软件全盘杀毒,杀毒后关闭杀毒软件所有自动监控程序。平时运行中关闭或卸载杀毒软件。 2 雷达产品资料传输(安装在PUP),传输软件为PUPC程序(中国气象局下发) 以FTP方式,把雷达数据产品传输到省气象局宽带网雷达传输服务器,再由省气象局传输到国家气象信息中心。宽带网雷达传输服务器IP地址172.23.64.173,端口号2001,帐户radftp,口令radftp,路径/upload。 目前陕西CB雷达需要传输的产品资料共25种:基本反射率19号3个,20号3个;基本速度26号3个,27号3个;组合反射率37号、38号;其他传输产品有41、48、53、56、57、58、60、78、79、80、110号。 说明:PUPC程序负责将本站雷达PUP终端生成的最新雷达产品实时上传至省气象局172.23.64.173服务器。可以在http:// 172.23.64.66/Guojf/new/rad.aspx上看到全省各雷达站实时雷达产品上传情况。 设置技巧:在本地PUP终端的日常产品集中,将25种雷达产品添加,其他产品全部删除。可保证本站雷达产品按要求100%传输,在http://172.23.64.66/Guojf/new/rad.aspx上 收稿日期:2008-08-21 作者简介:杨辉(1981—),男,陕西户县人,在读硕士,助工,从事气象信息技术保障和天气雷达维护保障。 查询、更新和管理关系数据库系统。SQL同时也是数据库脚本文件的扩展名。通过SQL语言实现对数据库表和记录的查询、插入、修改、删除等操作。 4 结语 基于WEB的陕西省综合气象观测业务管理系统软件,采用模块化编程技术,前台使用标准IE浏览器,后台使用A SP技术和数据库技术实现ACCESS或SQL动态数据库连接和信息存取、加工、显示,经上线测试,运行稳定,效果良好,数据信息根据业务变化情况即时更新。 4陕西气象2009(1)

新一代多普勒天气雷达产品

新一代多普勒天气雷达产品及其在短时天气预报中的应用 引明 中心气象台 二零零二.二

目录 第一讲：新一代多普勒雷达基本构成及雷达产品生成数据流简介 (4) 1．1 基本构成 (4) 1．2 数据采集子系统（RDA） (5) 1．3 产品生成子系统（RPG） (7) 1．4 主用户处理子系统（PUP） (8) 第二讲：雷达基本产品的生成、调阅和应用 (9) 2．1 基本反射率因子（R） (10) 2．2 平均径向速度（V） (12) 2．3 速度谱宽（W） (14) 第三讲：由基本反射率因子导出产品的生成、调阅和应用 (16) 3．1 组合反射率因子（CR） (18) 3．2 组合反射率因子廓线（CRC） (20) 3．3 反射率因子剖面（RCS） (22) 3．4 分层组合反射率因子平均值（LRA） (24) 3．5 分层组合反射率因子最大值（LRM） (26) 3．6 弱回波区（WER） (28) 3．7 风暴跟踪信息（STI） (30) 3．8 风暴结构（SS） (34) 3．9 冰雹指数（HI） (36) 3．10 回波顶高（ET） (40) 3．11 回波顶高廓线（ETC） (42) 3．12 垂直积分液态含水量（VIL） (44) 3．13 强天气概率（SWP） (46) 3．14 一小时降水量（OHP） (48) 3．15 三小时降水量（THP） (50) 3．16 风暴总降水量（STP） (52) 3．17 用户可选降水量（USP） (54) 3．18补充降水资料（SPD） (56) 3．19一小时数字降水阵列（DPA）……………………………………………………(58). 第四讲：由基本速度资料导出产品的生成、调阅和应用 (59) 4．1 风暴相对平均径向速度图（SRM） (60) 4．2 风暴相对平均径向速度区（SRR） (62) 4．3 平均径向速度场剖面（VCS） (64) 4．4 速度方位显示（V AD） (66) 4．5 速度方位显示风廓线（VWP） (68) 4．6 中尺度气旋（M） (70) 4．7 龙卷涡旋标志（TVS） (74) 4．8 组合切变（CS） (78)

新一代天气雷达测试规范

新一代天气雷达(CINRAD-SA/SB)测试规范 1、范围 1.1本规范涵盖了新一代天气雷达测试内容、指标要求、测试方法、测试仪表的设置以及测 试程序的使用。 1.2本规范适用新一代天气雷达的SA/SB型号。 2、本规范引用文件 新一代天气雷达出厂、现场测试大纲 3、测试内容以及指标 3.1 发射机功率测试 要求发射机输出的峰值功率在650kW―750kW范围内。 3.2 发射机输出脉冲包络测试 发射机输出脉冲包络，窄脉冲脉冲宽度（50%处）：1.57±0.1μs ，宽脉冲脉冲宽度（50%处）：4.5―5.0μs；上升沿（10%―90%）、下降沿（90%―10%）大于120ns、小于200ns；纹波顶降小于5%。 3.3 发射机极限改善因子测试 用频谱仪测得发射信号的S/N，根据计算公式：I＝S/N＋10lgB－10lgF 式中：I为极限改善因子（dB） S/N为信号噪声比（dB） B为频谱分析带宽（Hz） F为发射脉冲重复频率（Hz） SA/SB雷达发射机极限改善因子I≥52dB 3.4 发射机输出频谱宽度测试 -40dB处谱宽不大于±7.26MHZ； -50dB处谱宽不大于±12.92MHZ； -60dB处谱宽不大于±22.94MHZ 3.5 接收机噪声系数测试 包含保护器，接收机模拟噪声系数≤3.0dB，数字端噪声系数≤4.0dB 3.6 接收机机内动态范围测试 采用机内信号源接收系统动态范围≥85dB

3.7 接收机机外信号源动态范围测试 采用外部仪表信号源 接收系统动态范围≥85dB 3.8 接收机机内发射率测试 用机内信号源注入功率为-95dBm 至-35dBm 间各档的信号，在距离5km 至200km 范围内检验其回波强度的测量值，回波强度测量值与注入信号计算回波强度测量值的最大差值应在±1dB 范围内。 3.9 接收机机外信号源发射率动态范围测试 用仪表信号源注入功率为-90dBm 至-35dBm 各档的信号，在距离5km 至200km 范围内 检验其回波强度的测量值，回波强度测量值与注入信号计算回波强度测量值的最大差值应在±1dB 范围内。 3.10 系统地物抑制能力测试 滤波前功率减滤波后功率≥52dB 。 3.10 系统相位噪声测试（I 、Q 相角） I 、Q 相角法进行测试、计算相位噪声≤0.15°。 3.11 现场雷达天线水平测试 水平合像仪测得天线8个方向对角差值不超过50 " 3.12 现场雷达天线太阳法的指向测试 方位、俯仰角度误差≤±0.3° 3.13 现场雷达天线控制精度测试 方位、俯仰角度控制精度≤±0.1° 4、 新一代天气雷达各项指标的测试方法 4.1 发射机输出包络测试 4.1.1测试位置： 270° 90°

多普勒天气雷达原理与业务应用测验1(答案)..

多普勒天气雷达原理与业务应用测验一 （一至四章） 一、填空题 1、天气雷达是探测降水系统的主要手段，是对强对流天气（冰雹、大风、龙卷和暴洪）进行监测和预警的主要工具之一。 2、RDA由四个部分构成：发射机、天线、接收机和信号处理器。 3、PUP可以通过以下三种方式获取产品：（1）常规产品列表；（2）一次性请求；（3）产品-预警配对。 4、S波段和C波段的雷达波在传播过程中主要受到降水的衰减，衰减是由降水离子对于雷达雷达波的散射和吸收造成的。 5、.新一代多普勒雷达估测累计降水分布时，雷达采样时间间隔一般不应超过10分钟，除受本身精度限制外，还受降水类型（Z-R关系）、雷达探测高度、地面降水差异和风等多种因素影响。 6、多普勒雷达能测量的一个脉冲到下一个脉冲的最大相移上限是180度，其对应的径向速度值称为最大不模糊速度。 7、径向速度图中，零等速线呈“S”型表示，实际风随高度顺时针旋转，由RDA处得南风转为现实区边缘对应的西风。反之，零等速线呈反“S”型表示，实际风随高度。逆时针旋转，由RDA处得南风转为现实区边缘对应的东风。 8、WSR-88D和我国新一代天气雷达的脉冲重复频率在300-1300范

围内。 9、多普勒天气雷达的最大不模糊距离与雷达的脉冲重复频率成反比，相应的最大不模糊速度与脉冲重复频率成正比。 10、对于SA和SB型雷达，基数据中反射率因子的分辨率为1K M×1°，而径向速度和谱宽的分辨率为0.25K M×1°。 11、积状云降水一般有比较密实的结构，反射率因子空间梯度较大，其强度中心的反射率因子通常在35dbz以上，而层状云降水回波比较均匀，反射率因子空间梯度较小，反射率因子一般大于15dbz而小于30dbz。 12、雷达波束和实际风向的夹角越大，则径向速度值越小；实际风速越小，径向速度也越小。 13、如果一个模糊的径向速度值是 45 节，它的邻近值是-55 节，最大不模糊径向速度是 60节，那么这个径向速度的最可能值是节（-75）14、我国的新一代天气雷达主要采用（VCP11、VCP21、VCP31）三种体扫模式。 15、雷达产品生成子系统有主要功能有：（产品生成）；（产品分发）；雷达控制台；（第三级数据存档）。 16、主用户处理器PUP是的主要功能有：（产品请求）；（产品数据存档）；产品显示；（产品编辑注释）；状态监视。 17、在瑞利散射条件满足的情况下，降水粒子集合的反射率因子只与降水粒子本身的（尺寸）和（数密度）有关。 18、（距离折叠）是雷达对产生雷达回波的目标物位置的一种辨认错误。

新一代天气雷达观测规定(修订)

新一代天气雷达观测规定（修订）

编写说明 新一代天气雷达观测规定（修订）是在《关于印发《新一代天气雷达观测规定》的通知》（气测函〔2005〕81号）的基础上，结合天气雷达质量整改工作需要编制而成。 本规定由中国气象局气象探测中心组织起草，主要编写人员包括：周旭辉、李斐斐、周薇、陈玉宝、邵楠等。

第一章总则 第一条为适应新一代天气雷达业务发展，进一步加强对新一代天气雷达业务的管理，根据《中华人民共和国气象法》及《气象设施和气象探测环境保护》，并考虑到新一代天气雷达功能及特点制定本规定。 第二条新一代天气雷达是指中国气象局布网的CINRAD系列的新一代天气雷达，S波段新一代天气雷达有CINRAD/SA、CINRAD/SB、CINRAD/SC等；C波段新一代天气雷达有CINRAD/CA、CINRAD/CB、CINRAD/CC和CINRAD/CD等。 第三条新一代天气雷达观测是气象业务观测的重要组成部分，新一代天气雷达观测业务包括雷达开关机、数据采集、处理、存储、传输、整编、填报报表、归档、雷达系统的维护维修、定标和气象探测环境保护等内容,本规定是新一代天气雷达业务的基本准则。 第四条新一代天气雷达观测的主要目的是监测和预警灾害性天气。探测重点是热带气旋、暴雨、冰雹、雷雨大风、龙卷、雪暴、沙尘暴以及其它天气系统中的中小尺度结构等。 第二章岗位要求及职责

第五条从事新一代天气雷达业务工作的人员应具备相关专业大专及以上学历或中级及以上技术职称。 第六条从事新一代天气雷达业务工作人员的主要职责包括： （一）严守工作岗位，严格按照本规定开展观测工作，认真分析雷达回波及其演变，做好重要天气的监测和预警，确保重大灾害性天气观测无遗漏和资料的可靠性、完整性及真实性； (二) 认真填写、妥善保管各种电子档和纸质记录、表簿和各类技术档案； (三) 严格执行值班制度、交接班制度、雷达运行监控制度和其他有关规章制度； （四）负责雷达系统运行保障、工作模式选择、雷达系统适配参数设置、元数据参数配置、系统软件维护； （五）负责雷达系统定标，以及雷达系统和附属设备的维护、保养与检修，保证雷达系统和附属设备可靠运行。 第二章探测环境及保护 第七条雷达站址环境应当符合下列要求：在雷达主要探测方向，包括重点服务地区和重要天气过程的主要来向，其遮挡物对雷达电磁波的遮挡仰角不应大于0.5?，其他方向的遮挡仰角不应大于1?，孤立遮挡方位角不应大于1?，且总的遮挡方位角不应大于5?，如临近雷达可覆盖该遮挡区域的则可适当降低要求；

舟山多普勒天气雷达原理与业务应用试题

多普勒天气雷达原理与业务应用试题 1、新一代天气雷达主要有哪三个部分组成？ 答：雷达数据采集（RDA ）、雷达产品生成（RPG ）和主用户处理器（PUP ）。 2、雷达数据采集（Radar Data Acquisition ）简称RDA ，有哪几部分构成？ 答：发射机、天线、接收机和信号处理器。 3、主用户处理器（Principal User Processor ）简称PUP ，主要功能是什么？ 答：获取、存储和显示产品。 4、新一代天气雷达第一级数据是由接收机输出的模拟数据，第二级数据是由信号处理器产生的最高时空精度的高分辨率数据，称为 基数据 ；第三级数据是由RPG 生成的数据，称为 产品数据 。 5、新一代天气雷达有哪4种常用体扫模式？强对流天气过程中最好使用何种扫描模式？ 新一代天气雷达有VCP11、VCP21、VCP31、VCP32四种常用体扫模式。 强对流天气过程中最好使用VCP11体扫模式。 6、雷达气象方程为i i kdr t r r r h G P P 单位体积∑?=-σψπθφλ0 2.02 22210.)2(ln 1024，其中G 表示 天线增益 ，λ表示 雷达波长 ， σ表示 粒子的后向散射截面 。 7、在瑞利散射条件下， 单位体积 单位体积 ∑∑= 62 4 5||i i D k λπσ，定义反射率因子单位体积 ∑= 6 i D Z ，则雷达气象方程可表示为C P r Z r 2= ，其中2 2 23||)2(ln 1024K h G P C t λθφπ=。在不满足瑞利散射条件下，雷达气象方程要表示为同一形式C P r Z r e 2=，则e Z 称为 等效反射率因子 。 8、反射率因子和回波功率的表示形式分别定义为 0 lg 10Z Z dBZ ?=（10=Z 3 6/m mm ）和 min lg 10P P dB r ?=，将雷达气象方程 C P r Z r 2= 变换为 min min lg 10lg 10lg 20lg 10P C P P r Z r -+=，即A r dB dBZ -+=lg 20，其中r lg 20为 距