XD天气雷达产品介绍精品PPT课件
724XD天气雷达产品介绍
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公式中Z为基本反射率因子值,M为液态水 含量,单位千克/平方米。
垂直液态含水量(VIL)
• 产品应用
1.有助于确定大多数显著的风暴单体位置。 2.由于冰雹单体并非由液态水构成,导致很强 的VIL,所以有助于识别较大的冰雹单体。 3.有助于识别超级单体风暴,超级单体风暴有 较大的VIL。 4,有助于识别强风灾害天气,强风开始时,垂 直液态水含量VIL迅速减小。
反射率因子剖面(RCS)
• 原理: 反射率因子剖面产品(RCS)是对 所有各仰角基本反射率因子进行垂直内插 所得,低于最低仰角和高于最高仰角的没 有外推,该产品与常规雷达的RHI产品有如 下不同点:
1.RCS用多仰角资料并进行垂直内插所得,而 RHI产品是雷达进行垂直扫描所得。 2.RCS能在有效距离内对任意两点生成,而RHI 只能以雷达中心沿径向执行。
弱回波区
• 产品应用
1.显示反射率因子核心发生高度。 2.有助于显示风暴的倾斜,悬挂、回波窟窿 等对流性风暴的回波特征。
回波顶高(ET)
• 生成原理 反射率因子强度大于等于18.3dBZ的回波所 在高度定义为回波顶高(云区上部)。回 波顶高算法首先确定每2.2海里×2.2海里网 格点上反射率因子大于18.3dBZ回波所在处 的最高仰角,然后测量各个反射率因子大 于18.3dBZ的网格的高度,算法考虑了雷达 天线所在高度。
回波顶高(ET)
• 产品应用
1.很快的测量强对流回波发展的高度、位置。 2.有助于将非降水回波从实际风暴中区分出 来。 3.有助于识别风暴结构特征,诸如倾斜,低 层反射率因子梯度区上的回波顶。
垂直液态含水量(VIL)
• 生产原理:垂直液态水含量产品是假定反 射率因子强度来自于液态水滴,应用以下 公式生成每一个2.2×2.2nm网格点上任意 仰角的液态水含量,然后再对每个网格点 进行垂直累积后得到VIL产品。
新一代天气雷达产品资料说明
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产品名称
产品号
产品
标识
分辨率
(KM)
仰角
产品说明
基本反射率
19
R
1.0
0.5、1.5、2.4
反射率(强度)产品,表示回波的强度,一般用于估计冰雹可能性,确定风暴结构,定位边界和降水核。
20
R
2.0
0.5、1.5、2.4
基本速度
26
V
0.5
0.5、1.5、2.4
风的径向分量(朝向和背向雷达),用于估计风向风速,定位边界,确定重要风切变区(辐合、辐散等)
风暴追踪信息
58
STI
N/A
提供过去、现在和未来位置以及整个雷达反射率覆盖范围内风暴运动的信息。提供过去15分钟内风暴位置、当前风暴质心位置和未来1小时内每15分钟的风暴预报位置。
中尺度气旋
60
M
N/A
1小时降水
78
OHP
2.0
对过去1小时累积降水的回波估计
3小时降水
79
THP
2.0
当前小时的降水量加上前2小时的降水量
风暴相对径向速度
56
SRM
1.0
减去由风暴追踪信息计算的全部已识别风暴的平均运动或减去用户在产品请求中输入的风暴运动值的结果的回波速度。用于探测切变区,对主要沿径向快速运动的风暴最为有效。
垂直累积液态水含量
57
VIL
4.0x4.0
假定回波均由液态水形成,通过经验公式将反射率数据转换成相当的液态水含量。研究表明,VIL值是判断是否存在冰雹的一个指标27VFra bibliotek1.0
0.5、1.5、2.4
组合反射率
新一代天气雷达介绍wwwPPT课件
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CINRAD雷达与常规 天气雷达相比的优势
1.灵敏度提高 2.分辨率提高 3.具有风场探测 4.具有三维数据的自动采集能力 5.具有一套科学的数据处理的能力
频率控制精 度10-9 !
10
•较合理的硬件工作模式和观测模式
为了能够获得最大不折叠距离探测范围同时获得最大 的不模糊径向速度,在雷达硬件工作模式方面,采用了连 续监测模式CS、连续Doppler模式CD和批模式B,对雷达脉 冲对数、脉冲宽度、脉冲重复频率等雷达参数进行了组合 ,以适应上述要求。在观测模式方面,设有四种观测模式 ,其中:降水模式有VCP11模式和VCP21模式两种,以适应 不同降水类型的需要。CINRAD-SA雷达由于发射机功率强大 ,接受机灵敏度高,还设有晴空模式:VCP31模式和VCP32 模式,用以探测晴空湍流、风切变等。在上述降水观测模 式中,为了达到获得最大探测不折叠距离和最大不模糊径 向速度,雷达采用了扫描方式与雷达参数相结合的办法实 现上述目标。
水中风场结构特征。
目前我国共有130多部多普勒雷达,分为 10cm的s波段和5cm的c波段两种,南方为 s波段、北方为c波段。西安的雷达型号 为CINRA—CB型。我省内共有5部多普 勒雷达:延安、榆林、汉中、安康、宝 鸡。
应用领域:主要在强对流天气的监测和 预警,天气尺度和次天气尺度降水的监 测,降水的测量、风的测量以及数据的 同化应用等
雷达图上,一般用紫色时表示不能识别的 值,观测时通过调整要尽量使紫色最小。
什么是Doppler速度 风矢量的径?向分量
不完全是水平的径向分量 一个体积内的主要风矢量 (注意:不是平均风矢量) 不是同一水平面上的风矢量( 仰角不是零度) 风矢量的代表性(多尺度性) 误差 (器差,信息提取误差) 云、雨粒子的三维运动矢量
新一代天气雷达演示
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雷达平均速度图
中尺度(2-20KM)系统的速度图像特征
不是在整个显示屏范围内识别,而是在其中选择一个小区域(包含了整个中尺度系统),将其放大显示。 首先确定所选择的小区域在雷达有效探测范围内的方位及小区域的方向,并近似的认为该小区域在同一高度层上
纯气旋式流场;纯反气旋式流场;纯辐合流场;纯辐散流场;气旋式辐合流场; 气旋式辐散流场;反气旋式辐合流场;反气旋式辐散流场
雷达的导出产品:有30多种。常用的包括组合反射率因子; 垂直累计液态水含量;回波顶;风暴路径信息;冰雹指数;中 气旋;速度方位显示风廓线;1小时累计雨量;3小时累计雨量; 相对风暴径向速度区。
雷达数据质量控制
雷达数据质量控制主要涉及地物杂波抑制;去距离折叠和退速度模糊。
地物杂波:包括固定地物杂波和超折射地物杂波(AP杂波)。
一般雷暴(单个单体雷暴)
单个单体雷暴—在其生命发展史中自始至终只有一个孤立单体的风暴。 水平尺度:5-10km; 生命史:<1小时;雷达回波特征:回波较垂直,单体对称,少移,冰 雹小,灾害小。回波强度相对较弱,回波面积小,发展高度低、生命史较短,上升与下沉气流 无明显的倾斜性,气流结构易受损坏,不易发展强盛。
雷达基本产品反射率因子,平均径向速度和径向速度谱宽三 种基数据。
SA和SB两种雷达,反射率因子基数据沿雷达径向的分 辨率为1km,沿方位角方向的分辨率为1°,即1km*1°,平均 径向速度和速度谱宽基数据的分辨率为0.25km*1°;扫描仰角 从0.5°到19.5°。
SA和SB两种雷达,反射率因子观测范围为460km,径 向速度和谱宽为230km;大部分算法适用的范围位于230km内。 CC和CD型雷达的观测范围只有150km。
在中等到高的CAPE和弱的深层垂直风切变情况下,可以出现的唯 一强风暴是脉冲风暴,其不是一种独立的对流风暴类型,是以多单体风暴 形态出现,含有一个或多个脉冲单体。
多普勒天气雷达产品的识别与分析(天气雷达基础知识)
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3.2 强对流天气发生的背景环境
• 大气垂直稳定度 • 水汽条件 • 抬升 • 垂直风切变
3.3 垂直风廓线及其对对流风暴的作用
• 普通单体风暴的风向随高度的分布杂乱无章,基本上是一 种无序分布,而且风速随高度的变化也较小;
• 多单体强风暴和超级单体风暴的风向风速随高度变化分布 是有序的,风向随高度朝一致方向偏转,而且风速随高度 的变化值也比普通单体风暴的大。
• 影响速度谱宽的主要因子有四个: 1. 垂直方向上的风切变; 2. 大气的湍流运动; 3. 不同直径的降水粒子产生的下落末速度的不均匀分布; 4. 由波束宽度引起的横向风效应。
1.8 标准大气雷达测高公式 • H=h0+R*sinθ+R2/17000,单位:千米
1.9 PPI图上距离与高度
1.10 天气雷达的局限性
衰减的暂时的解决办法
• 结合S波段雷达使用 波长:10cm, 强天气的衰减不明显
衰减的暂时的解决办法
课间休 息
3、多普勒天气雷达识别对流风暴及其强烈天气
单元重难点: • 1、风暴的运动 • 2、对流风暴的模型 • 3、个例分析
3.1 对流风暴的分类
普通单体风暴 多单体风暴 超级单体风暴 线风暴(飑线)
• 多普勒频移与目标物在雷达径向方向上的速度分量v有关,满足如下 关系: fd= 2v∕λ (式中λ是雷达波长,fd是多普勒频移)
• 多谱勒速度是径向速度,垂直于雷达波束的速度分量(切向速度)不 能直接测量。
1.7 多谱勒速度谱宽W
• 多谱勒速度谱宽 表征着雷达有效照射体积内不同大小的多谱勒速度偏离其平均值的 程度,实际上它是由散射粒子具有不同的径向速度所引起的。
1.1 天气雷达基本结构
新一代天气雷达介绍wwwPPT课件
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雷达产品生成子系统(RPG)
RPG是一个多功能的单元。它由宽带通讯线路 从RDA接受数字化的基数据,对其进行处理生成 各种产品,并将产品通过窄带通讯线路传给用户。 RPG还可以通过雷达控制台(UCP)对RDA进行 监控(遥控方式)。RPG是整个雷达系统的指令 中心。
中国气象局计划在全国范围内建设126部CINRAD多普勒天气雷达, 其中有66部S波段多普勒天气雷达,60部C波段多普勒天气雷达。图中 红色圆点表示S波段。兰色方块表示C波段雷达。
一般,在沿海地区安装S波 段雷达,内陆地区安装C波段 雷达,这样可以减少衰减, 成本也较小。 S波段雷达与C 波段雷达价格相差10倍。
雷达图上,一般用紫色时表示不能识别的 值,观测时通过调整要尽量使紫色最小。
什么是Doppler速度 风矢量的径?向分量
不完全是水平的径向分量 一个体积内的主要风矢量 (注意:不是平均风矢量) 不是同一水平面上的风矢量( 仰角不是零度) 风矢量的代表性(多尺度性) 误差 (器差,信息提取误差) 云、雨粒子的三维运动矢量
CINRAD雷达与常规 天气雷达相比的优势
1.灵敏度提高 2.分辨率提高 3.具有风场探测 4.具有三维数据的自动采集能力 5.具有一套科学的数据处理的能力
频率控制精 度10-9 !
10
•较合理的硬件工作模式和观测模式
为了能够获得最大不折叠距离探测范围同时获得最大 的不模糊径向速度,在雷达硬件工作模式方面,采用了连 续监测模式CS、连续Doppler模式CD和批模式B,对雷达脉 冲对数、脉冲宽度、脉冲重复频率等雷达参数进行了组合 ,以适应上述要求。在观测模式方面,设有四种观测模式 ,其中:降水模式有VCP11模式和VCP21模式两种,以适应 不同降水类型的需要。CINRAD-SA雷达由于发射机功率强大 ,接受机灵敏度高,还设有晴空模式:VCP31模式和VCP32 模式,用以探测晴空湍流、风切变等。在上述降水观测模 式中,为了达到获得最大探测不折叠距离和最大不模糊径 向速度,雷达采用了扫描方式与雷达参数相结合的办法实 现上述目标。
新一代多普勒天气雷达产品教材
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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杨引明上海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)4.9 组合切变等值线(CSC) (80)第五讲:由谱宽资料导出产品其它产品的生成、调阅和应用 (82)5.1 谱宽剖面(SCS) (83)5.2 分层组合湍流平均值(LTA) (85)5.3 分层组合湍流最大值(LTM) (87)5.4 组合矩(CM) (89)5.5 强天气分析(SWA) (91)第六讲:新一代多普勒雷达产品在局地暴雨预测和监测中的应用 (96)(6.1)、暴雨形成的条件 (96)(6.2).形成暴雨常见的对流回波系统 (96)(6.3).WSR-88D多普勒天气雷达降水探测算法及评估 (97)(6.4).基于WSR-88D多普勒天气雷达的暴雨监测 (100)(6.5).个例分析 (102)第七讲:新一代多普勒雷达产品在冰雹预测和监测中的应用 (106)(7.1).利用新一代多普勒雷达产品冰雹监测流程 (106)(7.2).强冰雹概率指数H (106)hail第八讲:新一代多普勒雷达产品在龙卷风预测和监测中的应用 (108)(8.1).龙卷风的定义、强度等级和分类 (108)(8.2).龙卷风产生多普勒天气雷达资料特征 (108)(8.3).WSR-88D多普勒天气雷达的龙卷风探测方法 (110)(8.4).龙卷风的监测和预警流程 (113)(8.5).个例分析 (116)一. 新一代多普勒雷达基本构成及雷达产品生成数据流简介与常规天气雷达不同,WSR—88D多普勒天气雷达是全相干脉冲多普勒天气雷达,它包含三个微机控制的工作单元,每个单元又由若干次级单元组成,为了准确、合理的操作该雷达,并最有效的使用WSR—88D多普勒天气雷达产品,对这三个工作单元、它们的次级单元、以及相互间的数据信号流有一个简要的了解是必要的。
新一代天气雷达产品资料说明.
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56
SRM
1.0
减去由风暴追踪信息计算的全部已识别风暴的平均运动或减去用户在产品请求中输入的风暴运动值的结果的回波速度。用于探测切变区,对主要沿径向快速运动的风暴最为有效。
垂直累积液态水含量
57
VIL
4.0x4.0
假定回波均由液态水形成,通过经验公式将反射率数据转换成相当的液态水含量。研究表明,VIL值是判断是否存在冰雹的一个指标
风暴追踪信息
58
STI
N/A
提供过去、现在和未来位置以及整个雷达反射率覆盖范围内风暴运动的信息。提供过去15分钟内风暴位置、当前风暴质心位置和未来1小时内每15分钟的风暴预报位置。
中尺度气旋
60
M
N/A
1小时降水
78
OHP
2.0
对过去1小时累积降水的回波估计
3小时降水
79
THP
2.0
当前小时的降水量加上前2小时的降水量
27
V
1.0
0.5、1.5、2.4
组合反射率
37
CR
1.0x1.0
显示在给定体扫中每个坐标格点上方对应气柱内的最大反射率。可以不用检查所有的仰角数据就可显示风暴的最大反射率
38
CR
4.0x4.0
回波顶
41
ET
4.0x4.0
显示≥18dBZ的最高仰角对应回波顶距平均海平面高度。可用于识别明显的风暴特征。
新一代天气雷达产品资料说明:
产品名称
产品号
产品
标识
分辨率
(KM)
仰角
产品说明基本反Biblioteka 率19R1.0
0.5、1.5、2.4
反射率(强度)产品,表示回波的强度,一般用于估计冰雹可能性,确定风暴结构,定位边界和降水核。
雷达讲座第一章ppt课件
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序言
气象探测中心
Meteorological Observation Center
序言
气象探测中心
Meteorological Observation Center
序言
气象探测中心
Meteorological Observation Center
序言
气象探测中心
Meteorological Observation Center
序言
中国新一代天气雷达应用效益
实现了在15分钟内天气雷达资料产品的共享,实现 对台风、暴雨、强对流等重大灾害性天气全天候监测。
促进强天气短时临近预报的发展,短时预报准确率 在现有基础上提高了3%-5%,预报时效提前几十分钟到 数小时,在灾害性天气的监测预警气象服务中不可或缺。
抗御自然灾害:低温雨雪(2008)、汶川特大地震(2008) 重大气象事件保障:北京奥运会(2008)、国庆60周年庆典 (2009)、
广州亚运会(2010)
气象探测中心
Meteorological Observation Center
序言
报告分为以下四部分内容:
第一章 中国新一代天气雷达网建设情况 第二章 雷达资料信息传输存储以及共享平台建设 第三章 天气雷达对天气系统监测能力 第四章 新一代天气雷达业务软件开发进展
气象探测中心
第一部新一代天气雷达于1999年底在安徽 省合肥市建成。到2010年底,已建成164部新 一代天气雷达。到2014年底,将建成216部新 一代天气雷达。
新一代天气雷达网依据多年来台风、暴雨 气象探测中心 和冰雹等强对流天气的气候统计特征以及M人ete口orological Observation Center
环境条件
724XD天气雷达产品介绍
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2.RCS能在有效距离内对任意两点生成,而RHI 只能以雷达中心沿径向执行。
反射率因子剖面(RCS)
• 产品应用:
1.探测云、烟雾等的高度(在晴空模式下)。 2.探测强回波中心的高度,以便于判断对流 性强弱。 3.探测回波顶层,在降水模式下,该产品可 最小探测到强度小于5dBZ反射率因子。
多普勒速度
• 原理:普勒雷达采样由于云雨降水粒子相 对于雷达的运动而产生多普勒频移,以多 普勒效应 f 2v/为基本原理,计算得到降水 目标物的平均径向速度 ,代表了大气云雨 目标物相对雷达的运动。
多普勒速度
• 产品应用:
1.探测地面相对风场,直接服务于警报、研 究和预报。
2.探测大气结构。可根据风向风速随高度的 变化监测各层冷暖平流及中低空急流。
2.降水边界识别。在降水边界处基本反射率因 子产品一般小于5dBZ,雷达很难显示(降水模 式),然而基本谱宽资料和平均径向速度资料 一样,能显示反射率因子小于5dBZ的降水系统 边界,从而确定降水边界。
合成(组合)反射率
• 原理: 组合反射率因子(CR) 产品显示了网格上方 各个仰角上反射率因 子的最大值。
较大的VIL。 4,有助于识别强风灾害天气,强风开始时,垂
直液态水含量VIL迅速减小。
速度方位显示产品(VAD)
• 生成原理:速度方位显示产品算法假定在某一高 度上风场是均匀的。对于给定高度,算法根据用 户设定的标准径向距离(缺省16.2海里),选定 与给定高度最接近的仰角资料。然后将该仰角中 给定高度上每个距离库上平均径向速度点绘在径 向速度一方位图上,横坐标为方位角0°或360° 为正北方向,180°朝向正南),纵坐标表示径 向速度。假如有25个以上非零数据点(用户设 定),算法用最小二乘法拟合这些点,可得到一 条正弦波曲线,正弦曲线的振幅表示水平风速, 正弦曲线上的波谷(负值最大点)所在方位角表 示水平风向(可以证明)。
新一代多普勒天气雷达产品讲解

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杨引明上海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)4.9 组合切变等值线(CSC) (80)第五讲:由谱宽资料导出产品其它产品的生成、调阅和应用 (82)5.1 谱宽剖面(SCS) (83)5.2 分层组合湍流平均值(LTA) (85)5.3 分层组合湍流最大值(LTM) (87)5.4 组合矩(CM) (89)5.5 强天气分析(SWA) (91)第六讲:新一代多普勒雷达产品在局地暴雨预测和监测中的应用 (96)(6.1)、暴雨形成的条件 (96)(6.2).形成暴雨常见的对流回波系统 (96)(6.3).WSR-88D多普勒天气雷达降水探测算法及评估 (97)(6.4).基于WSR-88D多普勒天气雷达的暴雨监测 (100)(6.5).个例分析 (102)第七讲:新一代多普勒雷达产品在冰雹预测和监测中的应用 (106)(7.1).利用新一代多普勒雷达产品冰雹监测流程 (106)H (106)(7.2).强冰雹概率指数hail第八讲:新一代多普勒雷达产品在龙卷风预测和监测中的应用 (108)(8.1).龙卷风的定义、强度等级和分类 (108)(8.2).龙卷风产生多普勒天气雷达资料特征 (108)(8.3).WSR-88D多普勒天气雷达的龙卷风探测方法 (110)(8.4).龙卷风的监测和预警流程 (113)(8.5).个例分析 (116)一. 新一代多普勒雷达基本构成及雷达产品生成数据流简介与常规天气雷达不同,WSR—88D多普勒天气雷达是全相干脉冲多普勒天气雷达,它包含三个微机控制的工作单元,每个单元又由若干次级单元组成,为了准确、合理的操作该雷达,并最有效的使用WSR—88D多普勒天气雷达产品,对这三个工作单元、它们的次级单元、以及相互间的数据信号流有一个简要的了解是必要的。
天气雷达的工作原理ppt课件
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从而使雷达荧光屏上出现的目标标志(用亮点或垂
直偏移表示)的方位、仰角就是目标相对于雷达的
实际方位、仰角。
.
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5、天线转换开关
因为雷达发射和接受的都是持续时间极短(微秒量 级)、间歇时间很长(千微秒量级)的高频脉冲波,这 就有可能使发射和接收共用一根天线。天线转换开关的 作用是:在发射机工作时,天线只和发射机接通,使发 射机产生的巨大能量不能直接进入接收机,从而避免损 坏接收机;当发射机停止工作时,天线立即和接收机接 通,微弱的回波信号只进入接收机。
距离仰角显示器是显示云 和降水的垂直结构的显示器。 由于距离高度显示器只能在低 仰角下使用,如711雷达和7l3 雷达在作距离仰角显示时,天 线的最大仰角只分别为320和 290,这样的仰角看不到近距 离天顶附近的云雨情况,为了 解近距离天顶附近的云雨情况 和结构,某些天气雷达(国产 713雷达)可以作“距离仰角显 示”,这种显示器简称为REI
线的转动系统,一部分是同步系统。天线转动系统
的作用是:(1)使天线绕垂直轴转动,以便探测
平面上的降水分布,或漏斗面上降水、云的分布;
(2)使天线在某一方位上作上下俯仰,以便探测
云和降水的垂直结构和演变。
天线同步系统(也叫伺服系统)的作用是:使
阴极射线管上不同时刻时间扫描基线的方位、仰角
和相应时间天线所指的方位、仰角一致(即同步),
(Rang Elevation Indicator) .
横坐标为距离,纵坐 标为高度,垂直坐标尺度 和水平坐标尺度一样,因 此它没有距离高度显示器 那样出于两个坐标尺度不 一样而引起的失真。 23
等高平面位置显示器(CAPPl)
平面位置显示器只是在仰角为0时得到降水目标 的平面分布,仰角大于0时得到的是一个远处高近 处低的漏斗面上的云雨分布。为了解不同高度上的 云和降水分布,了解降水发生发展的三度空间情况, 人们使用了 “等高平面位置显示器”,简称 CAPPI(Constant Altitude PPl)。等高平面位置显 示器能够显示不同高度平面上的云雨分布
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回波顶高(ET)
• 产品应用
1.很快的测量强对流回波发展的高度、位置。 2.有助于将非降水回波从实际风暴中区分出 来。 3.有助于识别风暴结构特征,诸如倾斜,低 层反射率因子梯度区上的回波顶。
垂直液态含水量(VIL)
• 生产原理:垂直液态水含量产品是假定反 射率因子强度来自于液态水滴,应用以下 公式生成每一个2.2×2.2nm网格点上任意 仰角的液态水含量,然后再对每个网格点 进行垂直累积后得到VIL产品。
基本反射率
• 原理:该产品是雷达后向散射功率平均而 成,这个平均功率经过处理后被转换成dBZ, 并形成基本资料。
• 应用:探测降水强度、移动及发展趋势; 识别显著的强风暴结构特征,如弱回波区, 回波墙,钩状回波等;识别锋面、飑线等 天气学特征;晴空模式下基本反射率因子 产品可以探测诸如飞鸟、昆虫、森林火灾 等非降水特征。
2.降水边界识别。在降水边界处基本反射率因 子产品一般小于5dBZ,雷达很难显示(降水模 式),然而基本谱宽资料和平均径向速度资料 一样,能显示反射率因子小于5dBZ的降水系统 边界,从而确定降水边界。
合成(组合)反 各个仰角上反射率因 子的最大值。
较大的VIL。 4,有助于识别强风灾害天气,强风开始时,垂
直液态水含量VIL迅速减小。
速度方位显示产品(VAD)
• 生成原理:速度方位显示产品算法假定在某一高 度上风场是均匀的。对于给定高度,算法根据用 户设定的标准径向距离(缺省16.2海里),选定 与给定高度最接近的仰角资料。然后将该仰角中 给定高度上每个距离库上平均径向速度点绘在径 向速度一方位图上,横坐标为方位角0°或360° 为正北方向,180°朝向正南),纵坐标表示径 向速度。假如有25个以上非零数据点(用户设 定),算法用最小二乘法拟合这些点,可得到一 条正弦波曲线,正弦曲线的振幅表示水平风速, 正弦曲线上的波谷(负值最大点)所在方位角表 示水平风向(可以证明)。
弱回波区
• 产品应用
1.显示反射率因子核心发生高度。 2.有助于显示风暴的倾斜,悬挂、回波窟窿 等对流性风暴的回波特征。
回波顶高(ET)
• 生成原理 反射率因子强度大于等于18.3dBZ的回波所 在高度定义为回波顶高(云区上部)。回 波顶高算法首先确定每2.2海里×2.2海里网 格点上反射率因子大于18.3dBZ回波所在处 的最高仰角,然后测量各个反射率因子大 于18.3dBZ的网格的高度,算法考虑了雷达 天线所在高度。
3.探测风暴结构。根据平均径向速度图,可 识别风场气旋、反气旋,风暴顶或近地面层的 散度等。
谱宽
• 原理:基本谱宽表达了样本体积内云雨目 标物的速度偏差大小。湍流、风切变、不 均匀的下落速度和其它非气象因子均可导 致高谱宽值,而典型的层状云降水其谱宽 值平均小于7海里/小时。
谱宽
• 应用:
1. 评价平均径向速度产品。一般说来,高谱宽 区蕴含着平均径向速度有较大的不确定性,应 进一步与基本反射率因子资料对比分析。
风廓线产品(VWP)
• 产品应用
1.产品作为多个连续体扫描的水平风垂直廓 线显示,有助于了解强对流天气的环境场。 2.产品显示的低层风垂直变化将有助于航空 天气预报。 3.通过了解水平风场随时间变化,可监测冷 空气、锋面等的移动情况,指导常规天气预报。
分层组合湍流平均值产品(LTA)
• 原理:分层组合湍流平均值产品(LTA)分 高、中、低三层(低层从地面到24.00英尺, 中层从24千英尺到33千英尺,高层从33千 英尺到60千英尺),在每一层内从各仰角 基本谱宽资料中取每个2.2×2.2网格点上的 所有距离库上谱宽的平均值。但分层组合 湍流平均值产品最大探测半径为81~115海 里,产品覆盖范围为162×162海里。
多普勒速度
• 原理:普勒雷达采样由于云雨降水粒子相 对于雷达的运动而产生多普勒频移,以多 普勒效应 f 2v/为基本原理,计算得到降水 目标物的平均径向速度 ,代表了大气云雨 目标物相对雷达的运动。
多普勒速度
• 产品应用:
1.探测地面相对风场,直接服务于警报、研 究和预报。
2.探测大气结构。可根据风向风速随高度的 变化监测各层冷暖平流及中低空急流。
1.RCS用多仰角资料并进行垂直内插所得,而 RHI产品是雷达进行垂直扫描所得。
2.RCS能在有效距离内对任意两点生成,而RHI 只能以雷达中心沿径向执行。
反射率因子剖面(RCS)
• 产品应用:
1.探测云、烟雾等的高度(在晴空模式下)。 2.探测强回波中心的高度,以便于判断对流 性强弱。 3.探测回波顶层,在降水模式下,该产品可 最小探测到强度小于5dBZ反射率因子。
合成反射率
• 产品应用
1.显示出整个可探测大气空间的最大反射率 因子分布。 2.比较于基本反射率因子,有助于探测风暴 结构特征和强度等。 3.通过组合反射率因子知道风暴的最强回波 区域,再做剖面产品,有利于反映风暴的垂直 结构。
反射率因子剖面(RCS)
• 原理: 反射率因子剖面产品(RCS)是对 所有各仰角基本反射率因子进行垂直内插 所得,低于最低仰角和高于最高仰角的没 有外推,该产品与常规雷达的RHI产品有如 下不同点:
速度方位显示产品(VAD)
• 产品应用
1.用于反演晴空或降水模式下的水平风场。 2.检查速度—方位显示风廓线产品(VWP)上
风资料,了解为什么有些高度上风资料不可利 用或有误。
风廓线产品(VWP)
• 原理:VAD风廓线产品是将不同时刻VAD 算法导出的各个高度上水平风用风标表示 在同一幅图上而成,水平轴表示时间,纵 坐标表示高度,以Km为单位。
弱回波区
• 原理:弱回波区产品(WER)实际上是小 区域内多个仰角基本反射率因子资料的分 层垂直显示,选定一中心位置(方位/距 离),则体扫描中每个仰角PPI资料以此为 中心选取50Km×50Km的平面,最后得到 多个垂直显示的反射率因子平面。由于雷 达体积扫描覆盖方式(VCP)不同,该产 品所包含的平面数亦不同
M 3.44 103 Z 4 / 7
公式中Z为基本反射率因子值,M为液态水 含量,单位千克/平方米。
垂直液态含水量(VIL)
• 产品应用
1.有助于确定大多数显著的风暴单体位置。 2.由于冰雹单体并非由液态水构成,导致很强
的VIL,所以有助于识别较大的冰雹单体。 3.有助于识别超级单体风暴,超级单体风暴有