新一代天气雷达简介
新一代天气雷达灾害性天气监测能力分析及未来发展
新一代天气雷达灾害性天气监测能力分析及未来发展新一代天气雷达灾害性天气监测能力分析及未来发展近年来，全球气候变化不断加剧，各类极端天气灾害频发，给人们的生命财产安全带来了巨大威胁。
为了及时准确地监测和预报灾害性天气，天气雷达技术不断创新发展，新一代天气雷达在灾害性天气监测能力方面有了显著的提升。
本文将对新一代天气雷达的监测能力进行分析，并展望其未来的发展方向。
一、新一代天气雷达的主要特点新一代天气雷达的主要特点包括高时空分辨率、多参数观测、多普勒效应和立体观察能力。
高时空分辨率是指新一代天气雷达能够对天气系统进行更精细的观测，实现对灾害性天气的更准确监测和预警。
多参数观测是指新一代天气雷达可以同时获取降水、风场、颗粒物浓度等多种参数信息，为灾害性天气的监测提供更全面的数据支持。
多普勒效应是指新一代天气雷达通过测量雷达回波的频率变化，可以对风场进行观测，从而提高对强风、风暴等天气现象的监测能力。
立体观察能力是指新一代天气雷达可以实现对天气系统的三维立体观测，进一步提高对强对流天气和雷暴天气的监测准确性。
二、新一代天气雷达的应用领域新一代天气雷达的应用领域广泛，可以应用于短临天气预报、气候监测、空中交通管理、灾害性天气预警等方面。
在短临天气预报方面，新一代天气雷达能够提供更准确、更及时的降水量、风速、风向等信息，帮助气象部门更好地进行天气预报和预警。
在气候监测方面，新一代天气雷达能够提供全球范围内的降水、温度等数据，帮助气候研究人员深入了解全球气候变化。
在空中交通管理方面，新一代天气雷达能够及时监测到天气变化，为航班调度和飞行安全提供重要保障。
在灾害性天气预警方面，新一代天气雷达可以通过对降水量、闪电等走势的监测，提前预警强对流天气、暴雨洪涝等灾害天气，减少人员伤亡和财产损失。
三、新一代天气雷达的发展趋势随着科技不断发展，新一代天气雷达未来的发展将更加注重数据智能化和信息化。
首先，新一代天气雷达将更加注重数据的智能化处理，并结合机器学习和人工智能等技术，实现对天气数据的自动识别和分析，提高天气监测和预测的准确性。
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。
我国新一代天气雷达网
我国新一代天气雷达网
自从技术发展至今，人类得以改善在科技方面的作业，也提高了日常气象观测
的普及能力。
我国新一代天气雷达网是在这样一种情况下发展起来的，它旨在增强中国天气监测的精确性和准确性，从而更好地应对气候变化的变化。
新一代天气雷达网有两个主要的功能：一是对外的气象数据，可用于气象监测
预报；二是雷达功能，可进行高橡胶时空分辨率的抬头呈现，因而能更加精确地反映再现领域内气象情况。
此外，新一代天气雷达网运用了最新的数字雷达技术，使得它在有限的知识上掌握更多的信息。
新一代天气雷达网的使用对社会和环境的积极影响是显而易见的，它可以精确
地模拟降水形势，准确预测气候变化，进而准确预测气象变化的结果，最终帮助社会改善安全生产等有用的信息。
同时，新一代天气雷达网还可以进行大范围的环境监测，使有限的资源得以合理利用，从而为提升环境质量做出贡献。
开发新一代天气雷达网也推动了我国新技术发展，促进了无线通信、雷达等领
域的进步，它更有助于把握人类智能化发展的基础原理，推动智能社会的建设发展，为未来社会发展打下坚实的基础。
总之，我国新一代天气雷达网的出现，对于我国的天气监测方面及未来社会发
展都拥有着重要的意义，它将引领进入新一步高效、精准的气象观测时代，实现更精准的正确的空间预报领域，全面准确有效地把握气候变化的力量。
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
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
鄂尔多斯新一代天气雷达
鄂尔多斯新一代天气雷达进入了“十一五”时期，随着气象科技的快速发展，先进的气象探测设备也得到了长足的进步，按照新时期新阶段气象部门建设“一流技术、一流装备、一流人才、一流台站”战略指导思想，建设新一代天气雷达不仅是科技发展及气象业务现代化建设的需要，也是支撑地方经济建设防灾减灾的需要。
鄂尔多斯市气象局在中国气象局和市政府各级领导的细致关心和大力支持下积极响应全国雷达布网规划，于2005年10月完成了我市新一代天气雷达的建设。
新一代天气雷达的建成具有比常规天气雷达和传统气象台站网更高的灵敏度和分辨率，尤其是可测量径向速度和速度谱宽，具有杂波抑制功能及较高的时空分辨率。
在监测和揭示中小尺度灾害性天气内在结构和机理，剖析当地的天气特点，重大局地性强对流天气潜在性探测，降水累积量的定量监测及短时天气预报等方面有着质的飞跃，能够真正建立起气象灾害监测预警业务平台。
对我市境内的暴雨、冰雹、大风（沙尘暴）等灾害性天气具有定量的监测和预警功能。
尤其在距离雷达150公里处可识别冰雹云中尺度为2—3公里的核区，为人工增雨、防雹提供准确的作业依据。
能够对200公里半径范围内的降水量分布和区域降水量进行估测，集合自动雨量站及时地提供全市降水分布及土壤墒情等气象情报。
同时按照华北雷达布网规划和临河、呼和浩特、大同、榆林、银川天气雷达组网，实现区域天气联防。
它的建设与投入使用，不仅推动了我市气象事业的快速发展，拓宽了气象服务领域，也为鄂尔多斯经济建设、防灾减灾、可持续发展提供准确及时的气象决策服务。
在雷达系统建设中，市政府领导多次召开各种专题会议、协调会议，要求有关部门要从大局出发，充分发挥职能作用，本着“特事特办”的原则，通力协作，做好服务工作，全力支持新一代天气雷达的建设。
为了保证工程质量，提高投资效益，雷达塔楼建设项目严格按照国家有关规定，实行公开招标。
为了加强现场施工、监理与配套施工单位间的工作协调，市局专门抽调一位副局长和三名技术人员进驻现场，负责日常事务处理和协调有关工程方面的情况，严格按规章制度执行。
新一代天气雷达演示
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。
天气雷达
主要设备
1、触发信号发生器：触发信号发生器(控制钟)是整个雷达的控制系统，它周期性地产生一个脉冲式的触发信号，触发脉冲输送到调制解调器和显示器，指挥它们开始工作。每秒种产生的触发脉冲数目，称为脉冲重复频率，以PRF(Pulse-Recurrence-Frequency) 表示。两个相邻脉冲之间的时间间隔，称为脉冲重复周期，用Ｔ表示，它等于脉冲重复频率的倒数。实际工作中，可用公式计算脉冲重复周期的数值。 2、调制解调器：在触发脉冲的触发作用下，调制解调器产生调制脉冲。调制脉冲具有两个特性： （１）具有固定的脉冲宽度（也称为脉冲持续时间），以微秒为单位，也可以以脉冲的空间距离h表示，脉冲宽度直接影响探测距离和距离分辨能力即雷达盲区大小。探测近目标采用窄的脉冲宽度，在探测远目标时，为了增大回波信号的强度采用宽的脉冲宽度。天气雷达的脉冲宽度一般取0.1--4微秒 ，随各种雷达探测目的不同而异。 （２）调制脉冲提供一个合适的视频波形具有足够的幅度，以便使下一级电路发射机正常工作 3、发射机：在调制脉冲的作用下，发射机产生短促又强大的特高频振荡，经天线向空间发射出去，即探测脉冲。发射机的主要技术参数有波长（或振荡频率F）和脉冲发射功率。 （１）波长：天气雷达通常使用的波长是厘米波，划分为K、X、C和S四个波段，K波段的雷达是用来探测非降水的云，X、C和S波段用于探测降水。 （２）脉冲发射功率：是指天线实际发射的峰值功率，如果忽略了波导管和天线的损耗，则脉冲发射功率将近似地等于发射机输出峰值功率。 4、 天线转换开关 、波导管：天线转换开关是将天线、发射机和接收机连接起来的一种装置。当天线和发射机接通时，发射机输出的特高频振荡脉冲电磁波顺利地到达天线，在这个时间内天线与接收机切断连通，电磁波不能进入接收机。在探测脉冲发射的间歇期，转换开关接通接收机，使天线接收到的回波信号能全部进入接收机。波导管是一种空心矩形金属管状导体，其内径大小随所携带信号的波长而异，脉冲信号经它传送到天线其损耗极小。 5、 天线： (1)波束的宽度：天气雷达的天线具有很强的方向性，它所辐射的功率集中在波束所指的方向上，波束主轴附近能流密度大，波束的边缘能流密度小，能流密度的相对分布曲线，称为天线方向图，曲线上各点与坐标原点的连线长度，代表该方向相对能流密度大小。能流密度最大方向上的波瓣称为主波瓣，侧面和相反方向能流密度均小得多，分别称为旁瓣和尾瓣。在天线方向图上，两个半功率点方向的夹角，称为波束宽度。波束宽度越小，定向角度的分辨率越高，探测精度越高。天气雷达的波束宽度通常不超过2度，多普勒雷达的波束宽度一般不超过1度。波束宽度的大小取决于抛物面反射体的直径和雷达工作波长。 （２）天线增益：在相同辐射功率条件下，在波束方向上定向天线的能流密度与各向均匀辐射的天线的能流密度之比，称为天线增益，以G表示，天线增益与天线波束宽度具有一定的关系。天线增益以分贝（dB）表示：分贝（dB）=10log（定向天线的能流密度）/（各向均匀辐散天线的能流密度）。 6、 接收机和显示器 接收机:接收来自目标物的回波信号，经过放大后送往显示器进行显示。回波信号常常非常微弱，接收机必须具有接收微弱信号的能力，这种能力称为灵敏度。灵敏度用最小可辨功率表示。它是回波信号刚刚能从噪声信号中分辨出来时的回波功率。 显示器： （１）平面位置显示器（简称平显或PPI）是天气雷达中最常用的一种显示器。在这种显示器上，电子束一方面以脉冲重复频率自屏幕的中心向外作等速的径向扫描；另一方面通过天线传动装置，使径向扫描为同步地随天线绕垂直轴旋转，当有回波信号进入时，在相应的距离和方位上扫描线增亮，从而显示出回波，其亮度取决于回波信号的强度，近代采用了视频积分处理器，将回波信号按不同的强度用不同的灰度或彩色显示出来。当雷达天线扫描一周时，屏幕上显示出测站周围目标的分布和回波强度。 （２）距离高度显示器（简称高显或RHI） 也是天气雷达中最常用的一种显示器，用来显示垂直剖面，纵坐标是高度，横坐标为水平距离，高度坐标放大，所显示的回波在垂直方向被拉长了。
新一代天气雷达在天气预报预警中的作用分析
新一代天气雷达在天气预报预警中的作用分析
新一代天气雷达在天气预报预警中起着非常重要的作用。
天气雷达是一种能够探测大气中降水的设备，通过收集和分析雷达反射信号，可以准确地测量降水的位置、强度和分布情况。
新一代天气雷达的数据精度更高。
相较于传统的天气雷达，新一代天气雷达采用了更先进的传感器和信号处理技术，能够提供更准确、更精细的数据信息。
这些数据信息包括降水的类型（如雨、雪、冰雹等）、强度、移动速度等，使得天气预报预警更加准确和可靠。
新一代天气雷达的覆盖范围更广。
传统的天气雷达一般只能覆盖较短的距离，无法满足大范围的天气监测需求。
新一代天气雷达的覆盖范围更广，可以覆盖数百公里乃至上千公里的区域。
这意味着，气象部门可以更好地监测和预警较大范围内的天气变化，及时发布警报，提醒人们采取相应的措施。
新一代天气雷达具有较强的多普勒能力。
多普勒雷达是一种可以测量降水的径向速度的雷达系统。
通过测量降水颗粒的运动速度，气象学家可以判断降水系统的发展趋势和强度。
新一代天气雷达配备了多普勒雷达技术，可以提供更详细的降水动态信息，帮助气象学家更准确地预测降水发展和演变趋势。
新一代天气雷达在天气预报预警中的作用非常重要。
其提供的高精度数据、广泛的覆盖范围、多普勒和散射能力使得天气预报预警更加准确可靠，能够帮助气象学家更好地监测、预测和预警天气变化，为社会公众提供更细致和准确的天气服务。
新一代多普勒天气雷达简介
即 无 线 电探 测 和 测 距 的 意 思 。 发 明于 第 它 二 次 世 界 大 战 前 夕 ， 时 主 要 用 来 测 定 军 当
事 目标 的 位 置 ， 探 测 过 程 中 人 们 发 现 云 、 在 雨 等 气 象 目标 也 会 产 生 回波 （ 被 雷 达 天 即 线 所 接 收 的 由云 、 等 目标 物 散 射 时 产 生 雨 的后 向散 射 电 磁波 ） 因此 ， 上 个 世纪 ４ 年 本 资 料 （ 数 据 ） 。 从 ０ 基 。
学 术 论 坛
ＳＩＣ Ｃ ＮＥ＆ＴＣＮＬＧ Ｅ ＥＨＯＯＹ
新 一代 多 普 勒 天气 雷 达 简 介
张海 虹 钱 建伟 （ 江西信息 应用职 业技术 学院 江西 南 昌 ３０４ ） ３ ０ ３
摘 要 ： 一代 多鲁勒 天 气雷达是 分析研 究 中小尺度 天 气 系统 ， 量估 测降水 ， 新 定 警戒 强对 流天 气（ 雹， 冰 大风 、 龙卷 和吞 洪） 的有效 工具 ， 本 文将从 多瞢勒 雷达 的工作 原理 ． 本组 成 、 能特 点和 应 用领域 几个 方 面对这 一新 型 的遥 感遥 洲 系统 做一 概要 的介 绍 。 基 性 关键词 ： 雷达 回波 相干 雷达 多普勒效应 多普勒速度 中图 分类 号 ： Ｎ ５ Ｔ ９ 文 献 标 识 码 ： Ａ 文章编 号 ： ６ ２ ３ ９ （ ０ ９ １ （） ０ ０ — １ １ ７ — ７ １ ２ ０ ） ０ ａ一 ２ ５ ０
指 当波 源 相 对 于 观 察 者 运 动 时 ， 察 者 接 预 警 能 力 。 观 到 的信 号频 率 和 波源 发 出的 频率 是 不 同的 ， ３． 良好 的定 量估 测降 水 的能 力 ２ 而且 发 射频 率 和接 收 频率 之 间的 差 值 ， 波 与 新 一 代 天 气 雷 达 具 有 较 准 确 的测 量 回 源 运 动的 速 度 有 关 。 用这 一 原 理 ， 用脉 波 强 度 的 能 力 ， 运 采 因而 可 以 较 好 地 估 测 降水 冲 多普 勒技 术 ， 普勒 雷达 除 了可 以探 测 云 强 度 和 估 测 较 大 范 围 内 的 降水 累 积 量 。 多 它 和 降水 的位 置和 强 度外 ， 可 以根 据 回波信 突 破 了 常 规 雷 达 只 能 定 性 估 测 降 水 的 局 还 号频 率 上的 变化 ， 得 目标 物 相 对于 雷达 运 限 ， 且 其 连 续 观 测 能 力 比常 规 雷 达 有 了 获 而 动 的径 向 速 度（ 叫多 普 勒速 度 ）并 通过 这 很 大 的提 高 。 也 ， 种速 度 信 息 来 推 断 降 水 云 体 的 风场 结构 特 ３ ３优 良的多 普勒 测速 能 力 ． 征 、 直 气 流 速度 的分 布 等 。 对 于研 究 降 垂 这 新 一 代 天 气 雷 达 具 有 优 良 的 相 干 性 水的 形 成 ， 析 中小 尺 度 天 气 系 统 ， 分 警戒 强 能 ， 到 较 准 确 的 径 向风 场 分 布 的数 据 ， 得 提 对流 天 气 等具 有 重要 的 意 义 【 ３ １ 。 供能有效确定 出飑线 、 卷 、 击暴流 、 龙 下 阵
新一代天气雷达介绍www
中国气象局颁发了新一代多普勒天气雷达 统一型号命名规定： CINRAD产品型号，分为两类八种型号 中美合资生产 国内独立研制 SC ( 714SDN ) CC ( 3830CD ) CD ( 714CDN ) CC J( 3830CD J)
SA — S波段增强型 SB — S波段标准型 CA — C波段增强型 CB — C波段标准型
多普勒天气雷达也是基于物理学中的多 普勒效应发展起来的，它可用来测量降水 区域内风场结构，大气垂直速度和某些强 对流天气的风场特征。它探测的是云、雨 、冰雹等弥散的群目标物。常规数字化天 气雷达利用的是降水回波的幅度信息，即 利用信号强度来探测雨区的分布、强度、 垂直结构等，多普勒除此之外，还可利用 降水回波频率与发射频率之间变化的信息 来测定降水粒子的径向速度，并通过此推 断风速分布，垂直气流速度，大气湍流， 降水离子谱分布，降水中特别是强对流降 水中风场结构特征。
主用户处理器 PUP
主用户处理器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图形监视器上。因 此，预报员应当熟练掌握PUP的基本操作。 PUP（CINRAD WSR-98D）的操作界面主要分为 4个区域：视窗、菜单、工具栏和状态栏。视窗进一步 分为3个子区域：图象区、标注区和属性表区。在产品 有显示状态下菜单的种类有12个。工具栏有4种：常规 工具栏、动画工具栏、警报信息栏和编辑工具栏。状 态显示栏的状态信息有三种。
2、CINRAD/CB组成:
新一代天气雷达系统由五个主要部分构成：雷达数据采 集子系统（RDA）、宽/窄带通讯子系统（WNC）、雷达产 品生成子系统（RPG）、主用户处理器（PUP）和附属安装 设备。
海南新一代天气雷达布网
海南新一代天气雷达布网近年来，海南省凭借自身战略性地理位置、完善的治理体系和优秀的自然资源优势，经济社会发展迅速，国家和地方的经济发展加快。
这一切，都离不开先进的气象技术和设备的支持和保障。
2018年，省气象局顺应国家气象业务发展的大趋势，在海南省借助国家资助的资金，采购新一代天气雷达设备，并在全省海陆地区建立了天气雷达布网观测系统。
新一代天气雷达是一种利用微波能量反射原理，以及用微波能量测量地表湿度、温度和气流参数的先进气象观测设备。
它可以实时检测暴雨、暴雪、暴风、沙尘暴、雹等气象现象，对气象警报、气象预警、气候预测等气象产品和服务具有重要意义。
海南省气象局2018年开展了新一代天气雷达布网观测系统的建设工作，以满足日益增长的预报精度需求和实时预警服务要求。
海南省采购的新一代天气雷达系统包括六颗天气雷达设备，覆盖海陆地区以及跨越洋海的远程点。
设备集成式结构，紧凑、轻便、数据传输快，广泛应用于近岸海域、海洋风暴报警、航行安全预警等领域。
此外，为了解决海南省突发气象灾害应急管理的需要，海南省气象局建设的新一代天气雷达布网系统，配备了以“海南气象雷达网”为代号的气象雷达专网，提供实时观测数据，并能够实时发布高精度气象警报和预警信息，为“防汛灾害预警决策”提供有力保障。
除了设备本身，新一代天气雷达布网系统还包括专业研究及观测中心、实验室、计算机网络系统、文献室等设施设备，支持设备的正常运行。
专业研究及观测中心建立了技术研发、观测分析、技术培训等功能，负责从设计、安装、调试及后续维护、升级一系列工作，为省级气象观测报告提供观测数据支持。
实验室则负责设备的耐久性及耐用性测试，以及系统软件的开发及维护。
计算机网络系统负责收集、组织和处理台站空间数据，实现气象数据共享和集成应用，为预报精度和气象预警提供一级参考数据。
新一代天气雷达布网观测系统的成功安装和运行，标志着海南省气象技术水平进一步提高，也为海南省及其周边地区气象运行监测、气象预报和气象预警服务提供了强有力的保障。
新一代多普勒天气雷达简介
新⼀代多普勒天⽓雷达简介多普勒效应是澳⼤利亚物理学家J.Doppler1842年⾸先从运动着的发声源中发现的现象，多普勒天⽓雷达的⼯作原理即以多普勒效益为基础，具体表现为：当降⽔粒⼦相对雷达发射波束相对运动时，可以测定接收信号与发射信号的⾼频频率之间存在的差异，从⽽得出所需的信息。
运⽤这种原理，可以测定散射体相对于雷达的速度，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情况等。
这对研究降⽔的形成，分析中⼩尺度天⽓系统，警戒强对流天⽓等具有重要意义。
天⽓雷达间歇性地向空中发射电磁波（称为脉冲式电磁波），它以近于直线的路径和接近光波的速度在⼤⽓中传播，在传播的路径上，若遇到了⽓象⽬标物，脉冲电磁波被⽓象⽬标物散射，其中散射返回雷达的电磁波（称为回波信号，也称为后向散射），在荧光屏上显⽰出⽓象⽬标的空间位置等的特征。
在雷达探测中，⽓象⽬标的空间位置是⽤雷达天线⾄⽬标物的直线距离Ｒ（亦称斜距）,雷达天线的仰⾓和⽅位⾓来表⽰。
斜距Ｒ可根据电磁波在⼤⽓中的传播速度Ｃ和探测脉冲与回波信号之间的时间间隔来确定。
电磁波在⼤⽓中传播速度是略⼩于它在真空中的传播速度，但对斜距精度影响不⼤，故近似⽤C来表⽰。
天⽓雷达的主要设备 1. 触发信号发⽣器 触发信号发⽣器(控制钟)是整个雷达的控制系统,它周期性地产⽣⼀个脉冲式的触发信号,触发脉冲输送到调制解调器和显⽰器,指挥它们开始⼯作。
每秒种产⽣的触发脉冲数⽬，称为脉冲重复频率,以PRF(Pulse-Recurrence-Frequency) 表⽰。
两个相邻脉冲之间的时间间隔，称为脉冲重复周期，⽤Ｔ表⽰，它等于脉冲重复频率的倒数。
实际⼯作中，可⽤公式计算脉冲重复周期的数值。
2. 调制解调器 在触发脉冲的触发作⽤下，调制解调器产⽣调制脉冲。
调制脉冲具有两个特性： （１）具有固定的脉冲宽度（也称为脉冲持续时间），以微秒为单位，也可以以脉冲的空间距离h表⽰，脉冲宽度直接影响探测距离和距离分辨能⼒即雷达盲区⼤⼩。
《2024年新一代天气雷达灾害性天气监测能力分析及未来发展》范文
《新一代天气雷达灾害性天气监测能力分析及未来发展》篇一一、引言在现代化科技高速发展的时代，天气雷达作为重要的气象观测设备，在预防和应对自然灾害中扮演着至关重要的角色。
新一代天气雷达凭借其高精度、高效率的特点，大大提高了对灾害性天气的监测和预警能力。
本文将重点分析新一代天气雷达在灾害性天气监测方面的能力，并探讨其未来的发展趋势。
二、新一代天气雷达概述新一代天气雷达，是指采用先进技术，如相控阵、双偏振等，具有高分辨率、高灵敏度、高数据吞吐量等优势的气象观测设备。
它不仅能够实现更为精确的天气观测和预测，还具备强大的数据处理和分析能力。
三、新一代天气雷达的灾害性天气监测能力1. 暴雨监测与预警：新一代天气雷达可以通过实时监测雨滴的散射和回波强度，快速判断暴雨的中心位置和强度变化，为防汛救灾提供有力支持。
2. 强对流天气监测：针对雷电、冰雹等强对流天气的监测，新一代天气雷达通过精确的数据分析和图像处理技术，能够及时发现并预警这些极端天气事件。
3. 台风和龙卷风监测：新一代天气雷达的高分辨率和高灵敏度使其在台风和龙卷风等大尺度灾害性天气的监测中表现出色，能够准确捕捉其动态变化，为灾害预警和应急响应提供关键信息。
4. 数据处理与实时分析：新一代天气雷达具备强大的数据处理能力，可以实时分析大量的观测数据，提供更为准确和及时的预警信息。
四、新一代天气雷达的未来发展1. 技术升级与设备优化：随着科技的不断发展，新一代天气雷达将不断进行技术升级和设备优化，提高其探测精度和分辨率，以适应日益复杂的天气状况。
2. 网络化与智能化：未来新一代天气雷达将更加注重与其他气象观测设备的联网和数据共享，实现网络化、智能化的监测和预警系统。
同时，人工智能和大数据技术的应用将进一步提高天气预报的准确性和时效性。
3. 综合应用与跨领域合作：新一代天气雷达将在气象、农业、交通、水利等多个领域得到广泛应用。
同时，跨领域合作将进一步推动新一代天气雷达技术的发展，为人类应对自然灾害提供更为有力的支持。
新一代天气雷达产品资料说明.
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。
新一代天气雷达在天气预报预警中的作用分析
新一代天气雷达在天气预报预警中的作用分析新一代天气雷达在天气预报预警中发挥着重要作用。
它通过使用先进的技术和系统，能够实时监测天气变化，提供准确、及时的天气信息，帮助人们做好防灾抗灾的准备和应对措施。
新一代天气雷达具有更高的分辨率和灵敏度。
它能够更准确地探测和分析降水、风速、风向、冰雹、雷暴等天气要素，使天气预报的准确性大幅提升。
比如在暴雨天气中，传统雷达可能只能看到整个降雨系统的轮廓，而新一代雷达却能识别出降雨核心、降雨强度、降雨类型等细节信息，精确预测降雨的范围、时间和强度，为防洪排涝、道路交通管理等提供科学依据。
新一代天气雷达具有更快的数据更新速度。
传统雷达可能每隔5-10分钟更新一次数据，而新一代雷达可以实现每隔1-2分钟甚至更短时间更新一次数据。
这样可以更及时地掌握天气的变化趋势，预警系统可以更快地发出警报，使公众和应急管理部门有更多的时间应对自然灾害。
新一代天气雷达还具有更强的多普勒能力。
传统雷达只能测量目标的径向速度，而新一代雷达还能测量水平风速和垂直风速的分量，从而提供更详细的风场信息，为气象台预报员提供更丰富的数据，使天气预报更加精确。
新一代天气雷达还能够与其他雷达系统和卫星数据进行集成。
它可以将自身的观测数据与其他雷达和卫星数据进行融合，从而形成全面、多元的天气观测信息。
这不仅可以提高天气预报的准确性，还可以帮助监测环境污染、病毒传播等其他天气相关的现象，为环境保护和公共卫生提供可靠的支持。
新一代天气雷达在天气预报预警中的作用是不可忽视的。
它通过提供更高的分辨率、更灵敏的探测能力、更快的数据更新速度和更强的多普勒能力，为天气预报的准确性和时效性提供了有力支持，有助于人们做好天气灾害的防范和应对工作。
随着技术的不断进步，相信新一代天气雷达的作用会越来越大。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
工作模式（Operational Mode）
WSR-88D使用两种工作模式，即降水模式和晴空 模式。雷达的工作模式决定了使用哪种VCP，而VCP又 确定了具体的扫描方式。
工作模式A：降水模式使用VCP11或VCP21，相 应的扫描方式分别为14/5 和9/6。
工作模式B：晴空模式使用VCP31或VCP32，两 者都使用扫描方式5/10。
退距离折叠（range unfolding）：为了精确地测量径向速度， WSR-88D雷达有时采用较高的PRF（脉冲重复频率）。此时，其最大探测 距离较短。雷达可收到位于其最大探测距离之外的目标物的较强回波，并将 目 标 物 误 认 为 是 位 于 其 最 大 探 测 距 离 之 内 ， 从 而 产 生 距 离 折 叠 （ range folding）。信号处理器的一个重要任务是消除这些折叠，这个处理过程称 为退距离折叠。
接收机
当天线接收返回（后向散射）能量时， 它把信号传送给接收机。由于接收到的回 波能量很小，所以在以模拟信号的形式传 送给信号处理器之前必须由接收机进行放 大。
信号处理器
当接收到接收机传来的模拟信号后，信号处理器完成三个重要的功 能：地物杂波消除，模拟信号向数字化的基本数据的转换，以及退多谱勒数 据的距离折叠。
式提供初始场
多普勒天气雷达原理
• 反射率因子 • 径向速度和谱宽 • 最大探测距离与距离折叠（模糊） • 最大径向速度与速度模糊
反射率因子 Z
Z R 2 Pr C
Z=∫N(D)D6dD
dBZ 10 • lg Z Z0
Z0 1mm 6 / m3
径向速度ห้องสมุดไป่ตู้谱宽
• 多普勒效应 • 频率变化难以直接测量 • 脉冲对相移 • 全相干雷达：每个发射脉冲的位相相对于一个
发射机
取得雷达数据的第一步是发射一个射频（rf） 信号。这主要由速调管放大器（相当于老式雷达中的 的磁控管）来完成。该放大器产生一个高功率（峰值 功率750kw）非常稳定的10厘米的射频（rf）脉冲。
在这里稳定是非常重要的，产生的每个脉冲必 须具有相同的初位相以保证回波信号中的多普勒信息 能够被提取。一旦rf脉冲被产生，就被送到天线。
VCP21 --- VCP21 （scan strategy #2，version 1） 规定6分钟内对9个具体仰角的扫描。
VCP31 --- VCP31 （scan strategy #3，version 1） 规定10分钟内对5个具体仰角的扫描。
VCP32 --- VCP32（scan strategy #3，version 2） 确定的10分钟完成的5个具体仰角与VCP31相同。不同之 处在于VCP31使用长雷达脉冲而VCP32使用短脉冲。
体扫模式(VCP:Volume Cover Pattern）
扫描方式确定一次体积扫中使用多少个仰角，而具 体是哪些仰角则由体扫模式来规定。WSR-88D 可有20 个不同的VCP，目前只定义了其中的4个：
VCP11 --- VCP11（scan strategy #1，version 1） 规定5分钟内对14个具体仰角的扫描。
扫描方式（scan strategy）
扫描方式告诉雷达在一次体积扫描（volume scan） 中使用多少仰角和时间。WSR-88D使用三种扫描方式：
• 扫描方式#1：5分钟完成14个不同仰角上的扫描（14/5） • 扫描方式#2：6分钟完成9个不同仰角上的扫描（9/6） • 扫描方式#3：10分钟完成5个不同仰角上的扫描（5/10）
新一代（多普勒）天气雷达简介
• 新一代天气雷达的应用领域 • 新一代天气雷达的基本原理 • WSR-88D概述 • 新老雷达评分对比 • 速度图的识别 • 强风暴个例 • 区域降水估计
新一代天气雷达的应用领域
• 对灾害性天气的监测和预警 • 定量降水估计 • 提供风场信息 • 数据同化 - 为高分辨率数值天气预报模
• 距离折叠（模糊）
最大径向速度与速度模糊
• 最大径向速度 Vmax：最大不模糊速度是雷达能够不模糊地 测量的最大平均径向速度，其对应的相移是180度。
• 速度模糊 •多普勒两难
PRF
Vmax
4
WSR-88D概述
• 雷达的主要构成和数据流 • 雷达数据采集子系统 • 雷达产品生成子系统 • 雷达产品的用户 • 雷达产品的获取和显示
雷达数据采集子系统
RDA 是用户所使用的雷达数据的采集单元。WSR-88D 的RDA由四个部分构成：发射机，天线，接收机和信号处理器。 它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 的反射能量，并通过数字化形成基本数据（base data）。 • 发射机 • 天线 • 接收机 • 信号处理器 • RDA内的数据记录 • 宽带通讯
天线
天线是RDA的一个部件，它将发射机产生的rf 信 号以波束的形式发射到大气并接受返回的能量。天线仰角 的变化范围是从-1.0度到60度。天线仰角的设置取决于 天线的扫描方式（scan strategy共有三种）、体扫模式 （ volume coverage pattern ： VCP ） 和 工 作 模 式 （operational mode 分为晴空和降水两种模式）。 雷 达操作员不能手动调节天线仰角，天线仰角只能通过上述 三要素预设。
地物杂波消除：气象目标回波和地物回波的主要区别是地物目标不 运动。信号处理器利用目标物运动与否作为主要判据消除地物的回波。
A/D变换：信号处理器的主要任务之一是将由接收机获取的模拟信号 转 换 成 三 种 数 字 化 的 基 本 数 据 。 它 们 是 基 本 反 射 率 因 子 （ base reflectivity ） ， 基 本 速 度 （ base velocity ） 和 基 本 谱 宽 （ base spectrum width）。
内部参考信号而言是相同的。当脉冲返回时， 与参考信号做比较以确定信号位相。任何脉冲 到脉冲的位相变化可以被计算。
最大探测距离与距离折叠
• 最大探测距离：最大探测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 c Rmax 2 PRF
其中，Rmax为最大探测距离，c为光速，PRF为脉冲重复频率