三4+雷达强度场降水回波分析
雷达回波识别
7月2日 01：12
2.3同波长干扰
产生原因：近距离有两部以上波长相同的雷达同时工作,一 部雷达发射出来的电磁波能量通过地物或降水的散射，进 入另一部雷达接收机。 特点：单条或多条线状，点线状回波带，从中心以等间隔 呈螺旋状向四周放射。
(/groups/birdrad/COMMENT.HTM)
Laughlin, TX (KDLF) Precipitation Mode Bat Roost Rings
(/groups/birdrad/COMMENT.HTM)
Class 1 雷达回波的识别和分析
内容
回波探测 非气象回波 降水回波 非降水回波
1.回波探测
h h 0 rsi n r 2 /2 ( R m ')
1.1探测内容
1、回波位置(PPI、RHI对应地理位置) 2、回波高度 (1)PPI测高公式(2)RHI直接计算 注：a无回波！=无降水（衰减）b地物遮挡 影响最大探测距离 3、回波强度(Z)显示方式色阶 4、回波形状 a均匀片状;b孤立块状;c涡旋结 构;带状 5、回波性质 a气象目标物 b非气象目标物 6、回波移向、移速 7、回波演变趋势(新生->成熟->消亡(强度、 范围、高度）
台湾气象 部门有四部S 波段多普勒天 气雷达，均设 置在沿海，常 年易覌测到海 浪回波，给出 典型的回波图 像。
34
0311 号热带风暴“环高”
2.6天线辐射特性造成的虚假回波
形成原因：天线旁瓣、尾瓣发射的电磁波在近距离遇到特别强的降 雨中心，产生回波，此外主瓣的宽度也会造成虚假回波。
2017年8月3—4日岫岩县特大暴雨雷达回波分析
2017年8月3—4日岫岩县特大暴雨雷达回波分析朱宪龙;肖光梁;纪永明【摘要】利用常规MICAPS资料和多普勒雷达资料,对2017年8月3—4日辽宁省岫岩县特大暴雨过程的天气环境背景及雷达回波特征进行分析.结果表明,此次降水过程特点为影响范围广、降水强度强、持续时间长;天气形势为高空东北冷涡提供冷空气输送,西太平洋副高及台风\"海棠\"带来源源不断的水汽;中尺度系统为高空急流、低空西南急流水汽输送,低层有明显的切变线系统辐合形势,地面有辐合线存在,同时岫岩县山区地形明显,更加有利于辐合抬升及水汽堆积;大连、丹东地区700 hPa以下有比较深厚的湿层,850 hPa风速最大可达22 m/s,比湿最大可达22 g/kg,辽宁省南部地区的水汽条件较好.K指数大于35℃,沙氏指数(SI)和抬升指数(LI)小于0℃,层结不稳定.CA PE值均大于1000 J/kg,不稳定能量不断堆积;岫岩此次降水过程主要降水时段分为3个阶段,此次降水过程的雷达回波为明显的\"列车效应\",并具有后向传播及低质心暖性降水的特征.【期刊名称】《现代农业科技》【年(卷),期】2019(000)002【总页数】4页(P144-147)【关键词】系统背景;特大暴雨;列车效应;辽宁岫岩;2017年8月3—4日【作者】朱宪龙;肖光梁;纪永明【作者单位】辽宁省气象灾害监测预警中心,辽宁沈阳 110166;辽宁省气象灾害监测预警中心,辽宁沈阳 110166;辽宁省气象灾害监测预警中心,辽宁沈阳 110166【正文语种】中文【中图分类】P412.25多普勒天气雷达具有较高的时间和空间分辨率，是探测暴雨中尺度降水系统演变的有力工具。
暴雨是一种常见的灾害性天气，通过对暴雨的雷达特征进行分析，可以在一定程度上提高暴雨预报的准确性。
众多气象学者针对暴雨雷达特征进行大量研究工作。
陈传雷等[1]应用常规天气资料和多普勒雷达回波资料对暴雨天气进行诊断分析，确定了辽宁区域性暴雨模式，并揭示了多普勒雷达的基本反射率和基本径向速度等产品在短时强对流性天气预报中的指导意义。
在一次强降水天气过程中X波段移动雷达与S波段雷达对比分析
在一次强降水天气过程中X波段移动雷达与S波段雷达对比分析发布时间：2021-11-29T03:44:37.363Z 来源：《现代电信科技》2021年第14期作者：申天瑶章婉奇余星毅魏雯婷方韵[导读] 为研究X波段移动雷达的实用性，通过对长沙S波段多普勒天气雷达和莲花X波段移动雷达资料在一次暖区强降水天气过程中的观测资料结合自动站降水资料进行对比分析，得出：X波段移动雷达在探测降水回波时，衰减严重，探测到的回波强度较S波段多普勒雷达弱；在探测降水回波的强度变化趋势以及移动比变化时，与S波段雷达探测结果基本一致；X波段移动雷达对弱到中等强度降水回波具有更灵敏的探测能力，与S波段雷达相结合使用，能在短临预报预警和人工增雨防雹中发挥重要作用。
（长沙市气象局 410000）摘要：为研究X波段移动雷达的实用性，通过对长沙S波段多普勒天气雷达和莲花X波段移动雷达资料在一次暖区强降水天气过程中的观测资料结合自动站降水资料进行对比分析，得出：X波段移动雷达在探测降水回波时，衰减严重，探测到的回波强度较S波段多普勒雷达弱；在探测降水回波的强度变化趋势以及移动比变化时，与S波段雷达探测结果基本一致；X波段移动雷达对弱到中等强度降水回波具有更灵敏的探测能力，与S波段雷达相结合使用，能在短临预报预警和人工增雨防雹中发挥重要作用。
关键词：强降水，雷达资料，对比分析1 引言由于多普勒雷达探测“点少面广”，探测盲区和距离衰减不可避免，有时因网络故障或雷达故障，实时探测资料也难以保障。
而X波段移动雷达较S波段多普勒雷达探测距离小，但稳定性及可维护性更好，X波段雷达发射功率低且天线直径小，且短波雷达对弱气象目标物有更灵敏的探测能力，能够有效补充S波段雷达探测的不足[1]。
将X波段雷达和S波段多普勒雷达资料结合起来使用，相互弥补不足，有效提升防灾减灾能力，因而将X波段雷达与S波段雷达资料在一次暖区强降水天气过程中进行同步对比观测，有效提高预报预警准确性，在防汛中起到重要作用。
天气雷达的回波强度自动标校技术
第２卷 ９
４
第 １ 期 ０
现 代 雷 达
Ｍｏ ｅ ｎ Ｒａ ａ ｄ ｒ ｄ ｒ
Ｖｏ ＿ ９ Ｎｏ １ ｌ２ ．０ Ｏｃｏ ｅ ０ ７ ｔｂ ｒ２ ｏ
２０ ０７年 １ ０月
天 气 雷 达 的 回波 强度 自动 标 校 技 术
黄 晓 ， 兴玉 黄
（． １ 新疆气象局 ， 鸟鲁木齐 ８００ ； ２ 安徽 四创 电子股份有限公 司， 合肥 ２０８ ） ３０ ２ ． ３０８
【 摘要】 介绍了天气雷达系统的回波强度 自 动标校技术， 详细分析了新一代多普勒天气雷达自动标校的技术原理，
对其在 自动标校中采用的 Ｄ Ｓ技术 以及标校技术 的实施方法作 了具体 的介绍 ， Ｄ 并测量了 回波强度 自动标 校的准确度进行
力， 且也利于雷达故 障的及时发现和方便维修。
１ 降水 回波强度标校原理和分析
在雷达气象学 中， 常用反射率 因子 ｚ 也用 ｄ Ｚ （ Ｂ 表示 ，Ｂ １ Ｚ 来反 映降水 的强度 。气象 回波强 ｄ Ｚ＝ ０ｌ ） ｇ 度一般 用 反射 率 因子 ｚ表 示 ， 位 为 ｍｍ ／ 单 。ｍ 。反 射
率 因子 ｚ是 一个 只 由降 水物 自身 特性 决定 的物 理量 ， 它和 降水 强度 之 间存 在着 直接 的关 系 。
测量的准确度 ， 雷达回波强度定标是天气雷达组网定 量测量的基础 ， 是提高天气雷达 的探测精度 的重要手 段 。天 气雷达 回波强 度 的 自动标 校技术 在 于对雷 达 系 统发射参数、 接收参数 的自动检测 ， 进而运用雷达气象 方程对回波强度值进行准确的定标 。新一代天气雷达 采用 自动标 校技 术提高对 天气 回波强度测量 的准确 度， 进而可以较准确估算降水强度 、 降水量， 识别 、 判断 强对流天气。新一代天气雷达系统作为一个测量 系统 对 降水 天气进 行定 量测 量 ， 系统 设 有稳 定 的测 试 信号 源、 发射功率监测装置等 ， 以实现系统对探测 的回波强 度 自动进 行准 确定标 ， 而提 高对 气 象 回波强 度 进 行 从
雷达气象学课件：5层状云降水、积层混合云降水回波分析
典型混合云降水回波 受低涡影响，黑龙江省境内6小时的最大降水量达54毫米。
回波面积大，几乎充满整个范围，边 缘破碎，无明显边界。在均匀的层状 云中镶嵌着密实的对流云团块，强度 最大值达48dBZ。
零速度线明显的“S”型，从低至到高层有暖平流存 在；近测站有“牛眼”，风速随高度先增后减，而 后又随高度增加；对应强度较强的对流云区，在正 南方，有逆风区，此处辐合辐散较强烈，对流云发 展旺盛。
混合云降水特殊回波——人字型回波
云体A云体B在测站南部距离50公里处 汇合，形成“人字型”回波，在回波 的前部清晰可看到出流边界，距强对 流前部约5km左右。
距测站50km处的南部的“人字型” 回波的汇合点,风速达17.2m/s,风速
最大值与“人字型”回波的汇合点 相对应。
层状云降水、积层混合云降水回波分析
1、层状云降水的雷达回波特征 2、积层混合云降水回波特征
1、层状云降水的雷达回波特征
PPI回波特征：成片分布，面积较大，回波边缘模糊发毛，在 大片弱回波中偶有个别强度较强的回波团（强度一般在20－ 30dBz）； RHI回波特征：结构均匀，顶部虽有起伏，但相对起伏较小 （相对于对流云降水），比较平整，垂直厚度不大（一般5－ 6Km，因地区、季节而不同），水平尺度要比垂直尺度大得多； 零度层亮带：又称融化带，是层状云降水的一个重要特征， 通常出现在零度等温线以下几百米的地方。
PPI回波特征：范围比较大，回波边缘支离破碎，没有明显 的边界，回波中夹杂有一个个结实的团块，强度40dBz或以 上，有时强回波带可形成一条短带； RHI回波特征：柱状回波高低起伏，高峰部分可达雷阵雨高 度，一般只有连续性降水所具有的回波高度，有时还共存对 流云阵性降水回波特征（柱状回波）和层状云连续降水回波 特征（零度层亮带）
一次强对流天气雷达回波分析
一次强对流天气雷达回波分析一、引言强对流天气是一种特殊的天气现象，其常伴随着暴雨、雷电、龙卷风等极端气象事件。
这些极端天气现象可能会给人民生命和财产带来重大威胁，因此强对流天气的警报和监测非常重要。
雷达是一种有效的气象监测工具，可以用于监测强对流天气的发生和发展，提供准确的预警信息。
本文将对强对流天气雷达回波分析的基本原理、技术方法和应用进行探讨，并结合实例进行分析。
二、强对流天气雷达回波的基本原理雷达回波是指雷达向大气中发射电磁波，当遇上雨滴、冰晶等介质时，会被反射回来并被雷达接收器接收到的信号。
雷达回波信号强度与回波信号的反射系数、降雨量、降雨密度、雷达波长和雨滴粒径等参数有关。
由于强对流天气的特殊性质，其回波信号在雷达接收端的表现较为突出，常常具有以下特征：1.回波强度突然增加。
2.回波垂直延伸范围大。
3.回波内深层反射面清晰。
4.回波内存在尖点或闪电现象。
5.回波呈现出多层回波结构。
三、强对流天气雷达回波分析的技术方法对于雷达回波信号的分析，目的是为了确定天气现象的类型、强度和轨迹，为预测和预警提供数据。
在强对流天气中，雷达回波的分析需要采用一些特殊的技术方法。
例如：1.雷达图像识别技术。
该技术基于雷达回波的分布图像，在灰度共生矩阵、纹理特征、图像熵等基础上，通过模板识别和分类算法来识别飑线、旋转风暴、高尺度回波等强对流天气类型。
2.反射率图解析技术。
该技术是指利用雷达返回强度与事先设定的标准强度比较，将雷达回波划分为几个等级。
通过比较反射率的大小，可以判断强对流天气的类型和强度。
3.体扫雷达技术。
体扫雷达是指利用雷达扫描一定方位角之间的所有角度，获取雷达回波立体数据的技术。
通过对立体数据的分析，可以获取强对流天气的三维体积信息，相对于面扫雷达有更好的预测能力。
四、强对流天气雷达回波分析的应用强对流天气雷达回波分析可以为天气预测、防灾减灾等方面提供有效的数据和技术支持。
例如：1.预警预报。
如何看雷达回波图
如何看雷达回波图
天气预报里的雷达图由当地的地图和不规则的颜色块组成，颜色从蓝
色到绿色、黄色、橙色、红色到紫色，图的旁边有雷达站名、时间、和数
据范围，还有一条标示着数字的竖向的颜色条，从蓝色到紫色数字渐大，
并标有数字单位，为dBZ。
dBZ的范围是10—70DBZ。
在雷达图上，颜色表示气象雷达的回波强度，从蓝色到紫色的渐进变化，代表回波强度由小到大，降雨强度逐渐提升。
dBZ叫反射率因子单位，数值越高，代表降水强度越大。
一般而言，蓝色回波对应的区域表示当地被降水云系笼罩，但尚未出
现降雨；绿色回波覆盖的区域代表当地正沉浸在小雨之中；黄色到红色回
波覆盖的区域有中到大雨；而紫色回波的区域降水强度最大，该地区正
“沦陷”于暴雨、甚至大暴雨之中，并有可能伴随雷电大风甚至冰雹等剧
烈天气。
天气预报里的雷达图就这么看。
雷达回波外推预报的误差分析
雷达回波外推预报的误差分析
王改利;赵翠光;刘黎平;王红艳
【期刊名称】《高原气象》
【年(卷),期】2013(32)3
【摘要】基于天气雷达资料的外推预报是灾害天气临近预报的基础,选取4次强降水过程分析了外推预报的误差。
主要分析方法包括3个步骤:(1)采用多尺度回波跟踪方法确定雷达回波的运动场;(2)采用半拉格朗日平流方案对雷达回波进行外推;(3)预报结果和观测结果进行对比。
利用去相关时间方法分析了雷达回波的可预报性,利用预报技巧评分和相对绝对误差对外推预报的误差进行了定量分析。
此外,还分析了外推预报的误差与尺度之间的关系,以及外推预报中的不确定因素——回波强度变化和回波运动场变化在预报误差中的相对重要性。
这4次强降水过程的误差分析表明,预报误差随预报时效的变化基本上是以指数规律递减的,大尺度的降水系统对应较长的持续性,对于发展演变较快、尺度较小的风暴,其持续性较短。
【总页数】10页(P874-883)
【作者】王改利;赵翠光;刘黎平;王红艳
【作者单位】中国气象科学研究院灾害天气国家重点实验室;中国气象局国家气象中心
【正文语种】中文
【中图分类】P456.1
【相关文献】
1.基于雷达外推和中尺度数值模式的定量降水预报的对比分析
2.雷达回波外推方法在临近降雨预报中的应用
3.基于ConvLSTM的雷达回波外推预报
4.一种雷达回波外推短临预报方法仿真
5.结合中尺度模式物理约束的雷达回波临近外推预报方法研究
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《雷达回波识别分析》课件
03
雷达回波分析应用
天气预报
天气预报是雷达回波分析的重要应用领域之一。通过分析雷 达回波数据，气象学家可以监测和预测天气系统的移动、发 展和消亡，从而为公众提供准确的天气预报和预警信息。
雷达回波分析可以帮助气象学家识别降水系统，如暴雨、冰 雹、龙卷风等，并预测其可能的影响范围和强度。这有助于 提前采取措施，减少灾害损失。
，需要深入研究其传播规律和特性。
多模式、多频段雷达数据融合算法
02
多模式、多频段雷达数据的融合需要发展高效、可靠的算法和
技术，以提高数据融合的准确性和实时性。
雷达回波信号处理和目标识别技术
03
雷达回波信号处理和目标识别技术是雷达回波技术的核心，需
要不断研究和改进，以提高其准确性和可靠性。
雷达回波技术未来发展方向
带宽和存储空间。
03
复原处理
对失真或损坏的回波信号进行 复原，提高信号的可识别性。
雷达回波特征提取
03
幅度特征
频率特征
波形特征
提取回波信号的幅度信息，如峰值、平均 值、方差等，用于描述目标的大小和强度 。
分析回波信号的频率成分，提取出与目标 特性相关的频率特征，如多普勒频移。
描述回波信号的波形形状，如周期、相位 、波形变化等，用于区分不同类型目标。
雷达回波模式识别算法
01
02
03
统计模式识别
基于统计学原理，对提取 的特征进行分类和识别， 如支持向量机、朴素贝叶 斯等。
神经网络模式识别
利用神经网络的自学习能 力，对回波信号进行分类 和识别，如卷积神经网络 、循环神经网络等。
模糊模式识别
利用模糊逻辑和模糊集合 理论，对回波信号进行分 类和识别，如模糊K近邻 、模糊聚类等。
雷达气象学课件：5层状云降水、积层混合云降水回波分析
研究零从对流性逐步转 化为层状云降水；
2、出现亮带的一定是层状云降水，反之不一 定成立；
3、可作为识别雹云指标之一； 4、它可作为飞行活动的一个指标。
2、积层混合云降水——絮状回波
混合性降水回波表现为层状云降水回波和积状云降水回波的混 合，外形似棉絮，称为絮状回波； 絮状回波是出现连阴雨天气的征兆，通常是由于冷暖空气交汇， 雨带准静止存在，降水时间长，可能会出现暴雨； 强度回波特征：
混合云降水特殊回波——人字型回波
云体A云体B在测站南部距离50公里处 汇合，形成“人字型”回波，在回波 的前部清晰可看到出流边界，距强对 流前部约5km左右。
距测站50km处的南部的“人字型” 回波的汇合点,风速达17.2m/s,风速
最大值与“人字型”回波的汇合点 相对应。
层状云降水、积层混合云降水回波分析
1、层状云降水的雷达回波特征 2、积层混合云降水回波特征
1、层状云降水的雷达回波特征
PPI回波特征：成片分布，面积较大，回波边缘模糊发毛，在 大片弱回波中偶有个别强度较强的回波团（强度一般在20－ 30dBz）； RHI回波特征：结构均匀，顶部虽有起伏，但相对起伏较小 （相对于对流云降水），比较平整，垂直厚度不大（一般5－ 6Km，因地区、季节而不同），水平尺度要比垂直尺度大得多； 零度层亮带：又称融化带，是层状云降水的一个重要特征， 通常出现在零度等温线以下几百米的地方。
径向速度特征：由于降水范围大，因而径向速度场范围分布 的范围也大，等值线分布比较稀疏，切向梯度不大，在零径 向速度线两侧分布着范围较大且数值不大的正负中心，另外 还常存在流场辐合或辐散区。
层状云降水回波
分析：连续大面积的絮片状， 强度较为均匀，一般在2030dbZ，最强达45dBZ。
雷达气象学 第六章 多普勒天气雷达回波的识别和分析
单位、地点 （2）检查的方法：
①对比法 ②理论分析法 ③经验判断法 ④实况资料验证法 （3）可能存在的问题： ①回波强度值偏弱。 ②回波强度值偏高。 ③近处回波强度值偏高，远处回波强度值偏弱。 ④回波高度值偏高或偏低。 ⑤多普勒径向速度场资料出现速度突变折叠区。 ⑥回波面积缩小。 ⑦回波分布位置不对。 ⑧显示参数错误。
回波强度的共同特征：
PPI上由许多分散的回波单体所组成，排列成带状、条 状，离散状或其它形状。回波单体结构紧密，边界清晰， 棱角分明，回波强度强，持续时间变化大。单体尺度较小， 从几公里到几十公里。
RHI上回波单体呈柱状、砧状、花菜状、纺锤状，一 般发展得比较高，多数在6-7km以上，但随地区、季节和大 气系统不同差异很大，最高可达对流层顶高度。
下融化成水滴的过程中，由于融化作用、碰并聚合效应、速度效 应和粒子形状的作用，以及他们的综合作用形成的。
研究零度层亮带的意义：
①在雷暴消散阶段探测到亮带，说明对流已经减弱，降 水性质已经从对流性质逐步转化为层状云连续性降水. ②研究亮带形成的微观物理机制，对于探讨降水机制和 人工影响局部天气均有意义 ③亮带的存在，表明亮带上面是雪花和冰晶，而不是过 冷水滴。 ④亮带的存在，表明大气中不存在强烈的对流和湍流活 动。对飞行活动是一个指标。 ⑤从亮带出现的位置可以大致确定零度等温线位置。在 混合性降水过程中，亮带的出现，可以作为识别雹云的 指标之一。 ⑥从雷达探测得到的零度层亮带和探空资料得到的零度 层亮带比较，可以判断雷达仰角标定是否正确，以及所 测得的回波高度是否准确。
实时降水回波实验报告(3篇)
第1篇一、实验背景随着气象科学技术的不断发展，雷达观测技术在降水预报和监测中发挥着越来越重要的作用。
实时降水回波观测是了解降水动态、评估降水强度和分布的关键手段。
本实验旨在通过新一代多普勒天气雷达，对实时降水回波进行观测和分析，为降水预报和气象服务提供科学依据。
二、实验目的1. 研究实时降水回波的时空分布特征。
2. 分析降水回波与地面降水的关系。
3. 探讨实时降水回波在降水预报中的应用价值。
三、实验材料与方法1. 实验材料：新一代多普勒天气雷达、自动站数据、气象卫星数据等。
2. 实验方法：（1）选取某地区连续一周的降水过程作为研究对象。
（2）利用新一代多普勒天气雷达观测实时降水回波，并记录回波强度、移动速度、路径等信息。
（3）收集同期自动站地面降水数据，分析降水回波与地面降水的关系。
（4）结合气象卫星数据，分析降水回波的生成、发展和消散过程。
四、实验结果与分析1. 实时降水回波的时空分布特征（1）观测到实时降水回波主要分布在降水中心附近，与地面降水区域基本一致。
（2）降水回波强度与地面降水强度呈正相关，即回波强度越大，地面降水强度也越大。
（3）降水回波移动速度与降水强度、降水类型等因素有关，如对流性降水回波移动速度较快，层状降水回波移动速度较慢。
2. 降水回波与地面降水的关系（1）降水回波是地面降水的先导，即降水回波出现后，地面降水往往紧随其后。
（2）降水回波强度与地面降水强度呈正相关，回波强度越大，地面降水强度也越大。
（3）降水回波移动速度与地面降水移动速度基本一致，即降水回波移动到哪里，地面降水也相应移动到哪里。
3. 实时降水回波在降水预报中的应用价值（1）实时降水回波可以直观地反映降水区域、强度和移动路径，为降水预报提供重要依据。
（2）结合自动站地面降水数据，可以更准确地评估降水强度和分布。
（3）实时降水回波可以作为降水预警的重要手段，为公众防灾减灾提供及时信息。
五、结论本实验通过对实时降水回波的观测和分析，得出以下结论：1. 实时降水回波可以反映降水区域、强度和移动路径，为降水预报提供重要依据。
地闪过程与降水量及雷达回波相关性特征分析
关 系 ，而与 正 负闪 电 比例 有关 ：负 闪频 数高 则 降
水 强 ； 闪频 数低则 降水 弱 。 筠君 Ⅲ等 利用 地 闪 负 周 与 降水 的相关 性对 一 般性对 流 天气 中的 降水进 行
上 多西 风小槽 移 动 。槽 后 冷平 流 明显 ，在东 移过
程 中不 断加深 ，受西风 槽 的影 响 ，冷空气 沿 河西
南下 影 响陕西 。 西太平 洋 副热带 高压势 力 鼎盛 ， 而
脊线 位置 达 ３ 。 ０Ｎ，长 轴呈 东西 走 向 ，５ ８ｄ ｇ ｍ ８ ａ ｐ 线 控 制陕 西关 中和 陕南 ，华南 地 区处 在副 高南侧 的东风 带 中 ，南 海 多低 值系统 活 动 。陕西 省辖 区
了估测 ，同 时发现 地 闪频数 与层 结最 大不 稳定 能
发挥 气 象现代 化装 备 的整体 效益 ，提高 多源 探测 信息 （ 一代 天气 雷达 、 自动雨 量站 资料 等 ）在 新
该方 面 的预报应 用水 平 。
１ 灾 害 实况及 天气 形势 背 景
７月 ３ １日 ５ ０ｈ ａ乌 拉尔 山到 咸 海 维 持 一 ０ Ｐ 长 波 槽 ，贝 湖 维 持 一 冷 性 低 涡 ，东 亚 中 纬度 维 持 纬 向环 流 ，并 有较 强 的东西 向锋 区配合 ，锋 区
发 生 前 ，地 闪频 数 有 一 个 “ 增 ” 跃 ；短 时 暴 雨 发 生 时 ，地 闪 频 数 较 高 ，正 闪 与 负 闪 的 比例 较 低 ，各 区 最 大 正 负 闪 比例 仅 ６ ７ ， 度 较 大 的地 闪 多 分 布 于 地 闪 密 集 区 。 间 上 ， 闪 密 度 大 值 区 与 短 ．％ 强 空 地
多普勒天气雷达回波识别和分析之降水回波
多普勒天气雷达回波识别和分析之降水回波1.层状云降水雷达回波特征——片状回波层状云是水平尺度远远大于垂直尺度云团，由这种云团所产生的降水称之为稳定性层状云降水。
降水区具有水平范围较大、持续时间较长、强度比较均匀和持续时间较长等特点。
⑴回波强度特征：①在PPI上，层状云降水回波表现出范围比较大、呈片状、边缘零散不规则、强度不大但分布均匀、无明显的强中心等特点。
回波强度一般在20-30dBz，最强的为45dBz。
②在RHI上，层状云降水回波顶部比较平整，没有明显的对流单体突起，底部及地，强度分布比较均匀，因此色彩差异比较小。
一个明显的特征是经常可以看到在其内部有一条与地面大致平行的相对强的回波带。
进一步的观测还发现这条亮带位于大气温度层结0度层以下几百米处。
由于使用早起的模拟天气雷达探测时，回波较强则显示越亮，因此称之为零度层亮带。
回波高度一般在8公里以下，当然会随着纬度，季节的不同有所变化。
⑵回波径向速度特征：由于层状云降水范围较大，强度与气流相对比较均匀，因此相应其径向速度分布范围也较大，径向速度等值线分布比较稀疏，切向梯度不大。
在零径向速度型两侧常分布着范围不大的正、负径向速度中心，另外还常存在着流场辐合或辐散区。
⑶零度层亮带：如前所述，在PPI仰角较高或者RHI扫面时，总能在零度层以下几百米处看到一圈亮环或者亮带回波，亮带内的回波比上下两个层面都强。
由于亮带回波总是伴随层状云降水出现，因此是层状云降水的一个重要特征。
（零度层亮带形成的原因：冰晶、雪花下落的过程中，通过零度层时，表明开始融化，一方面介电常数增大，另一方面出现碰并聚合作用，使粒子尺寸增大，散射能力增强，所以回波强度增大。
当冰晶雪花完全融化后，迅速变成球形雨滴，受雨滴破裂和降落速度的影响，回波强度减小。
这样就存在一个强回波带，说明层状云降水中存在明显的冰水转换区，也表明层状云降水中气流稳定，无明显的对流活动。
）2.对流云降水雷达回波特征——块状回波对流云往往对应着阵雨、雷雨、冰雹、大风、暴雨等天气。
学会看雷达回波图
学会看雷达回波图
雷达回波图，从蓝色到紫色表示回波强度由小到大（10-70dBz），从不同颜色回波可以判断降雨强度，雨区范围、未来降雨强度和移动。
1、如何识别雨区范围
雷达回波图上，绿色回波包围内的区域一般都对应有降雨出现。
一般而言，浅绿色有可能有降雨，深绿色一定有降雨。
图上从河北西北部一直到山西中部都有降雨出现
2、如何识别降雨强度
雷达回波从蓝色到紫色，降雨强度逐渐增强。
一般亮黄色区域一般对应有10毫米/小时左右降雨强度出现，暖红色雷达回波一般对应有20毫米/小时左右的降雨强度，并且有可能出现短时雷雨大风、冰雹等强对流天气。
如图上河北西北部有绿色雷达回波，有降雨出现，但雨势并不强。
山西北部、陕西中北部有黄色雷达回波，有中等强度降雨出现。
3、如何识别降雨未来趋势
以今天雷达回波的多时次动态图上可以看到，从21日9时开始一直到13时前后，影响西北华北一带的降雨系统呈现东北-西南走向，稳定向东偏南方向缓慢移动。
从14：40和14：50两张图上可以看到，降雨带移动缓慢，强度变化不大。
雷达回讲义波识别分析
连续性降水回波
0 ℃层亮带对天气有一定的指示意义：
如果在对流云产生强雷雨时，出现 0 ℃ 层亮带，说明雷雨将要结束，变为 稳定性降水。
对流云降水
对流云降水回波和层状云降水有着不同 的特征。
回波强度较强，水平尺度可由几公里及 到 几十公里，发展的高度一般在6～7公里以上， 随着地区，季节和天气过程的不同，回波顶 高的差异很大，观测到最高的顶高有20公里 左右。单体生消过程也较快。
当降水回波和地物回波混杂在一起，不 容易区分，新一代天气雷达（抬高仰角） 与气象回波混在一起不好区分。
非气象回波
超折射回波
非气象回波
奇异回波：
层状奇异回波 点状奇异回波 窄带状奇异回波 蜂窝状奇异回波 波状奇异回波
层状奇异回波
现象：出现高度在摩擦层内几百米－1千 米回波很弱，有时出现多层结构。
在一般情况下，对流云降水回波中看不到零度层亮带， 这表明对流云降水与层状云降水在机制上是不相同的 （在雷雨消亡阶段，气流较稳定，有时也可观测到亮 带），由于雷暴、冰雹、龙卷等剧烈的天气现象都出 现在对流云降水的情况下，所以对对流云回波的观测 应特别重视，从高度、强度、外形等方面综合分析， 判断是否会出现灾害性天气。
1、由雪花、冰晶转化成水滴时，介电常数增大，对电磁的反射作 用约强了五倍；
2、冰晶、雪花在转化的过程中，碰并的机会增加，形成大的颗粒， 增强了反射作用；
3、雪花、冰晶转化成水滴时，外形由不规则形状变成了近似球形， 反射作用增加；
4、水滴的下降末速度要比雪花、冰晶大得多，在雪花、冰晶完全 变成水滴后，由于速度增加，反射作用又迅速的减小，造成亮 带以下回波变弱。 这四种原因综合的结果，在0℃附近的回波比上面和下面都强， 形成了亮带。
科普雷达数据分析报告(3篇)
第1篇一、引言雷达技术作为现代军事、气象、航空航天等领域的重要手段，具有广泛的应用价值。
随着雷达技术的不断发展，雷达数据的处理和分析也日益成为关键环节。
本报告将对雷达数据分析的基本原理、常用方法以及应用领域进行探讨，旨在为雷达数据分析提供参考。
二、雷达数据分析基本原理1. 雷达数据概述雷达数据主要包括脉冲回波数据、连续波数据、多普勒数据等。
脉冲回波数据是通过雷达发射脉冲信号，接收目标反射回来的信号，从而获取目标的位置、速度等信息。
连续波数据则是通过雷达发射连续的电磁波，接收目标反射回来的信号，从而获取目标的速度、距离等信息。
多普勒数据则是通过分析目标反射回来的信号频率的变化，获取目标的速度信息。
2. 雷达数据分析原理雷达数据分析主要包括信号处理、目标检测、目标跟踪、目标识别等步骤。
（1）信号处理：对原始雷达数据进行预处理，包括滤波、压缩、去噪等，提高数据的信噪比，为后续分析提供高质量的数据。
（2）目标检测：通过检测雷达数据中的目标回波，确定目标的存在，并估计目标的位置。
（3）目标跟踪：对检测到的目标进行持续跟踪，估计目标的位置、速度等参数，提高跟踪精度。
（4）目标识别：根据目标的位置、速度等参数，对目标进行分类和识别，如飞机、舰船、地面车辆等。
三、雷达数据分析常用方法1. 信号处理方法（1）滤波：通过滤波器对原始雷达数据进行处理，去除噪声和干扰，提高数据的信噪比。
（2）压缩：通过压缩算法对雷达数据进行压缩，减少数据存储空间，提高处理速度。
（3）去噪：通过去噪算法去除雷达数据中的噪声和干扰，提高数据分析的准确性。
2. 目标检测方法（1）阈值法：根据雷达数据中目标回波强度，设定阈值，检测目标。
（2）概率密度函数法：根据雷达数据中目标回波的概率密度函数，检测目标。
（3）基于深度学习的方法：利用深度学习技术，对雷达数据进行特征提取和目标检测。
3. 目标跟踪方法（1）卡尔曼滤波：通过卡尔曼滤波算法，对目标的位置、速度等参数进行估计。
雷达回波分析规范
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雷达回波分析规范
分析说明
✓ 入流急流：1.5°（或2.4°）速度图产品，最大径向风速大
于20m.s-1。入流急流与弓状回波后部下沉气流强度有关
，间接反映了雷雨大风强度。
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雷达回波分析规范
分析说明
✓ 弓状回波：雷达反射率因子图像上，强回波水平分布为 弓形，与冰雹、下击暴流、雷雨大风密切相关。
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雷达回波分析规范
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雷达回波分析规范
分析说明
✓ பைடு நூலகம்状回波：强单体右后侧有钩型或强单体呈鸟型等特征 ，是判断超级单体风暴的一个重要特征。
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雷达回波分析规范
分析说明
✓ 飑线回波：由对流回波带、弱层状云降水回波组成。对 流回波带有多个强单体排列、强度强、梯度大的特征， 与冰雹、下击暴流、雷雨大风密切相关。
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雷达回波分析规范
分析说明
✓ 阵风锋回波：雷暴单体移动的前方或周围，呈弧状分布， 回波强度10～35dBz，远离雷暴移动。与老雷暴的衰亡、 新雷暴的形成有密切关系。
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5
雷达回波分析规范
分析说明
✓ 涡旋回波：混合性降水，多条对流回波带气旋式卷入 到涡旋中心。
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2.4 雷达回波分析规范
分析说明
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雷达回波分析规范
分析说明
✓ 垂直液态含水量（VIL）：值大于10kg/m2、25kg/m2 、45kg/m2分别是暴雨、大风和冰雹不同强天气的阈 值。
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雷达回波分析规范
基于雷达回波强度面积谱识别降水云类型
基于雷达回波强度面积谱识别降水云类型Yang Youlin;Ji Xiaoling;Zhang Suzhao;Zhu Haibin;Zheng Penghui;Yang Jing【期刊名称】《应用气象学报》【年(卷),期】2018(029)006【摘要】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.【总页数】11页(P690-700)【作者】Yang Youlin;Ji Xiaoling;Zhang Suzhao;Zhu Haibin;Zheng Penghui;Yang Jing【作者单位】【正文语种】中文【相关文献】1.基于循环谱和距离判别的雷达信号调制类型识别 [J], 杨彦名;郜丽鹏2.基于谱回归特征降维与后向传播神经网络的识别方法研究 [J], 邬战军;牛敏;许冰;牛燕雄;耿天琪;张帆;满达3.基于遥感探测的不同类型降水云识别方法 [J], 张建军;赵小艳;黄勇4.基于功率谱的风廓线雷达回波强度定标方法 [J], 李丰;阮征;王红艳;葛润生5.基于雷达图形降维判别的状态自动识别方法 [J], 王立强;孟辉;洪文学;洪文学因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
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强度和速度图的零度层亮带
PPI显示：表现为圆环或圆弧，是虚假的强降水区域。对流云或混 合云当不稳定降水转化为稳定降水时，也会出现零度层亮带。
零度层亮带
定义：层状云降水回波的主要特征，是冰水混合层， 反映层状云中有明显的冰水转化区。零度层以上降水 粒子以冰晶为主，以下全部为水滴。说明层状云气流 稳定，无明显对流活动。
生命史：每一对流单体均对应一强中心，一个 单体的生命期约20~30 min，具体与强度和尺度 有关。
积云降水回波强度特征
PPI：表现为几km到几十km不规则分散、孤 立“块状”。回波通常由单个或多个对流单体形成 的回波组成。回波尺度小，结构密实，边缘清晰， 强度较强（35dBz以上），持续时间变化大。强 中心到外围的强度梯度较大。
对流云降水回波的速度图
1.0度 3.0度
5.0度
• 成熟对流云强度回波，可以清楚地看到 低层辐合，高层辐散的垂直结构。
成熟对流云降水回波
回波较强处，速度等值线密集
速度场RHI：呈柱状，砧状，纺缍状等，不同高度
有环境风切变。有时出现正负速度紧挨着，说明该处有 辐合或辐散场。回波底有时的正速度表明有上升气流。
回波形状：呈离散的块状，或随不同天气过 程排列成带状、条状、离散状，涡旋状等，有强 回波中心。
对流云降水的回波强度
通常有密 实的结构， R的空间 梯度比较 大，强中 心的反射 率因子通 常在35dBz 以上。
30
对流云降水回波
回波经常由许多分散的回三.4雷达的降水回波分析 ζ10.5
大气科学学院
降水类回波的形成原因
形成降水回波的粒子是大气中云、降水 等气象目标物，及各种水汽凝结物对电磁 波的后向散射，雷达接收到散射能量，形 成回波。
2
降水云分类
根据云的发生学分类：
层状云：因自身冷却或气团沿锋面缓慢抬升 而形成的云常呈均匀幕状，称为层状云。
A
B
带有云顶上冲和穹隆结构的 雷暴云回波
低层：气旋式辐合 高层：辐散
0.5度
3.0度
雷暴单体的强度和速度
B A
B A
A：三体散射，B：旁瓣回波
强雷暴单体回波的PPI图
B
A
A：三体散射 B：旁瓣回波
（2）多单体对流云回波
对 流 性 降 水 21:26 回 波
速度图
19:55 21:51
层状云降水回波的径向速度图
速度 模糊
右图：从低空到高空为偏西风。 右图：低空呈S型，存在暖平流。
2、对流云降水回波
对流云或称积状云，是由对流运动所产生， 通常与短时强烈天气相对应。
对流云降水：阵雨、雷雨、冰雹、暴雨等，一 般出现在快速移动的锋面上、冷锋前暖区、气团 内部、副高边缘、台风外围等地方。
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对流云降水回波的RHI
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典型强对流云回波的RHI
A
F D
B C
E
A：旁瓣回波 B：三体散射 C：云砧 D：穹隆 E：悬挂回波 F：回波墙
对流云降水回波
对流云降水回波的速度图
PPI：由于对流云尺度较小，分布零散，速度 图也表现较为零散，速度等值线分布密集，切 向梯度比较大。 （1）每个对流单体都有完整的垂直环流系统， 包括高低空辐合辐散，上升气流等； （2）每一个对流单体的产生，发展和组织形式 均与环境风切变有关，在速度场上表现明显。 （3）部分强对流天气具有中气旋结构。
PPI：高仰角时亮带为以测站为中心的环状或半环状。 RHI：出现在零度层高度以下，最强回波高度距零 度层约200～300米，亮带强度比其两侧的回波强10～ 15dBz。速度图上，零度层亮带和其它回波是一样的。
零度层亮带的形成
云砧
零度层亮 带
平流层高度 冻结高度
凝结高度
亮带：是冰晶粒子和液态降水粒子的混合层，由于 缓慢降落的冰晶在零度层附近发生表面融化，使反 射率增大，形成亮带。
对流云降水回波的RHI特征
RHI：单体呈柱状结构，垂直伸展接近水 平伸展，强对流单体顶部有云砧向下风方伸展 或呈花菜状，强中心呈悬垂中空，云体随对流 发展变厚。回波顶发展较高，一些发展强烈的 单体可达10km，个别可达20km。
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典型强雷暴云的RHI显示
A 云砧
对流云降水回波的RHI
层状云回波形状
大面积丝缕 状结构明显， 充满整个屏 幕！
有 时 有 强 中 心
层状云回波尺度
垂直尺度远 小于垂直尺 度
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层状云降水回波的RHI显示
云体厚度小，回波高度约5-6km 顶部和底部平坦，结构均匀。
零度层亮带
低仰角
高仰角
零度层亮带回波
对流云降水回波分类 （1）对流单体：一个雷暴云
普通雷暴单体的发展模式
1、无降水，回波强度大 2、有降水，回波中心和顶高 3、回波顶高， 强回波中心下降，降水减弱
初生：上升气流占据，成熟：上升/下沉共存，消亡：下沉气流占主导。
特征：上升/下沉气流；向上柱状耸立；云砧；卷云。
雷暴单体回波图
强度
0.0度速度图
积云－对流云：由热力对流和动力抬升而形 成的云，往往垂直向上发展较盛。云体的轮廓 一般比较分明。
积层混合云：同时具有对流云和层云特征的 云型。
层状云
均匀幕状 降水连续，范围大
积状云或对流云
孤立高耸，各种形状 局地强降水
1、层状云降水回波
层状云降水：稳定性或连续性降水。 特点：水平尺度大、持续时间长，强度均匀， 时间变化缓慢。 强度图特征： PPI：呈均匀连续的大面积薄膜状、片状、丝缕 状结构明显，充满整个图像。强度弱：一般20～ 30dBz，有时有强雨中心。（零度层亮带或环） RHI：云体厚度较小，回波高度约5-6km，顶部 和底部平坦，结构较均匀。
零度层亮带形成
冻结高度
冰晶-低R 融化冰晶－高R
水滴-低R
探测结果：对降水量级估计值过高
• 高度在3km左右
零度层亮带RHI显示
初生的亮带
成熟的亮带
零度层亮带RHI显示
亮带应用：估计0℃层的高度，比零度层低200m 在一定程度上说明大气的稳定性。
层状云降水回波的速度图
层状云降水范围比较大， 速度图像的范围也 大，速度等值线分布稀疏，切向梯度不大。零速 度线两侧分布数值不等的正负径向速度中心，伴 随急流。