多普勒天气雷达原理与应用3-雷达图象识别基础

太阳的雷达显示
兰州CC 2011-11-26 09:17
兰州CC 2011-11-26 15:48
回波累加与平均
Reflectivity accumulations for the Tianjin radar for a one month period (August 2006) for the lowest two tilts of the volume scan. The lowest tilt (0.4º ) is on the left and the second tilt is on the right (1.4º )
• 最大不模糊速度 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。
Vmax
PRF
4
• 速度模糊 速度的可能值 v-2nVmax或v+2nVmax
Vmax=60（节）
速度方位显示（VAD） 和速度 方位显示风廓线（VWP）
台风的回波
黑格比台风
边界层辐合线回波
海陆风环流
20070526 塘沽
雷州半岛海陆风辐合线
20050601 济南
2004年4月22日冷空气爆发（合肥雷达）
鸟的回波
飞机的回波
A single image (left) and a 10 hour accumulation (right) showing the impact of point targets on radar data quality. The white ellipses on the left shows the point targets which are presumably airplanes.
18:18 9 July 2007, Hebei, anti-mesocyclone, 5cm Hail
Hurricane Bob
Max Range 300km
150km
Storm Relative Velocity
Storm Relative Velocity
a
b
c
d
辐合区
逆风区和负速度向正 速度伸展区
不同时间1.5°仰角径向速度PPI图 （a、b、c、d对应时间分别为01:33、03:29、04:54、05:55，每圈距离50 km）
Beijing雷达-22日02点冷锋已经移过雷达
中gama尺度（2-20km）流场特征的识别
Wood and Brown
小 尺 度 风 场 特 征 的 识 别
图4a.2002年5月27日08:55(gmt) 风暴相对速度图0.5仰角 fig.4a May.27.2002 08:55 (gmt) SRM Elev= 0.5deg
图4b. 2002年5月27日08:55(gmt)风暴相对速度图1.5仰角 fig.4b May.27.2002 08:55 (gmt) SRM Elev= 1.5deg
雷达图识别基础
反射率因子图
积云和层云混合降水回波 积云降水回波 其他回波

积云和层状云混合降水回波
层状云降水回波< 35dBZ 成熟的充满波束的积云降水回波>35dBZ

零度层亮带

Brightband Contamination
Overestimate rainfall But rare to affect convective flash flooding events
Beijing CINRAD-SA 1.5°
海浪回波
Fig. 1. (top) Reflectivity and (bottom) Doppler velocity data collected on 2 Aug 2009 using the WSR -88D (KIN X) located near Tulsa, OK. The location of KIN X is indicated by the white circle. The departure of purple martins from a roosting site resulted in the ring-shaped region of echo located just west of Tulsa. The Doppler velocity data indicate radial motion outward from the roost at the center of the ring.
2005年3月22日 山东半岛上空有云覆盖，但没有降水
500－20050322 0800
烟台雷达
烟台雷达
烟台雷达
2005年3月25日 山东半岛上空为晴空
Ir 20050325 1500
烟台雷达
青岛雷达
2005年4月4日 山东半岛上空有少量云盖 没有降水
Ir20050404 1400
Basic Radar Signatures
Divergence
Convergence
Rotation
Qingdao 20090629 0758
V&R
0.5度仰角
15:17 29 April 2004, Hunan, 11cm Hail
钩状回波（上左和上中）、中气旋（上右）、有界弱回 波区（下左）、风暴顶辐散（下右）
烟台雷达
2011年10月12日金华雷达回波
大火的回波

白城市华金纸业位于白城市火车站东2.5公里处。 2007年3月24日当天，白城市刮起了7级左右的西 北风。12时05分，白城市华金纸业第二苇料堆放 场西北角突然燃起大火，有7垛芦苇起火，火势在 强风下燃烧猛烈并迅速向临近苇垛蔓延。瞬间， 第二苇料堆放场堆放的31垛芦苇全部过火。由于 苇垛较高，面积较大，风力又强，在很短时间内 就形成火烧连营之势。

Cyclonic Rotation (mesocyclone)
RADAR
Wood and Brown

Cyclonic Rotation changes with changing viewing angle
Wood and Brown

Convergent rotation
RADAR
多普勒径向速度场流型的识别
大尺度连续风场的识别 大尺度不连续风场（锋面）的识别 2-20公里中伽马尺度风场特征的识别

大尺度连续风场的识别
确 定 雷 达 上 空 大 尺 度 流 场 风 向 的 原 理
大 尺 度 连 续 风 场 的 识 别
最大径向速度与速度模糊
Fig. 7. An example of roost rings resulting from the emergence of Brazilian free-tailed bats in south-central Texas as observed in the non-QC composite reflectivity data produced through NM Q. The image corresponds to observations made at 0125 UT C (2025 CDT ) 25 Jun 2009 as the bats were dispersing from their roosts at dusk to feed on insects. Since these data were collected at dusk, sun spurs can also be seen in the images. Also shown are the locations of WSR -88D sites and bat roosts.
2005年3月22－4月4日 山东半岛神秘回波
2005年3月22日、25日和4月4日烟台雷 达探测到的神秘回波大概有两种可能原因：一 种是大量的飞鸟，另一种是军事演习时从飞机 上释放的大量很轻的金属漂浮物，用来遮蔽飞 机，防止被雷达看到。大量飞鸟的情况有时可 以产生很强的50dbz以上的回波，而军事演习 时从飞机上释放的大量很轻的金属漂浮物通常 可以产生35dbz－45dbz的回波强度。
速度方位显示VAD
VAD是特定高度上平均径向速度与方位 角度的图形显示产品。 在产品的状态区中能发现下列数据： ALT-高度（MSL）、RMS误差（kts）、计 算的风速和风向、所用的仰角和斜距）。 对称性显示在图的底部，它是最小二乘 拟合方程的第一项。
速度方位显示(VAD)
速度方位显示风廓线VWP
在时间—高度图上显示平均水平风 (由VAD算法在每层计算而得)。 在VWP中，有三种情况出现“ND” （无资料）：1） 少于25个资料点；2） RMS误差大于4.8m/s；3）或对称性大 于7.3m/s。
风廓线(VWP)
提供大尺度不连续风场的识别
Radar Centered Arch of Higher Rainfall Accumulations on prouduct.
2007年3月3-4日北京雨转雪
20070304 北京降雪回波
非降水云的零度层亮带
积云对流降水回波
基 反 射 率 因 子
2005年5月31日14点47分在北 京产生大冰雹的超级单体风暴
图4c.2002年5月27日08:55(gmt) 风暴相对速度图2.4仰角 fig.4c May.27.2002 08:55 (gmt) SRM Elev= 2.4deg
图4d.2002年5月27日08:55(gmt) 风暴相对速度图3.4仰角 fig.4d May.27.2002 08:55 (gmt) SRM Elev= 3.4deg