风廓线雷达资料在灰霾天气分析中的应用
风廓线雷达在北京地区一次强沙尘天气分析中的应用
风廓线雷达在北京地区一次强沙尘天气分析中的应用刘超;张碧辉;花丛;张恒德;吴东丽【期刊名称】《中国环境科学》【年(卷),期】2018(038)005【摘要】基于北京地区逐小时风廓线雷达数据、大气成分观测数据以及地面常规观测资料对2017年5月3～7日一次沙尘天气过程进行了研究.结果表明:受蒙占气旋影响,全国多地出现空气质量严重污染,其中北京PM10浓度达到严重污染级别时间超过30h.通过对边界层内水平风场、垂直速度以及大气折射率结构常数等要素进行分析,研究发现沙尘爆发前,边界层内出现平均风速达到14.8m/s的西北急流核,该急流核的建立有利于将高层沙尘粒子向近地面传输,而沙尘爆发阶段边界层通风量较前期增加31.6％,中低层的通风量逐渐占据主导地位,使近地面PM10浓度出现爆发性增长.此外,整个沙尘天气过程中,以弱下沉运动为主,垂直速度在1m/s以下,而沙尘天气爆发前,边界层内出现强烈垂直下沉运动,达到5.3m/s.同时,大气折射率结构常数出现1.0×10-16的高值中心.二者均先于地面污染物浓度的变化,预报时间提前量为8～9h,可为今后沙尘预报提供一定参考.【总页数】7页(P1663-1669)【作者】刘超;张碧辉;花丛;张恒德;吴东丽【作者单位】国家气象中心,北京100081;国家气象中心,北京100081;国家气象中心,北京100081;国家气象中心,北京100081;中国气象局气象探测中心,北京100081【正文语种】中文【中图分类】X51【相关文献】1.风廓线雷达资料在灰霾天气分析中的应用 [J], 黄奕丹;陈锦鹏;吴建成;杨德南2.2010年内蒙古中西部地区一次强沙尘暴的天气分析 [J], 杨彩云3.边界层风廓线雷达资料在北京夏季强降水天气分析中的应用 [J], 古红萍;马舒庆;王迎春;李炬;曹晓彦4.乌鲁木齐风廓线雷达资料在暴雨天气分析中的应用 [J], 阿不力米提江·阿布力克木;于碧馨;李海燕5.螺旋度在一次强沙尘暴天气分析中的应用 [J], 陶健红;王劲松;冯建英因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
风廓线雷达资料在强对流天气预报中的应用
风廓线雷达资料在强对流天气预报中的应用风廓线雷达资料在强对流天气预报中的应用1. 引言强对流天气是指发生在大气层中的强烈垂直运动，伴随着强风、大雨、冰雹、龙卷风等天气现象。
由于其突发性和破坏力，强对流天气对人类社会和经济活动造成了极大的威胁。
因此，准确预报强对流天气对于社会和经济的安全十分重要。
本文将探讨风廓线雷达资料在强对流天气预报中的应用。
2. 风廓线雷达技术简介风廓线雷达是一种利用雷达探测大气中散射物体（如悬浮在空气中的小颗粒）的运动信息的仪器。
通过测量散射物体的速度和方向，风廓线雷达可以提供大气中不同高度层的风场信息。
它的工作原理是利用雷达向大气中发射微波脉冲，当这些脉冲与散射物体相互作用时，一部分能量被散射回传到雷达接收器，从而获得风场信息。
3. 风廓线雷达资料的获取与分析风廓线雷达通过不断扫描天空，得到一系列垂直方向上的雷达回波，然后通过信号处理和算法分析，可以得到各个高度层的风速和风向资料。
这些资料可以进行可视化展示，如风廓线图，也可以转换为水平风场图和垂直风剖面图等形式。
在强对流天气预报中，通常会将这些资料与其他观测数据、模型预报等数据进行综合分析，以提高预报的准确性。
4. 风廓线雷达资料在强对流天气预报中的应用4.1 预测对流系统演化强对流天气的演化过程往往与形成对流云的热力学条件和上升运动有着密切的关系。
风廓线雷达可以提供对流云中的气旋度和辐合度等参数，通过分析这些参数的变化，可以预测对流系统的演化趋势。
例如，当气旋度增强和辐合度增大时，预示着对流云将继续发展并可能引发强对流天气。
4.2 定量降水预报强对流天气常常伴随着大雨和冰雹等降水现象。
风廓线雷达可以提供不同高度层的降水强度和降水型态信息，通过分析这些信息，可以定量预报降水的强度和分布范围。
同时，风廓线雷达还可以检测到雨滴的径向速度，通过测量径向速度的变化，可以判断降水颗粒的类型，从而更好地预测降水过程中的冰雹等极端天气。
风廓线雷达资料在强对流天气预报中的应用
风廓线雷达资料在强对流天气预报中的应用风廓线雷达资料在强对流天气预报中的应用近年来，随着气候变化的影响，强对流天气频繁发生，给人们的生产生活带来了巨大的影响和威胁。
预测和预警强对流天气成为了气象科研和应用中的一大挑战。
传统的天气预报模式在强对流天气预报上存在着一定的局限性，因此，寻找更加有效和精确的预报手段显得尤为重要。
风廓线雷达作为一种新兴的观测技术，具备了高时空分辨率、多参数获取等特点，在强对流天气预报中发挥着重要的作用。
其能够获取大气中空间的风场竖直分布，通过分析风场的变化来预测和评估强对流天气的形成和发展情况。
接下来将从风廓线雷达测量原理、数据处理、常见强对流天气及其预警等方面来探讨风廓线雷达在强对流天气预报中的应用。
首先，风廓线雷达通过利用微波辐射和散射原理来对大气中的水汽和气溶胶进行探测和分析。
它通过测量对流运动中微尺度涡旋，来监测和研究强对流天气的动力学过程。
其高时空分辨率的特点，使其能够提供准确的风场资料，有助于预测和研究强对流天气的发展趋势。
其次，风廓线雷达获取的数据需要经过一系列的处理和分析才能得到有用的信息。
数据处理包括噪声去除、径向速度和谱宽的计算、资料回波的展示等工作。
而风廓线雷达能够获取到的多种参数信息，包括径向速度、谱宽、波形反射率系数等，对强对流天气的预报和研究有着重要的意义。
在强对流天气的预测中，风廓线雷达能够提供大量的资料，如对流风暴的位置、强度以及动力学特征等。
其中，它对于积云的观测和预报有着独特的优势。
通过实时观测积云的风场变化，可以预测积云增长和发展过程中的强对流活动，提前发布预警信息，减轻可能的灾害和损失。
此外，风廓线雷达还可以用来观测和分析雷暴中的强风、冰雹等天气现象。
通过观测冰晶颗粒的风速和大小，可以判断冰雹的发生和发展趋势，提前做出预警预报，以保护人们的生命财产安全。
同时，强风也是强对流天气中常见的现象，通过观测强风的风速和分布，可以提前预警并采取相应的防范措施。
风廓线雷达资料在灰霾天气分析中的应用
１可见 ，风速与能见度的相关性并不是很高，这是 因为地面
１ ６ ０ ０ ｍ 风速 开 始减 小 ，当风速 小 于 ｌ Ｏ ｍ ／ ｓ 时地 面能 见 度开 始 下 降 ，而后 风速 持续 减 小 ，到 了 ９日 （ 图６ ）， ｌ ６ ０ ０ ｍ 以下 的风 速 以小 于 ５ ｍ ／ ｓ 的 风速 为 主 ，造 成 ９日至 ｌ ０日能 见度 小
于５ ｋ ｍ， 出现严 重 的污染 天 气 。 ７所 示 ， Ｉ １日 ｌ ６ ０ ０ ｍ 以
时 ，能见 度在 ｌ Ｏ ｋ ｍ 左 右 ，出现轻 度灰 霾 天气 ；当水 平 风速
减小时，能见度随之降低 ，并且较小的水平风速持续时间长
注： 相 关 系数 在 ０ ． Ｏ １ 置 信水 平下 显 著 。
时 ，能见度越低 ，甚至降低至 ５ ｋ ｍ以下 ，出现严重 的污染天
气 。表 明在 ８ ０ ０ ～１ ６ ０ ０ ｍ 的高 度层 上 ，水 平 风速 的减 小 趋势
表１ ２ ０ １ ４ 年 ６月 至 ２ ０ １ ５年 ２月 能见 度 和 地 面气 象 要素 间 的相 关性 分析 图１ 能 见度 与 各 高度层 水 平风 速 的相 关 分析 筛选出 ２ ０ １ ４ 年 ９月至 ２ ０ １ ５ 年２ 月 上海 徐 家 汇 的灰 霾天
气， 并分别计算 高度层为 ７ ６ ０ ～ｌ Ｏ ０ ０ ｍ、 １ ０ ６ ０ ～１ ３ ０ ０ ｍ、 １ ３ ６ ０～ １ ６ ０ ０ ｍ 的平均高度层风速 ，将出现灰霾天气时的 Ｅ ｔ 平均能见 度分别与这三层的 日平均风速进行对比分析 （ 图 ２ ），可以 看出 ：出现灰霾天气时 ，在 ８ ０ ０ ～１ ６ ０ ０ ｍ 高度上的水平风速 不会超过 ２ ０ ｒ ｒ ｇ ｓ ，大多数风速在 ｌ Ｏ ｍ／ ｓ以下 ，偶尔风速较大
风廓线雷达资料在聊城霾天气过程分析中的应用
地球科学与环境工程河南科技Henan Science and Technology总第801期第7期2023年4月收稿日期：2022-09-12基金项目：山东省气象局预报员专项“风廓线雷达在鲁西秋冬季霾预报中的应用研究”（SDYBY2016-14）；聊城市气象局气象科学技术研究项目“边界层风场对聊城灰霾天气的影响研究”（2020lcqx02）联合资助。
作者简介：纪凡华（1984—），男,本科,高级工程师,研究方向：环境天气预报与服务工作。
风廓线雷达资料在聊城霾天气过程分析中的应用纪凡华1，2徐娟2孔宁宁2王鑫燕2(1.山东省气象防灾减灾重点实验室，山东济南250000；2.聊城市气象局，山东聊城252000)摘要：【目的】通过分析CLC-11-D 型边界层风廓线雷达资料，以期提高环境气象预报水平。
【方法】统计2015—2020年霾天气过程中的大气边界层高度和风场特征。
【结果】霾日数年平均为62d ，呈逐年减少趋势；霾在冬季发生最多，其次是春季，冬春季霾日数占全年霾日数的82.1%；地面~1000m 大气层霾出现的概率随风速增大而减小，风速≤6m·s -1最有利于霾的形成、维持和发展，6m·s -1<风速≤8m·s -1时霾减弱，风速>8m·s -1有利于霾的消散；1000~1500m 大气层风速≤8m·s -1最有利于霾的形成、维持和发展；1500~2100m 大气层2.1m·s -1<风速≤6m·s -1最有利于霾的形成、维持和发展；2100~3000m 大气层4.1m·s -1<风速≤8m·s -1最有利于霾的形成、维持和发展；地面~1500m 大气层霾出现时风向没有明显的规律，1500m 以上大气层西北风、西风最有利于霾的生成；925hPa 和850hPa 天气系统演变对霾天气的生成、发展、维持和消散具有指示意义。
风廊线雷达资料的螺旋度计算及其在强对流天气分析中的应用的开题报告
风廊线雷达资料的螺旋度计算及其在强对流天气分析中的
应用的开题报告
一、选题背景和意义
随着气象技术的不断发展，风廊线雷达（Doppler雷达）在强对流天气监测中的应用越来越广泛。
风廊线雷达可以提供较高分辨率的三维速度数据，能够揭示强对流天气的结构特征和演变过程，对预警和预报具有重要意义。
但是，在风廊线雷达资料的应用中，如何准确地计算螺旋度，对于对风场的定量描述和强对流天气诊断至关重要。
因此，本文选取风廊线雷达资料的螺旋度计算及其在强对流天气分析中的应用作为研究课题。
二、研究内容和步骤
本研究主要包括以下内容：
1.风廊线雷达基本原理的简介和数据处理方法的介绍。
2.螺旋度的定义和计算方法的探讨。
根据螺旋度的定义，将其的计算方法分为两类：数值微分法和解析法。
针对不同方法的适用范围和精度进行分析和比较，选取最优的计算方法。
3.探究螺旋度在强对流天气分析中的应用。
螺旋度可以反映天气系统的纵向涡旋结构，分析其空间分布和演变过程可以揭示强对流天气的发生机制和演变特征。
4.基于实测资料进行案例分析，验证螺旋度在强对流天气分析中的应用效果，并总结计算方法的应用注意事项。
三、研究成果和意义
本研究将探索螺旋度计算的最优方法，并将其应用于强对流天气的分析中，为对风场的定量描述提供了有效的手段。
通过案例分析，可以更加准确地预报和诊断强对流天气，提高气象预警和服务的能力。
同时，本研究还可以为其他领域利用雷达数据的研究提供参考。
风廓线雷达资料在聊城霾天气过程分析中的应用
风廓线雷达资料在聊城霾天气过程分析中的应用风廓线雷达资料在聊城霾天气过程分析中的应用近年来，我国大气污染问题日益突出，霾天气频发成为人们关注的焦点。
聊城作为山东省的一个地级市，同样也受到了严重的霾天气的困扰。
为了更好地了解和掌握聊城霾天气的形成机制和演变规律，科学家们运用风廓线雷达技术对其进行了深入研究，并取得了一定的成果。
风廓线雷达是一种能够对大气中的风场进行连续、自动、实时观测的仪器。
它通过利用雷达波束的多普勒频移信息和散射回波的强度，可以获取到大气中不同高度上的风速、风向和垂直风切变等信息。
这些信息对于分析大气微观环流、研究天气过程具有重要意义。
在聊城霾天气分析中，风廓线雷达数据的应用十分关键。
首先，通过风廓线雷达可以获取到不同高度上的风场特征，帮助科学家们了解霾天气的输送路径和来源地。
研究表明，在聊城霾天气过程中，水平风速和方向发生了明显的变化。
风廓线雷达数据显示，霾天气过程中，低层湿度较高，水汽含量较大，而垂直风切变较小，这有助于湿度的积聚和水汽的累积。
通过分析风廓线雷达数据可以确定霾天气的输送路径，找到可能的源地，进而进行有效的控制和治理。
其次，风廓线雷达还可以用于分析霾天气的演变过程。
研究发现，聊城霾天气过程中存在明显的辐合现象。
在风廓线雷达中，我们可以观测到不同高度上的风速和风向的变化，进而分析气团的辐合和辐散情况。
辐合意味着气团的汇聚和累积，有利于污染物在大气中的积累和扩散，从而形成了霾天气。
通过风廓线雷达的辐合分析，可以预测霾天气的演变趋势，提前采取措施，减少污染物的排放，缓解霾天气的发生。
此外，风廓线雷达还可以对霾天气的垂直结构进行分析。
霾天气的形成和发展与大气垂直结构密切相关。
风廓线雷达可以获取到大气中不同高度上的湿度、温度和风速等信息，可以重建出大气的垂直剖面，帮助科学家们了解霾天气的垂直分布特征。
研究发现，聊城霾天气过程中，低层湿度较高，温度较低，而高层湿度较低，温度较高，这为霾天气的形成提供了条件。
风廓线雷达资料在灰霾天气分析中的运用
工 作 研 究农业开发与装备 2019年第8期摘要：阐明了风廓线雷达的主要概述，利用河北省保定风廓线雷达资料，分析了保定上空水平风速与能见度的关系，进而研究了能见度与环境污染、气象以及风速等方面的关联，最后通过实际案例提出风廓线雷达资料在灰霾天气分析中的实际运用，旨在为相关人员提供微薄的参考帮助。
关键词：风廓线雷达资料；灰霾天气；运用探析0 引言充分利用风廓线的雷达资料，能够分析出能见度和风速之间的实际关联，最终结果显示，当处于800～1 600 m的高空时，水平的风速约为10 m/s，持续的时间也会较长，随着能见度的降低风速就会明显减小，风速越小，则能见度也会下降。
当实际风速为5 m/s的时候，就非常有可能会发生较为严重的霾。
在应用风廓线的雷达资料对灰霾天气展开深入分析时，能够发现当风廓线中的雷达对风场展开检测时，拥有一定程度的实时性，可以在第一时间发觉风速的转变方向，从而及时判断出污染物会朝那个方向传播扩散，可以对灰霾天气做出短时间的预测预报，根据预测展开措施，从而可以有效预防灰霾天气的出现。
1 风廓线雷达的主要概述1.1 风廓线雷达的概述风廓线雷达的工作原理是利用空中湍流大气作为探测目标，用一定的频率和方向发射电磁能脉冲。
如果电磁能脉冲遇到大气湍流，能量就会散射，有一小部分后向散射能量返回雷达，雷达再通过数据分析计算目标的距离。
利用雷达检测各层大气的数据累绘制大气的轮廓。
风廓线雷达在探测方面有较强的优势，可以针对大气之中的三维风场展开有效探测，如果大气中的水平保持在较为平稳的状态时，就可以通过逐次法针对东、南、西、北四个方向的倾斜波束，针对天顶波束上实际距离多普勒的频移速度，并将处于同等高度波束所指的频移速度展开探测，再将探测数值相互结合得出大气中三维风场的实际情况，而且其还可以在站点的中心位置上，针对风的实际风向展开探测。
在对风场展开实际探测时，风廓线雷达自身具有较强的准确性，且在连续性、实时等方面的性能较强等特点，这些特点都是气球探测仪无法相比的。
深圳市高影响天气的风廓线雷达特征
深圳市高影响天气的风廓线雷达特征
陈元昭;彭勇刚;王明洁;陈训来
【期刊名称】《广东气象》
【年(卷),期】2010(032)003
【摘要】利用深圳多年风廓线雷达观测资料,分析了灰霾、大雾、高温、雷暴、台风、冷空气等高影响天气过程中的风廓线特征.结果表明风廓线雷达作为一种新型的探测工具,能够在垂直方向获取较高时间、空间分辨率的实时资料,为分析、预报预警高影响天气提供了新的资料和观测事实.不同的高影响天气风廓线特征各不相同.灰霾和高温以上空出现东北风为特征:大雾的水平、垂直方向分布与信噪比有关;雷暴等强对流天气具有明显的风垂直切变;热带气旋、西风槽和锋面等移动性天气系统,其风向、风速的垂直分布随时间有明显变化.
【总页数】5页(P12-16)
【作者】陈元昭;彭勇刚;王明洁;陈训来
【作者单位】深圳市国家气候观象台,广东深圳,518040;深圳市国家气候观象台,广东深圳,518040;深圳市国家气候观象台,广东深圳,518040;深圳市国家气候观象台,广东深圳,518040
【正文语种】中文
【中图分类】P41
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风廓线雷达数据处理与应用研究
风廓线雷达数据处理与应用研究风廓线雷达数据处理与应用研究摘要：风廓线雷达是一种常用于探测大气中风场结构和变化的仪器，广泛应用于气象、航空、环境科学等领域。
本文主要探讨了风廓线雷达数据的处理方法及其在实际应用中的研究进展。
首先介绍了风廓线雷达的基本工作原理和数据获取方式，然后详细讨论了雷达数据处理的流程和常用方法。
接着，分别介绍了风廓线雷达的应用于天气预报、空气质量监测、气候研究等方面，探讨了其在这些领域中的具体应用和作用。
最后，对目前风廓线雷达数据处理与应用研究的不足进行了总结，并展望了未来的发展方向。
一、引言近年来，随着大气科学研究的迅猛发展，风廓线雷达作为一种能够实时、连续观测大气风场的先进仪器，得到了广泛的应用。
风廓线雷达可以提供垂直方向上大气风场的信息，对于理解大气中的动力学过程、天气变化和气候演变等具有重要意义。
二、风廓线雷达的基本原理和数据获取风廓线雷达是一种主动型雷达，利用发射的微波信号与大气中的散射体进行相互作用，通过接收散射回波来获取散射体的运动信息。
风廓线雷达的基本原理是多普勒效应，即监测散射回波的频率变化来推测散射体的运动状态。
三、风廓线雷达数据处理方法风廓线雷达数据处理的目的是从原始雷达回波中提取有用的风场等信息，并将其转化为可视化的形式。
常用的风廓线雷达数据处理方法主要包括数据质量控制、多普勒频谱分析、风场反演和数据可视化等步骤。
四、风廓线雷达在天气预报中的应用风廓线雷达在天气预报中的应用主要体现在对切变线、对流云和飑线等天气现象的监测和预警上。
通过监测大气中的风场变化，可以及时发现和跟踪可能发展成破坏性天气事件的特征。
五、风廓线雷达在空气质量监测中的应用风廓线雷达在空气质量监测中的应用主要体现在对大气污染物传输过程的研究上。
通过监测大气中的风场和污染物浓度分布，可以评估不同污染源的影响程度和扩散途径，为制定有效的空气质量改善策略提供科学依据。
六、风廓线雷达在气候研究中的应用风廓线雷达在气候研究中的应用主要集中在对大气环流、季节变化和气候异常等方面的探索。
浅谈风廓线雷达的原理及其应用
浅谈风廓线雷达的原理及其应用作者：牟杰来源：《科学与技术》 2019年第1期摘要：风廓线雷达是一种新型的高空大气探测系统，需要在晴空天气下进行探测，可以实时监测大气三维风场信息。
本文结合风廓线雷达原理，探讨了风廓线雷达的应用，仅供相关部门进行参考借鉴。
关键词：风廓线雷达；原理；应用引言风廓线雷达的应用实现了无人值守，可以对各种气象要素数据进行监测，同时具有高时空分辨特征。
因风廓线雷达探测优势和自身资料特点的综合作用，促进了数值预报模式工作的顺利开展，提升了天气预报的精细化水平。
风廓线雷达的使用弥补了传统探空资料时空密度不足的缺陷，同时还摆脱了时间方面的限制，在研究天气系统结构和演变中发挥着重要作用。
1.风廓线雷达的原理1.1风廓线雷达的定义将不同方向的电磁波束朝着高空发射，对因大气垂直不均匀而返回的电磁波束信息进行接收并处理的高空风场探测遥感设备称之为风廓线雷达。
结合风廓线雷达中的多普勒效应可实现区域上空随高度变化的风向、风速等气象要素数据的探测，其优点是探测时空分辨率高、自动化程度强等。
将声发射装置与风廓线雷达进行结合构成了具有无线电结构的声探测系统，可遥感探测到大气中温度的垂直廓线。
1.2风廓线雷达分类根据不同的天线制式，可以将风廓线雷达划分为相控阵风廓线雷达和抛物面风廓线雷达。
相控阵风廓线雷达体制可在各种类型的高空探测中使用，也是当前使用最为广泛的技术体制。
因风廓线雷达在测量气流速度的同时，还要定位空间气流信息，应具备发射脉冲电磁波和多普勒测速的功能，可以将风廓线雷达划分到脉冲多普勒雷达中。
晴空天气是风廓线雷达的主要探测对象，因此风廓线雷达往往被人们称之为晴空雷达。
根据不同的探测高度，可以将风廓线雷达划分为三种：边界层、对流层和中间层-平流层-对流层风廓线雷达。
其中边界层风廓线雷达的探测高度在3km左右，对流层风廓线雷达探测高度在12~16km之间；中间层-平流层-对流层风廓线雷达的探测高度在两者之间，其中探测高度不足8km的则称之为低流程风廓线雷达。
二次开发风廓线探测资料及其在天气预报中的应用
二次开发风廓线探测资料及其在天气预报中的应用
杨波;魏东
【期刊名称】《气象科技》
【年(卷),期】2010(38)4
【摘要】简要介绍了北京市气象局4部风廓线探测雷达的基本探测性能.讨论了新型探测数据(风廓线资料)在预报工作中的基本应用情况,重点讨论根据大气物理方程,利用风廓线数据可以进行的一些二次开发利用.通过分析2008年8月北京地区两个天气过程,介绍风廓线资料在天气预报中的应用.结果表明,相比于风廓线基础数据,经二次开发计算的物理量,对天气系统的发生、发展具有更好的指示意义,有助于改进北京地区短时和临近精细化预报.
【总页数】7页(P413-417,中插1-中插2)
【作者】杨波;魏东
【作者单位】北京区域中心气象台,北京,100089;北京区域中心气象台,北
京,100089
【正文语种】中文
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风廓线雷达数据处理与应用研究
风廓线雷达数据处理与应用研究风廓线雷达数据处理与应用研究一、引言风廓线雷达是一种用于探测大气中风场特征的高分辨、全天候雷达系统。
它利用探测得到的散射信号和多普勒频移信息，可以获取大气中不同高度上的风速和风向数据。
这些数据对于气象、航空、气候等领域的研究和应用具有重要意义。
风廓线雷达数据的处理和分析是利用这一技术的关键环节，本文将对风廓线雷达数据的处理方法和应用进行研究和探讨。
二、风廓线雷达数据处理方法1. 数据获取风廓线雷达通过发射微波信号，利用散射回波量测来自大气中不同高度上的信号强度。
这些回波信号被接收到雷达天线，并通过模拟/数字转换等方式将其转化为数字信号保存。
获取的原始数据包括频率、强度和多普勒频移信息。
2. 数据预处理原始数据存在一定的噪声和杂波，需要进行滤波和去噪处理。
滤波可以选择不同的算法，如中值滤波、卡尔曼滤波等。
去噪处理可以采用傅立叶变换、小波变换等频域方法，也可以利用滑动窗口平均、差分算法等时域方法。
3. 数据分析数据分析主要包括信号处理、多普勒频移解算和风分析。
信号处理包括雷达图像生成和分析，可以利用滤波、插值等算法对散射回波信号进行处理和可视化展示。
多普勒频移解算是指通过多普勒频移信息计算出风速和风向，可以利用傅立叶变换、互相关等方法进行解算。
风分析是利用解算得到的风速和风向数据，对大气运动、风场结构等进行分析和研究。
三、风廓线雷达数据应用研究1. 气象学应用风廓线雷达可以提供大气中不同高度上的风场特征，对于气象学研究有着重要意义。
可以通过分析风廓线数据，探测大气中的气旋、锋面等天气系统；研究大气运动对降水、气温等气象要素的影响；监测大气层结、对流发展等气象过程；识别大气中的边界层和湍流等。
2. 航空航天应用风廓线雷达可以提供精确的风速和风向数据，在航空和航天领域有着广泛的应用。
利用风廓线雷达可以监测低空风场，为飞机起降、航迹规划等提供重要参考信息；可以预测复杂气象条件下的空气动力学影响，提高航空器的飞行安全性；可以研究风切变等对飞行的影响，改善飞行操纵性能。
风廓线资料在灾害天气短时预报中的应
风廓线资料在灾害天气短时预报中的应用灾害性天气短时和临近预报，主要是研究雷达、卫星、风廓线仪、自动气象站、闪电定位仪等非常规资料的利用技术，局域资料融合技术等；研究汛期灾害性天气(台风、雷电、局地大风、暴雨、雾等)发生发展规律和特殊性。
风和它的变化与各种天气及其变化是紧密相关的，实时的风廓线资料能够反映探测高度上气流的结构和变化，从而可以分析天气系统，制作短时天气预报。
本文重点介绍风廓线资料在天气分析和短时预报中的应用。
上海地区的LAP-3000大气边界层风廓线仪（高、低模式测风）及组合使用的无线电声探测系统RASS，架设在上海市区上游方向的青浦区，可以得到0-3km的水平风垂直廓线和0-2km高度的温度廓线，其中风速测量精度小于1m/s,风向测量精度小于100，温度测量精度为1℃。
风廓线仪探测的时间密度和空间分辨率都比较高，最密时可达到每6min探测一条大气垂直风廓线，高度分辨率也可以精确到60m的间隔。
RASS系统与风廓线仪配合使用时，还能够同时获得温度的垂直分布廓线。
目前风廓线仪代表大气探测领域的世界先进水平，由于风廓线仪的探测高度和在各个高度上资料的可获取程度除了依赖于风廓线仪本身的性能以外，还强烈地依赖于天气状况等气象条件。
如水汽的含量，强烈发展的涡旋、湍流运动以及明显的温度、湿度梯度等，都为风廓线仪提供了更多的大气反射目标，风廓线仪可以实时地探测到大气风场的变化，基本能够反映出云、雾、降水等天气现象的发生机理。
一、用风廓线资料判断本地上空槽脊的结构和变化从风羽随高度、时间变化图上风向气旋式和反气旋式切变，可以定出槽脊的位置，从而分析影响本地上空的槽、脊结构和过境时间。
根据不同高度上的槽、脊过境时间，可以看出槽是前倾还是后倾。
槽的结构不同，产生的天气也不同。
前倾槽影响本地，有利于不稳定天气发展。
后倾槽，由于槽前有利于系统性垂直运动发展，往往容易产生大范围的云雨天气。
统计表明，上海地区冬半年及过度季节的后倾槽过境时都有降水。
风廓线雷达资料在北京秋季雾霾天气过程分析中的应用
风廓线雷达资料在北京秋季雾霾天气过程分析中的应用花丛;刘超;张恒德【摘要】利用L波段风廓线雷达资料,对北京2014年10月7-10日持续性雾霾天气过程的机理进行了研究,结果表明:低空偏南气流对雾霾的维持和发展有明显影响,当偏南风速大于8 m/s时对大气扩散能力有一定改善作用,会抑制PM2.5浓度的持续增加;中低空弱冷空气扰动的下传高度决定了对污染物浓度的影响,当扰动不能到达近地层时,对污染物浓度影响较为微弱;雾霾维持阶段,近地层信噪比强度一般为10～35 dB,可反映雾霾层的厚度;折射率结构常数可用于判断大气边界层高度变化情况,在热力湍流和污染物粒子散射作用下,白天边界层折射率结构常数可比夜间增大约3个量级.%L-band wind profile radar data is used to analyze the mechanisms of persistent fog and haze process in Beijing from 7 to 10 October 2014.The results show that the low-level southerly wind has a significant influence on the maintenance and development of fog and haze.The southerlies with velocity greater than 8 m/s can improve atmospheric diffusion,and inhibit the increase of PM2.5 concentration.The altitude to which mid-low level weak cold turbulence can reach determines its impact on pollutant concentration.When the turbulence cannot reach the surface layer,the impact on pollutant concentration is ratherweak.During the maintenance of fog and haze,the intensity of surface SNR (Signal Noise Rate) is usually 10 to 35 dB,which can reflect the thickness of the fog and haze layer to a certain extent.The structural parameter of turbulence reflectivity can be used to describe the diurnal variation of the atmospheric boundary layer,which can increase by about 3 orders ofmagnitude in daytime than nighttime due to the thermal turbulence and scattering effect of pollutant particles.【期刊名称】《气象科技》【年(卷),期】2017(045)005【总页数】6页(P870-875)【关键词】雾霾天气;风廓线雷达;信噪比;大气折射率结构常数【作者】花丛;刘超;张恒德【作者单位】国家气象中心,北京100081;国家气象中心,北京100081;国家气象中心,北京100081【正文语种】中文【中图分类】P412北京作为拥有千万以上人口的经济中心，以PM2.5为首要污染物的雾霾天气由于出现次数较多，污染物浓度高，且与人体健康息息相关而受到了社会各界的广泛关注。
《2024年利用激光雷达探测灰霾天气大气边界层高度》范文
《利用激光雷达探测灰霾天气大气边界层高度》篇一一、引言近年来，随着工业化的快速发展和城市化进程的加速，大气环境污染问题日益突出，灰霾天气频发，给人类健康和生活带来了严重的影响。
为了更好地了解灰霾天气的特征和变化规律，需要对大气边界层高度进行精确探测。
激光雷达技术作为一种高效、非接触式的大气探测手段，为灰霾天气大气边界层高度的探测提供了新的可能。
本文将探讨利用激光雷达探测灰霾天气大气边界层高度的方法及其应用。
二、激光雷达技术概述激光雷达是一种利用激光作为探测光源的雷达技术，具有高精度、高分辨率、非接触式等优点。
其工作原理是通过发射激光脉冲，接收大气中散射回来的光信号，从而获取大气中的信息。
激光雷达技术可以用于探测大气中的颗粒物、云、气溶胶等，对于灰霾天气的探测具有很高的应用价值。
三、灰霾天气与大气边界层高度灰霾天气是由大气中的细颗粒物、气溶胶等污染物所引起的能见度降低的天气现象。
大气边界层是近地面大气层的一个重要组成部分，其高度受到地表特征、气象条件等多种因素的影响。
在灰霾天气中，大气边界层的高度会发生变化，对空气质量和能见度产生重要影响。
因此，精确探测灰霾天气的大气边界层高度对于了解灰霾天气的特征和变化规律具有重要意义。
四、利用激光雷达探测灰霾天气大气边界层高度的方法利用激光雷达探测灰霾天气大气边界层高度的方法主要包括以下几个步骤：1. 选择合适的激光雷达设备：根据实际需求选择适合的激光雷达设备，确保其具有足够的探测范围和分辨率。
2. 数据采集：在灰霾天气条件下，利用激光雷达设备进行数据采集，获取大气中的散射信号。
3. 数据处理与分析：对采集到的数据进行处理和分析，提取出大气边界层高度的信息。
可以通过分析激光雷达回波信号的强度、回波曲线等特征，确定大气边界层的高度。
4. 结果输出与验证：将分析结果以图表或数据的形式输出，并与实际观测数据进行对比验证，确保结果的准确性。
五、应用与展望利用激光雷达探测灰霾天气大气边界层高度的方法具有很高的应用价值。
灰霾天气分析工作中风廓线雷达资料应用策略
91人与自然MAN AND NATURE中国航班CHINA FLIGHTS灰霾天气分析工作中风廓线雷达资料应用策略俞传龙|中国民用航空华东地区空中交通管理局气象中心摘要：根据某地区2015年8月到2016年2月的分廓线雷达资料显示，详细的分析了某地区上空中水平风速与地面能见度二者之间的关系。
由此得出：在某地区大约900-1500m 的上空，平均的水平风速是小于10m/s。
同时，由于持续的时间较长且风速较小，所以地面能见度下降愈发明显。
假如说，当水平风速小于5m/s 的时候，较为严重的雾霾天气很有可能就会出现。
关键词：灰霾天气；风廓线雷达；应用策略；探讨利用风廓线雷达资料分析某地区地面能见度与风速之间的内在联系，本论文分别探究了灰霾天气与地面能见度、灰霾与高空风速之间的关系并结合实际案例分析灰霾天气中风廓线雷达资料的应用策略，进而发现风廓线雷达具有实时性的特点，且能较快的掌握风速的方向与变化，以此判断出灰霾天气中挥发的污染物传播方向与扩散的途径，进而对灰霾天气的出现做出准确的预报。
期望能为各位同仁的相关工作带来帮助。
1风廓线雷达简述风廓线雷达指的是借助空气中的湍流大气的作用，利用相关的频率与方向发射出的一种电磁波脉冲现象。
当电磁波脉冲遇到湍流的大气时，其能量就会被散射出来，其中一小部分后向散射能量便会返回与风廓线雷达中，雷达风廓线再通过对相关数据的分析计算出与探测目标之间的距离。
由于风廓雷达在对天气的探测过程中有着较强的优势，还可以将湍流大气中的三维风场进行有效的探测。
所以说，湍流大气中的风速始终保持着较为平稳的状态时候，就可以全面的探测出东、南、西、北四个不同方向的倾斜坡速。
另一方面，在对风向展开实际的探测过程中，由于风廓雷达线自身有着明显的准确性特征，这样的特点是传统天气探测中利用气球进行天气的探测无法比你的。
基于此，利用风廓雷达线在灰霾天气出现将会起到重要的预测作用，同时还可以提升对环境检测过程中力度与准确性。
气象条件及风廓线雷达数据在大气污染分析中的应用
2021·06农业气象NONGYEQIXIANG——————收稿日期：2021—08—27气象条件及风廓线雷达数据在大气污染分析中的应用徐腊梅（新疆石河子气象局，新疆石河子832000）摘要：通过对石河子地区及其周边历史高空形势场、地面气象资料分析及本地风廓线雷达数据分析，发现其与空气质量指数（AQI ）的变化有一定关系，此将为相关环境空气质量研判分析提供一定的参考依据。
关键词：气象要素；风廓线雷达数据；污染；分析1形势场分析2019年12月2日至4日石河子出现了重度污染天气过程，AQI 指数分别为230、296、360和287。
从高空形势可以看出，石河子地区高空持续受强盛的高压脊控制，处于蒙古高压底后部，中心强度1042.5~1045.0hPa ，本地大气环境稳定，不利于污染物扩散，污染指数持续偏高。
2019年12月24日至25日，石河子受低槽影响，西风侵入，有降雪，AQI 指数良到轻度污染，28日高压脊逐渐建立，地面处于蒙古高压底后部，稳定的大气环境使得污染物积聚，AQI 指数升至208，出现重度污染（见图1）。
图12019年12月28日高空地面形势实况2气象要素分析及应用通过气象要素海平面气压、降水量、极大风向风速、温度、2分钟风向风速、最小能见度、露点温度和相对湿度等与AQI 指数的关系发现，AQI 指数与能见度、风速和温度具有较好的负相关关系，而与风向、湿度和气压的相关性较弱。
其中气压与AQI 具有一定的正相关，说明气压大的情况下，AQI 趋向偏高；湿度和降水量具有弱的负相关性，当湿度和降水相对更大时，AQI 有更小的趋势。
能见度小，雾浓；风速越小，扩散条件越差；地面温度越低，逆温层更明显，这些都会使得AQI 增大[1-2]；同时地面温度高，利于削弱高低空逆温强度，另外，促进上升运动，提升扩散程度，使得AQI 值下降。
一般风速大，利于污染物扩散，AQI 减小[3-4]，但在易起风沙的春夏季，风速越大，风沙越明显，PM10增大，AQI 会增大。
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气流图反演风场特征 ，应用在灰霾天气过程分析中其生消的
要的作用，因此提高客观分析风场精度是十分必要的。从表
１可 见 ，风 速 与能见 度 的相 关性 并不 是很 高 ，这 是 因为 地面
观测 所探 测 的风 速是 距 离地 面 ｌ Ｏ ｍ 高 的风 速 ，而是 否会 出现
污染天气与大气混合层高度有着非常重要的联系，混合层高
度较 高 时 ， 就更 有利 大气 污染 物垂 直 方 向上湍 流交 换 。 因此 ， 预测 是 否会 出现 污染 天 气 ，只有 常规 地 面观 测 资料是 远 远不 图１ 能见 度 与各 高度层 水 平风 速 的相关 分 析
分析 ２ ０ １ ４年 ９ 月至 ２ ０ １ ５ 年２ 月风廓线雷达数据 ，把 日 平均能见度与各个高度场 的日平均风速作相关计算 ，探究其
规律。 选 取 上海 地 区一 次灰 霾天 气过 程 ，利 用风 廓线 图和垂 直
对灰霾天气的出现与否有着非常重要的影响 。江斌等［ ３ 】 将合
应用 于 环境 监测 的较 少 。
能见度指的是水平能见度 ，白天能见度指的是在当时的 天气条件下 ，视力正常的人能够从天空的背景里看到和识别
出 目标 物 的最 大水 平距 离 ，夜 间能见 度 指 的是 能够 看 映出大气环境
质 量 ，能见度 的大 小是 描述 环境 污染 程度 的特征 量 。
风廓线雷达资料在灰霾天气分析中的应用
漳州市气象局 黄 奕丹 陈锦鹏 吴建成 杨德 南
［ 摘要 ］ 利 用上 海徐 家汇 ２ ｏ １ ４ 年 ９ 月 ￣２ ｏ １ ５ 年２ 月风 廓 线雷 达资 料 ， 分析 了徐家 汇 上空 水平风 速 与地 面 能见度 的关 系 ， 结果 表 明 ，在 ８ ０ ０ ｍ￣ １ ６ ０ ０ ｍ 高度 上 ，水平 风速 小 于 ｌ Ｏ ｍ ／ ｓ ，且 持 续 时间长 时 ，地 面 能见度 下 降 ，风 速 越小 ，能见 度下 降越 明显 ； 当水 平风 速 小于 ５ ｍ ／ ｓ 时 ，则可 能 出现 严重 灰霾 天气 。结 合风 廓线 资料 ，对 一 次灰 霾天 气进 行 分析 ，发现 风 廓线 雷达 探 测风 场
具有实时性特点，能较快发现风向的变化，进而判断污染物的扩散方向和传送途径 ，能够对灰霾天气作 出短时预报 ；在风廓
线 雷 达垂 直速 度 剖面 图上 ，可 以直 观 地看 出某 时刻 ４ ０ ０ ｍ￣ １ ６ ０ ０ ｍ 存在 上升 气 流 ，当大 气 的垂 直上 升运 动 明显 时 ，会 使近 地面 出现 弱辐 合 区，形 成 小尺 度局 地环 流 ，使 污染物 集 聚 ，较 易 出现污 染天 气 。
天 气成 因。
的高空大气遥感系统 。陈楠等Ｉ ５ Ｊ 将南京地区的某次降水过程
的 风廓 线雷 达数 据 与 自动站 的监 测数 据进 行 比较 ，发 现伴 随
３ 能见 度 与地 面要 素 的关 系
３ ． １环境 污染与 能见 度 的联 系
降水天气的出现 ，雷达数据中的速度谱宽 、垂直速度和折射 率结构数值都显著变大。徐桂荣 卅 利用风廓线雷达分析大 气边界层温度、湿度 的结构及其 日 变化的特点 。目前对风廓 线雷达的研究主要是在风廓线数据的分析和评估上 ，而将其
将２ ０ １ ４ 年 ６月至 ２ ０ １ ５ 年２ 月上海徐家汇气象要素和能 见度资料计算相关系数。为了较好的分析灰霾天时气象要素 和能见度 的关 系，把降水造成能见度降低 的情况排除。从表
１ 可 以看 出 ，风速 与 能见 度 的相关 系数 最 大 ，且 成 正相 关 。 风 场 的时空 变化 规 律在 空气 污染 物 扩散 和传 输 中起 着重
上海空气污染问题 日益严重 ，已逐渐成为城市发展的一
・基 金项 目 ：漳 州市科 技 局科研 项 目 （ ｚ ｚ ２ ０ １ ６ ｊ １ ２）。
２ ０ １ ７年第 ６期 【 总第 １ ２ ６期 ）
５ ７
风 廓 线 雷达 资料 在 灰 霾天 气分析 中的应 用
３ ． ２ 能见 度 与 气象要 素 的相 关性
［ 关 键词 ］ 风 廓线 雷达 灰 霾天 气 监 测分 析 上海
１ 概 述 风廓线雷达对大气三维风场有着较强 的探测能力 ，当大 气水平均匀时 ，风廓线雷达利用逐次探测东 、西 、南 、北 ４ 个倾斜波束指 向与一个天顶的垂直波束指向上的各种距离库
的多 普勒 频移 速 度 ，将 同一层 高度 上 五个 波束 指 向 的多普 勒
大障碍。风对污染物的扩散具有十分重要的作用 ，研究上海 不同探空层次的风场特征 ，以及风随高度的变化规律是分析 上海大气污染的重要依据。利用风廓线雷达对上海上空风场 特征的研究 ， 有利于了解上海地区灰霾天气发生的一般规律 ， 提高环境气象的预测预报准确率 。
频移速度探测值合并求 出某地上空的三维风场【 １ ］ 。它能够在 站点的正方位对风进行实时探测。由于风廓线雷达探测风场 准确度高 、有着实时 Ｉ 生 与连续性的特征，是 目前气球探空仪 所不能比拟的，对天气预报有着很大作用 ，并且能够提高环
境 监测 的准确 性 。
２ 资料 与方 法
通常在大气环境监测 中，人们对大气污染情况的直观反
映是 能见 度 。 收集 ２ ０ １ ４ 年 ６月至 ２ ０ １ ５ 年２ 月上 海徐 家 汇 的
地面观测资料 ，通过计算得到各项气象要素与能见度之间的
相关性。
王开燕 等 【 ２ 】 利 用广州 南 沙地 区的风廓 线 雷达 资料对 ２ ０ ０ ８ 年 ７ 月至 ２ ０ １ ０年 ６月的灰霾 日 进行了分析 ，得出风速