雷达回波识别与分析精编版
雷达回波的识别技术优秀课件.ppt
(二)风速不变、风向随高度变化的各种图象
当风速随高度保持不变时，各种颜色的多普勒速度带 都收敛于显示区的中心，即雷达所在处。多普勒速度 零值带的曲率表明了风向随高度的变化，逆转风产生 一个反型S的零值带而顺转风产生一个S型的零值带。 当风向随高度先顺转后逆转时，S 型带随雷达距离的 增加（高度增加）而转变为反S带。
一、回波强度分析技术
由雷达反射率因子Z值大小即可判别回波强弱．
瑞利散射
另外，回波形态特征、回波特殊结构和形态、 回波移动特点可知回波强度
雷达回波的识别技术优秀
二、脉冲多普勒天气雷达径向速度场分析技术与方法
对多普勒径向速度场基本特征的研究，可按
•零径向速度线； •朝向雷达分量(负)、离开雷达分量(正)范围、分布及中心； •强多普勒径向速度梯度带
Perpendicular
（a）环境风场的平面图：固定风速为40海里/小时，风向在地面为 南风（图象中心），均匀地经西南风变为图象边缘处的西风。（b） 相应的单多普勒速度图象。（c）说明如何利用多普勒零值曲线来解 释水平均匀流场的风向。（a）中的箭头长度正比于风速。颜色表示 多普勒速度值：正值（红色，桔黄色）表示离开雷达，负值（绿色， 兰色）表示朝向雷达。
雷达回波的识别技术优秀
风速随高度增加（地面为0）、风向随高度顺转的垂直风廓线（左图） 以及相应的多普勒速度图象（右图）。多普勒速度负值是朝向雷达 而正值是离开雷达，图象东部和西部边缘的颜色突变代表了己被了 混淆的更大的速度值，因为它们超出了±50海里/小时的奈科斯特速 度间隔。雷达位于图象中心。
雷达回波的识别技术优秀
雷达回波的识别技术优秀
Single Doppler Interpretation
5第五章雷达回波的识别技术
风向随高度先顺转后逆转
(三)风速风向都随高度变化的各种图象
当风速和风向都随高度变化时，可以得到许多不同的多普勒速度 图象。由于地面上风速为零，因此只有零值带穿过图象的中心。 图象边缘的多普勒速度出现了混淆，这是因为在那些高度上的风 速超出了50海里/小时的奈科斯特间隔（这是下一代天气雷达采用 的一种间隔）。从速度间隔一端到另一端色彩上的突变很清楚得 显示了速度混淆效应。
一、回波强度分析技术
由雷达反射率因子Z值大小即可判别回波强弱．
瑞利散射
另外，回波形态特征、回波特殊结构和形态、 回波移动特点可知回波强度
二、脉冲多普勒天气雷达径向速度场分析技术与方法
对多普勒径向速度场基本特征的研究，可按
•零径向速度线； •朝向雷达分量(负)、离开雷达分量(正)范围、分布及中心； •强多普勒径向速度梯度带
Single Doppler Interpretation
• Things to remember:
The Zero Isodop “Problem”
当径向垂直于风速时, 雷达
显示零速 - This “zero
zone” is called the
0%
“Zero Isodop”.
100%
当径向平行于风速时, 雷达显示最大风速
一、几种典型流场的PPI多普勒径向速度模式
雷达作低仰角探测：
取径向速度Vr(r)为常数c:
天线
风向
方位
(一)风向不变,风速随高度变化的各种图象
风向若在所有高度上保持一致，那么其多普勒速度图象中就总有一条直
的零值带，图象的其他部分就反映了风速的垂直廓线。 风速若不随高度变化，是个非零常数，那么多普勒速度的极值便由
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。
《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。
航空气象 10.2雷达回波的识别
单部雷达在晴天观测到的地物杂波图
广汉机场周围地物杂波
(二)不同云状降水回波的识别
1.层(波)状云降水回波特征
平显上，层（波）状云降水 回波范围较大，显绿色，呈 比较均匀的片状，边缘模糊
层(波)状云降水回波平面显示
层(波)状云降水回波平面显示
层(波)状云降水回波特征
在高显上，层状云降水回波 高度不高，顶部较平坦
雷暴区降水平面和高度显示图
方位角55.5度
4.强风暴
与飑线相连的强风暴对应着一 条强降水线，这时几个雷暴排 成一排，降水区连在一起，强 回波形成一个个分离的红色区 域。有时有辉斑回波，表明可 能有冰雹出现。
飑线风暴的平面显示
雷达平面显示图上的“钩状”回波
（2）对流云的回波
在平显上呈分散孤立的小 块状，尺度很小， 在高显上，呈米粒状或上 大下小的倒梨状。
对流云的回波
方位角332.1度
对流云的回波
方位角329.3度
2.雾的回波
PPI 上 ， 雾 的 回 波 呈 均 匀 弥散状，犹如一层薄纱罩 在荧光屏上，
在RHI上，雾的回波高度 很低，顶高只有1km左右
雾的回波
三、雷达图上的雨带分析
1.暖锋雨带 2.冷锋雨带 3.对流云降水带
1.暖 锋 雨 带
带状结构，宽约100千 米，与地面锋线平行， 随时间缓慢移动。
暖锋雨 带
2.冷 锋 雨 带
窄雨带比较连续，宽雨带沿活跃 的冷锋分布，都与地面锋线平行
窄的冷锋雨带
宽的冷锋雨带
3.对流云降水带
（1） 零 散 阵 雨 （2）阵 雨 线 （3）雷 暴 区 （4）强 风 暴
加拿大蒙特利尔附近的垂直剖面图
层(波)状云降水回波高度显示
雷达回波的识别与类型分析
摘要：本文讲述在雷达开机时对出现的气象回波怎样能够正确识别，同时对降水回波做到正确分析，以及辽西地区各种天气形势下的回波特点。
关键词：雷达；回波；分析中图分类号：P412文献标识码：ADOI 编号：10.14025/ki.jlny.2016.21.074姚维华，于跃，毕明林，刘志鹏（朝阳市气象局，辽宁朝阳122000）在雷达探测中，出现的回波是多种多样的，大致可分为气象回波和非气象回波两类，正确判断、分析各种回波，是雷达探测工作的主要任务之一。
能够对气象回波正确的识别不但对人工增雨、人工防雹和短期预报具有重要的意义，而且也能从中获取有关未来天气演变的信息和发展规律。
但对其他回波也要加以注意，因这些回波的出现，有时也能提供一些有用的情报。
1气象回波形成这类回波的直接因素是大气中云、降水中的水汽凝结物对电磁波的后向散射和大气中压、温、湿等气象要素剧烈变化引起的。
按其地面是否有降水，还可分为降水回波和非降水回波两部分。
1.1气象回波分类根据雷达回波结构特征和形状把降水回波分为以下几类：层状云降水、对流云降水、混合型降水回波。
1.1.1层状云连续性降水回波回波的一般特征通常在平显（PPI ）上分布成片比较均匀，面积较大，内部无明显的块体。
在高显（RHI ）上，结构比较均匀顶部比较平坦没有明显的起伏，垂直高度较低，一般在5~6公里左右但随季节的不同小有变化。
另外回波的水平尺度比垂直尺度大得多，降水持续时间较长。
通常在华北气旋、缓行冷锋系统时出现。
1.1.2对流云阵性降水回波在平显（PPI ）上由许多分散的回波单体组成，这些单体随着不同的天气系统排列成带状、条状或其他形状。
回波单体结构紧密，边缘清晰，棱角分明，回波强度强，强度梯度大，回波演变快。
在高显（RHI ）上这种回波单体呈柱状结构，回波顶常呈花菜状。
回波发展一般比较高，多数在6~7公里以上，但随季节及天气系统的不同差异会很大，最高可达13~14公里以上，对流云阵性降水包括阵雨、雷雨、冰雹等，常出现在冷锋、冷涡、地方性热对流天气系统上。
雷达回波识别与分析共83页文档
雷达回波识别与分析
1、合法而稳定的权厚善良的美 德。— —伯克
3、最大限度地行使权力总是令人反感 ；权力 不易确 定之处 始终存 在着危 险。— —塞·约翰逊 4、权力会奴化一切。——塔西佗
5、虽然权力是一头固执的熊，可是金 子可以 拉着它 的鼻子 走。— —莎士 比
31、只有永远躺在泥坑里的人，才不会再掉进坑里。——黑格尔 32、希望的灯一旦熄灭，生活刹那间变成了一片黑暗。——普列姆昌德 33、希望是人生的乳母。——科策布 34、形成天才的决定因素应该是勤奋。——郭沫若 35、学到很多东西的诀窍，就是一下子不要学很多。——洛克
雷达回波的判断与分析
雷达回波的判断与分析作者：黄强张金凤张会贞来源：《农业与技术》2019年第11期摘要：本文针对不同回波特征进行分析，探讨不同降水系统下雷达回波特征，区分气象回波和非气象回波的差异，以精确分析判断气象雷达回波，为夏季灾害性天气和短视天气预报提供可靠数据资料。
关键词：雷达回波;降水系统;判断分析中图分类号：S163文献标识码：ADOI：10.19754/j.nyyjs.201906150631不同回波特征分析1.1层状云回波在平显上通常要适当抬高仰角才看得到层状云回波，呈均匀片状，回波暗淡、强度弱、边缘模糊犹如薄纱，探测距离约几十公里。
在高显上看回波呈一水平带，底部较平整、不接地，高度为1.4～8.7km（常反映阴天无降水）。
1.2层（波）状云降水回波在平显上，层（波）状云降水回波呈均匀片状，强度弱到中等，范围大，内部没有明显块体结构，边缘发毛，破碎模糊。
在高显上回波顶部平坦，且较均匀常看到0℃层300～1000m 的亮带，高度为3.6～8km（常反映大范围稳定性持续降水）。
1.3对流云回波在平显上回波呈小块状，有时零散孤立，有时排列成带状和不规则形状。
高显上常呈柱状、针状，底部不接地，强度为中等，高度为2.2～4.9km（为无降水）。
1.4阵雨回波在平显上回波呈孤立分散的小块单体或回波群，结构较松，边缘不清晰，单体水平尺度在10km以下，强度中等。
高显上回波呈针状顶部发毛，结构松散，回波高度在7～8km以下，回波底部接地（常反映短阵雨）。
1.5雷雨回波在平显上回波块体结识、肥大、紧密、轮廓清晰、边缘多折，单体水平尺度在10km以上，强度特强，很明亮。
在高显上呈柱状，低的仅5～6km，高的可达17～18km（常反映短暂雷雨）。
1.6雹云回波在平显上块体较大，结构紧密，发展急剧、多棱角、突起或小切口，移动迅速，强度特强，回波单块体范围小于10km。
在高显上强度最大值常出现在高于0℃等温线2～3km以上，云顶很高常在12～13km以上.通常呈针状接地的是阵雨回波，不接地的是对流云回波，平显上看单块体回波范围>10km、高显呈柱状，此回波可判定为雷雨回波。
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。
雷达气象：第八章 多普勒速度回波的识别和分析
多普勒速度回波的识别和分析Ø径向速度的基本特征Ø晴空和大面积降水多普勒速度图像Ø对流风暴的多普勒速度图像FinePrint Software, LLC16 Napier LaneSan Francisco, CA 94133Tel: 415-989-2722Fax: 209-821-7869l尽管多普勒雷达只能测量到径向风分量，但径向风分量的空间分布也可显示重要气象过程的特点，通过对典型的多普勒速度场的特征图象识别来推断实际风场。
l从径向分量的标量场中判断出风场矢量，不仅需要依据数学和天气学的知识，还需要有很好的想象力。
l用这种方法可以判断出风场的基本趋势与大致分布，特别是零速线的走向就是一个很好的判识特征。
零径向速度的意义n该点的真实风速为零n 该点的真实风向与该点相对于雷达的径向垂直l 对于风向均匀或风速连续变化的情况，零速度点的风向是由临近的负速度区，垂直该点的径向吹向正速度区。
径向速度图中，正速度表示目标物运动是离开雷达的负速度表示目标物运动是朝向雷达的速度值接近0的线，叫零速度线l多普勒天气雷达通常采用体积扫描方式（多仰角PPI扫描），以雷达为中心，径向距离的增加代表了距地面高度的增加。
径向速度特征的分析原则l零速度线特征n根据投影关系，风向与零速线走向垂直；n零速线经过雷达中心点（原点）；n由零速线向两侧推断速度模糊。
l远离分量（+）和趋近分量（-）的分布特征n分析它们与原点、距离圈、径向的对称关系、面积大小l风向随高度分布特征n对于大面积降水，根据热成风原理，风随高度顺时针旋转--暖平流，反之，风随高度逆转--冷平流n对于局地的对流性降水，在不满足热成风原理时，注意分析风随高度的垂直切变结构（或垂直涡旋结构）晴空和大面积降水多普勒速度图像零径向速度所在处的方位角与风向互相垂直风向风速不随高度变化风速风向均不随高度变化风速随高度变化，风向不变风向不变，风速随高度增加风速随高度变化，风向不变风向不变，风速随高度先增后减风速不变，风向随高度顺转风速不变，风向随高度逆转风速不变，风向随高度先顺转后逆转风向随高度顺转，风速增加风向随高度顺转，风速增加（地面风速不为零）风向顺转，风速先增后减风向突变90゜，上下两层风速先增后减风向突变180゜，上下两层风速先增后减风向垂直方向不连续实测的多普勒速度图像大尺度连续风场的识别风向随高度不变，风速最大的高度不同风速相同，风向辐散风速相同，风向辐合锋面移向测站时锋面移过测站时非均匀水平风场锋面过境后继续向东南方向移动非均匀水平风场向测站移动的中小尺度锋面的实测多普勒速度图像实测的风向随高度变化的速度图中尺度气旋中小尺度气旋可用理想垂直轴对称气旋环流的蓝金（Rankine)模式来模拟，对流风暴的多普勒速度图像Rankine 模式的切向速度分布示意当回波在雷达站正北方向，气旋和反气旋的速度型典型中尺度气旋受环境南风影响的中尺度气旋典型中尺度气旋速度图像：纯旋转，右正左负，零速线与径线平行中尺度反气旋速度图像：纯旋转，左正右负，零速线与径线平行注意：台风尺度，速度模糊中小尺度辐合辐散轴对称辐散气流中小尺度辐合辐散附加南风环境风辐散气流的速度图像：外正内负，零速线与距圈平行辐合气流的速度图像：外负内正，零速线与距圈平行微下击暴流辐合型气旋辐合型气旋的速度图像：注意零速线走向，兼具辐合与旋转的零速线特征中尺度气旋成熟阶段的气流结构和相应的径向速度分布特征(由Oklahoma 的观测统计得出，雷达在正南）a 低层上升气流下面的辐合运动结合中气旋转动，形成辐合性气旋b 中下层为纯气旋运动c 中上层，风暴顶部的辐散运动与中下层纯气旋运动相结合，形成气旋性辐散d 中气旋顶以上的风暴顶部为纯辐散气流，注：有的风暴回波顶较低、或中气旋向上伸展很高、或距雷达很近而探测仰角不高时，此特征可能探测不到据统计：从a 到d 大约3-5km 高度a 低层-辐合旋转 b 中低层-纯旋转c 中高层-辐散旋转d 高层-纯辐散辐合辐散和中尺度气旋结合。
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。
雷达回波的识别与类型分析
雷达回波的识别与类型分析作者：姚维华于跃毕明林刘志鹏来源：《吉林农业》2016年第11期摘要：本文讲述在雷达开机时对出现的气象回波怎样能够正确识别，同时对降水回波做到正确分析，以及辽西地区各种天气形势下的回波特点。
关键词：雷达；回波；分析中图分类号： P412 文献标识码： A DOI编号： 10.14025/ki.jlny.2016.21.074在雷达探测中，出现的回波是多种多样的，大致可分为气象回波和非气象回波两类，正确判断、分析各种回波，是雷达探测工作的主要任务之一。
能够对气象回波正确的识别不但对人工增雨、人工防雹和短期预报具有重要的意义，而且也能从中获取有关未来天气演变的信息和发展规律。
但对其他回波也要加以注意，因这些回波的出现，有时也能提供一些有用的情报。
1气象回波形成这类回波的直接因素是大气中云、降水中的水汽凝结物对电磁波的后向散射和大气中压、温、湿等气象要素剧烈变化引起的。
按其地面是否有降水，还可分为降水回波和非降水回波两部分。
1.1气象回波分类根据雷达回波结构特征和形状把降水回波分为以下几类：层状云降水、对流云降水、混合型降水回波。
1.1.1层状云连续性降水回波回波的一般特征通常在平显（PPI）上分布成片比较均匀，面积较大，内部无明显的块体。
在高显（RHI）上，结构比较均匀顶部比较平坦没有明显的起伏，垂直高度较低，一般在5～6公里左右但随季节的不同小有变化。
另外回波的水平尺度比垂直尺度大得多，降水持续时间较长。
通常在华北气旋、缓行冷锋系统时出现。
1.1.2对流云阵性降水回波在平显（PPI）上由许多分散的回波单体组成，这些单体随着不同的天气系统排列成带状、条状或其他形状。
回波单体结构紧密，边缘清晰，棱角分明，回波强度强，强度梯度大，回波演变快。
在高显（RHI）上这种回波单体呈柱状结构，回波顶常呈花菜状。
回波发展一般比较高，多数在6～7公里以上，但随季节及天气系统的不同差异会很大，最高可达13～14公里以上，对流云阵性降水包括阵雨、雷雨、冰雹等，常出现在冷锋、冷涡、地方性热对流天气系统上。
天气雷达回波的分类与识别
气象回波-非降水回波
• 云的回波 • 雾的回波 • 晴空回波
• 云的回波：对于一些还未形成降水的云， 云滴粒子较小，含水量少，必须用波长很 短的0.86cm雷达对其探测研究，但有时云 中含水量较大，云滴增长到足够大时，3cm 和5cm的雷达也可能检测到回波。在反射率 因子的RHI（距离高度显示器)显示中，层 状云回波一般平铺成一条长带，而积状云 的回波一般呈小柱状。在反射率PPI(平面位 置显示器)显示中，层状云只有在适当的天 线仰角才能检测到，而积状云通常表现为 零散孤立的小块状结构。
• 在RHI图上云顶高度比较平整，也有一条强 度特别大的窄带呈水平分布（即零度层亮 带）。
零度层亮带：层状云降水的重要特 征
• 当冰晶下落通过溶化层时，它们的外表面 开始溶化。正好位于溶化层（0°层面）下 面，这些包着水外衣的冰晶反射率因子是 高的，产生增强的雷达信号，在PPI上象弧 形结构，在常规天气雷达上叫做“亮带”， 亮带会造成降水率的过高估计
• 雾的回波：雾滴和云滴一样，粒子较小， 回波很弱。在反射率因子的PPI显示中，雾 的回波呈均匀分布，一般没有明显的强度 梯度。在RHI显示中可以看到雾的垂直厚度， 一般1km左右。
• 晴空回波：天空中没有云和降水的时候， 使用较高灵敏度的雷达仍可能探测到晴空 大气的回波。按形态大致分为点状、线状 和层状。在PPI显示中，点状回波变现为离 散的小亮点，线状回波表现为一条长达数 十千米的细线，层状回波小纤维水平延伸 不接地的薄而弱的回波层。
• RHI显示中，回波顶部大部分比较平坦，可 以单刀回波中间存在若干相对较强的柱间 回波区，有事还能呈现柱状回波和0℃层亮 带共存的回波图像，不过这种亮带大部分 具有不均匀结构。
• 同波长干扰回波：相邻地区内两部波长相同的雷 达同时工作，一部雷达接受到另一部雷达发射的 电磁波所形成的干扰图像。图像受两部雷达的相 对位置、距离和发射波时序有关，但都具有螺旋 形状
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(总3页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--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。
5)第五章_雷达回波的识别技术
•辐合与辐散
中尺度辐散区的特 征是：零值线与距 离圈平行，负的极 值中心靠近雷达一 侧，正的极值中心 在远离雷达一侧。
Large Scale Winds—Convergence
Large Scale Winds—Divergence
•辐合／辐散中尺度气旋图像
辐合旋转核半径为2.25公里，核半径仍为4.5公里，特征： 多普勒径向速度零值线与距离圈斜交，一对“牛眼”既不 沿径向排例，也不沿距离圈对称排列，都有一个角度，雷 达站位于距这对“牛眼”中心120公里的南部。与辐散型中 尺度气旋相比主要是正、负中心上下分布相反。
在每个仰角上，沿着雷达波向外径向距离增加代表了离地高度增加， 因此，当环境风场只随高度变化时，雷达扫描一周便能揭示出从地 面直到雷达显示范围边缘高度上的所有风（对晴空来说，这个高度 就是相干雷达回波的高度）。
Single Doppler Interpretation
• Things to remember:
（a）环境风场的平面图：固定风速为40海里/小时，风向在地面为 南风（图象中心），均匀地经西南风变为图象边缘处的西风。（b） 相应的单多普勒速度图象。（c）说明如何利用多普勒零值曲线来解 释水平均匀流场的风向。（a）中的箭头长度正比于风速。颜色表示 多普勒速度值：正值（红色，桔黄色）表示离开雷达，负值（绿色， 兰色）表示朝向雷达。
一个锋面经过雷达测站的前后，多普勒径向速度分布变化 情况： (1)锋面在测站的西北方 多普勒径向速度零值线 出现折角，锋前根据零 值线走向及通过原点 （测站）判断为西南风， 一对“牛眼”说明有低 空急流中心，风速为37 海里/小时，锋后，根据 零线走向和负的极值中 心（冷色调）判断为西 北风，风速最大中心也 出现在低空为43海里/小 时，锋后西北风随高度 先增加后减小。
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多普勒天气雷达 径向速度场分析技术与方法(3)
朝向雷达分量（负）和离开雷达分量（正）
分布特征
大片正区和负区是否与向径对称
可以分析锋面和切变线的位置，因为锋面存在时正负中 心通常关于向径对称
有无紧密相邻的成对强小尺度正负中心存在
排列较近（20－50Km）的强正负中心存在时要注意是 否存在强中小尺度系统甚至飑线存在
有无多普勒径向速度等值线密集带存在
通常存在锋面或飑线 等值线的走向对于确定锋面、飑线的位置非常重要
多普勒天气雷达 径向速度场分析技术与方法 (4)
强多普勒径向速度梯度带
若成弧状排列，可能存在强辐合带或飑线； 若成近似圆形排列，可能存在中尺度气旋。
图10.3
图10.4
图10.6
平行且正负中心沿径向排列：零径向速度线为辐合线或 辐散线
是否为闭合曲线：不同高度上存在风向辐合，即垂直切 变
朝向雷达分量（负）和远离雷达分量（正）
分布特征
范围是否大致相同，且关于原点对称
是：不同高度上水平流场的基本气流一致； 否：不同高度上水平流场中存在着不同的气流方向，甚
至有中小尺度系统存在。
在测战附近有高大建筑物、降水或超折射等现象 的情况下容易出现，一般仍能探测到降水回波。
非气象回波(4)
飞机、船只回波
特点：在PPI上呈圆点状或“一”字形，移动速度 快。
海浪回波
特点
沿海地区的雷达在风力较大时，水平探测或者俯视探测 时可能会出现，而且随着风力的增大，回波出现的距离 和范围将有所增大；
气象回波
——非降水回波
云的回波
层状云回波特征
在PPI上一般呈片状或薄膜状，回波强度较弱，丝 缕结构清楚，回波边缘比较模糊；
RHI上常平铺成一长带，云顶、云底较平缓，回波 带的垂直厚度大致为云的厚度，依据回波底的高 度可区分出高、中、低云；
对流云回波Байду номын сангаас征
在PPI上通常呈小块状，零散、孤立、尺度小，犹 如天上的星星；
梅 雨 锋 降 水 回 波
雪的回波
PPI回波特征
雪的回波强度与连续性降雨回波类似，但通常比 连续性降水回波弱，一般在10-15dBz左右（初春 时雪的回波强度可接近于层状云降水回波强度）；
回波强度分布比较均匀，丝缕状纹理结构明显， 边缘模糊不清，没有明确的边界；
RHI回波特征
回波高度比层状云连续性降水回波高度稍低，比 较平整
在RHI上呈柱状，地步不及地，发展迅速，若条件 许可，能在很短时间内由云发展成为阵雨或雷雨；
雾的回波
雾滴和云滴一样，粒子非常小，只有波长较短、 灵敏度较高的雷达才能探测到；
在PPI上，雾的回波呈均匀弥散状，像一层薄 纱罩在屏幕上；
在RHI上，雾的回波高度很低，顶高只有1Km 左右；
针状回波体呈扇形向外辐射，强度较弱且均匀。
非气象回波(5)
天线辐射特性引起的虚假回波
产生原因：天线有主瓣、旁瓣、尾瓣，且存在着一定的宽度，虽然旁 瓣、尾瓣的能量分布非常小，但当旁瓣或尾瓣发射的电磁波在近距离 遇到一些特别强的降水回波中心时，反射或散射回来的电磁波也可能 被接收机接受到，从而产生虚假的回波。
对流云阵性降水——块状回波(2)
RHI特征
回波单体呈柱状，一些强烈发展的单体，回波顶高呈现为 砧状或花菜状，或纺锤状，回波顶高多数在6－7Km（因地 区和季节而不同，甚至对流层顶）；
无零度层亮带，回波涨落明显；
径向速度场特征
由于降水回波单体块状分布，水平尺度小，因而径向速度 场范围分布的也很小，等值线分布密集，切向梯度也比较 大，有些比较小的单体中一般仅为正负中心;
相同 曲线（与向径不平行）：风向随高度发生变化
走向是否有显著折角
有显著折角：水平流场中有不同方向气流存在，可能存 在锋面、辐合线、槽线等流场
配合正负中心的分布情况合回波强度可以分析出天气系 统形势
多普勒天气雷达 径向速度场分析技术与方法(2)
多普勒零径向速度线特征
走向是否与距离圈平行
尾瓣在PPI上的虚假回波（P. 313 图 10.35）——关于雷达站中心对称， 虚假回波正好与真实回波的强中心相似，且随着真实回波的移动而移 动；
旁瓣在PPI上的虚假回波（P. 313 图 10.36）——又称“枝状回波” ， 分布在真实回波的两侧，且随着真实回波的移动而移动；
旁瓣在RHI上的虚假回波
“指状回波” （P. 313 图 10.37）——其形状与强回波中心相似； 降水回波延伸到地平线以下。
气象回波
——降水回波
层状云连续降水回波
——片状回波
特点
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）；
图10.8
图10.9
图10.22 b
图10.22 a
图10.16
图10.16-1
图10.16-2
图10.10
雷达回波强度 的识别与分析
雷达回波的类型
非气象回波——主要是地物、飞机等非气象目标物
对雷达电磁波的散射或反射而引起的，或者是由于 雷达的性能引起的虚假回波。
非气象回波(2)
超折射回波
特点：发生超折射现象时产生的回波，使得通常看不到地 物回波的距离上也出现地物回波，其实质是地物回波。
气象意义
预示着大气低层或中层存在逆温层，即大气比较稳定； 在降水过程中出现时预示着对流已减弱，降水即将中终止; 长期存在时需要发出环境污染预报； 当有强冷空气入侵时还可能出现强对流天气。
RHI上的径向速度场类似于强度分布特征，呈柱状、纺锤 状、砧状、花菜状。
积层混合云降水——絮状回波(1)
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，降水实践长，可能汇出现暴雨；
对流云阵性降水——块状回波(1)
对流云阵性降水包括阵雨、雷雨、冰雹、暴雨等； 一般出现在快速移行锋面上、冷锋前暖区、气团内部、副高
边缘、台风外围等； 持续时间在十几到几十分钟，平均约20－30min（与单体的尺
度大小有关）； 回波强度特征
PPI回波特征 通常由许多的分散的回波单体组成，随不同天气过程排列成带状、 条装、离散装或其他形状； 回波单体结构紧密、边界清晰、棱角分明，强度大，持续时间变化 大，单体水平尺度在几到几十公里，回波单体中包含许多尺度更小 的回波泡；
主要特征
PPI回波特征：在比较大的范围内，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，似一团团棉花絮，强度 >=40dBz，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，当然亮 带并不均匀）；
回波形成的物理解释及其天气和气象意义 根据识别的回波特征，结合接续的观测资料，分析回波的
演变和移动规律，用作天气预报。
多普勒径向速度 的识别与分析
多普勒天气雷达 径向速度场分析技术与方法(1)
多普勒零径向速度线特征
是否与向径平行
平行：在不同高度上的风向相同 平行并通过原点（即测站）：从地面到高空的风向完全
Ch. 10
多普勒天气雷达 回波的识别和分析
主要内容
多普勒雷达可测量的基本参数
雷达回波强度（反射率因子） 雷达取样体积内的平均多普勒速度 雷达取样体积内的平均多普勒速度谱宽
主要识别与分析内容
各种雷达回波特征的识别
强度分布特征——了解回波的类型和性质 径向速度特征——了解大气流场、气流垂直速度分布等
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， 另外还常存在流场符合或辐散区。
气象回波——气象目标物对雷达电磁波的散射或反
射引起的回波。 降水回波 非降水回波
非气象回波(1)
地物回波
特点：回波边缘特别清晰，位置固定不变，且回 波和地物所在的位置是一致的。
常用的识别方法
比较法：地物回波强度很大，位置固定不变，而降水回 波则不是；
PPI探测时改变天线仰角识别法 RHI探测法识别
产生超折射回波的气象条件
辐射逆温 平流超折射 雷暴超折射
非气象回波(3)
同波长干扰回波
当近距离有两部以上波长相同的雷达同时工作时， 就会在荧光屏上出现特殊的回波，常表现为单条 或多条线状，有时也呈点线状回波带，从中心以 相等的间隔呈螺旋状向四周放射出来（详见教材P. 310 图10.33 ）。