1第一章总论1-1

主要内容

第一部分绪论

第二部分天气雷达探测的基本理论知识 第三部分雷达回波的识别和分析

第四部分雷达对中小尺度对流性天气的探测和研究

第五部分对大尺度天气系统的探测

第六部分雷达定量测量降水

第七部分雷达探测新技术及其应用简介

课程考核

实践教学内容

1. 多普勒雷达图像的识别软件

掌握利用MICAPS操作系统和PUP操作系统查看雷达图像的方法和步骤

2. 暴雨和冰雹等强对流天气的雷达回波识别

掌握强对流天气特殊的雷达回波特征，以分析预报强对流天气的发展变化。

第一章绪论

1.1 概述

1.2 天气雷达发展历史1.3 天气雷达工作原理

第一节概述

活雷达：蝙蝠在夜间飞行，能捕捉到飞蛾和蝇子。无论怎么飞，从不与什么东西相撞，即使一根极细的电线，也能灵巧地避开。

蝙蝠的飞行

1、雷达及其作用

名字：“雷达”是Radio Detection And Ranging缩写Radar的音译,字面上含义是无线电探测和测距。

雷达：是用无线电方法发现并测定空间目标的位置。

用途：从二次世界大战后雷达技术引用到气象部门至今已有50多年历史。用于探测云、雨、降水、监测强对流天气的天气雷达已成为雷达技术中的一个分支，天气雷达是大气监测的重要手段之一，在突发性、灾害性的监测、预报和警报中具有极为重要的作用。目前约有1000部以上的天气雷达布设在世界各地，为人类造福。

2、雷达气象学研究的主要内容

雷达气象学

利用天气雷达，进行大气探测和研究雷达波与大气相互作用的学科，它是

大气物理学、大气探测和天气学共同研

究的一个分支。

2、雷达气象学研究的主要内容

包括基础理论、分析应用、探测方法与技术三部分。

基础理论方面包括云和降水粒子对雷达波的散射；微波经过大气、云和降水粒子时的衰减；气象条件对雷达波传播的影

响，如大气折射、大气不均匀结构的散射等。

分析应用方面包括雷达测量降水和云中的含水量；天气系统(特别是中小尺度系统)的雷达回波在天气分析预报上的应用，在云和降水物理探测研究上的应用；多普勒雷达和各种波长

的新型雷达在风的水平结构和铅直结构、铅直气流速度、降

水粒子谱、晴空回波、大气湍流等的探测研究中的应用。

探测方法与技术方面包括各种天气雷达资料的处理和传输等。

第二节天气雷达发展历史

1、雷达气象发展史

二十世纪40年代，雷达开始用于降水天气过程的探测，这一时期主要是建立雷达气象学的理论基础的阶段；50年代是从定性研究转入定量研究的阶段，其中包括定量测雨和定量显示反射率，以及对雷达信号脉动、偏振等现象的研究。50年代后期和60年代初期，许多国家建立了天气雷达站网，促进了雷达气象学的进一步发展。

二十世纪60年代及其以后，雷达气象学在多方面得到了新的发展：天气雷达方程精度的改进；晴空回波在理论研究和探测技术上得到新的进展；由湍流不均匀介质散射理论，给出了散射强度和湍流结构的关系，为大气结构、晴空湍流、大气波动、热对流、大气风场、铅直气流速度等的探测和研究开辟了新的途径。同时，天气雷达在资料的实时处理和观测结果的传输方面也取得了很大进展，并出现了定量探测的数字天气雷达网。

近二十年来最突出的发展是，多普勒雷达在大气遥感探测和研究工作中的应用，如探测降水云内和晴空大气中水平风场和铅直风场、降水滴谱和大气湍流等。多普勒雷达还为龙卷的探测和短时间预报提供了有效的工具。在完成多部雷达联合组网实时定量探测的基础上，可利用雷达测雨的观测资料，结合卫星观测，进行更大范围的降水预报。

2、我国雷达气象发展历史

1.常规天气雷达

50年代开始使用军事雷达

58年引进第一部天气雷达

60年代末711X波段

2.数字化天气雷达

70年代自行生产711、712、713

80年代具有数字处理系统的714S波段，并引进多普勒雷达

3.多普勒天气雷达

90年代已生产出714CD、714SD型脉间相干

99年对WSR-88D进行改造，第一部先进的S波段全相干脉冲多普勒雷达CINRAD/CC 3824型

《天气雷达发展规划（2001－2015年）》

到2008年，完成158部S波段和C波段新一代天气雷达系统的布点建设，形成基本覆盖全国的天气雷达监测网。到2015年，根据国家经济建设发展需求，在服务重点地区和经济发达地区建设30部左右新一代天气雷达系统，再通过适当数量小型雷达实现对低层风、近地表降水和山区天气现象的地理覆盖，形成精细网格的雷达布局；形成完备的新一代天气雷达综合业务应用系统和支持保障体系，达到对中小尺度天气及暴雨雨量、雨区的定点、定量的预警功能；开展双偏振、相控阵、多基地、多波长、激光、毫米波等先进技术试验，对已建雷达完成双线偏振功能升级改造，新建雷达应采用双线偏振技术。

我国新一代天气雷达建设

中国气象局规划将

雷达数量由原计划的126

部调整为158部，其中S

波段雷达87部，C波段雷

达71部；因人工影响天

气等需求，还打算开展X

波段雷达建设。

天气雷达发展历史

一般，在沿海地区安装S波段雷达，内陆地区安装C波段雷达，这样可以减少衰减，成本也较小。

S波段雷达与C波段雷达价格相差1倍。

我国雷达建设的原则

根据天气现象

沿海地区：暴雨台风多，S波段为主

内陆地区：一般性降水，C波段为主

电磁特性

暴雨，S波段穿透能力强，衰减小

一般性降水，S波段反射弱，C波段反射强