雷达回波识别

dn h K dh
曲率
dn 0 dh dn 0 dh dn 0 dh
波束向下弯曲 波束向上弯曲 波束直线传播
K=Ke 临界折射 K>Ke 超折射
超折射形成的气象条件
• 超折射是因为大气中折射指数n随高度迅速 减小造成。折射指数随高度迅速减小，必须 是气温向上递增，同时水汽压向上迅速递减 ，也就是常说暖干盖的大气层结。 • 因此有人把早上雷达探测到超折射回波，作 为午后可能发生强对流天气或晴天两种截然 不同天气的一个指标
广州雷达 2006.8.3
23日 21:04CR
24日 00：17 CR
24日 01：58 CR
24日 02：56 CR
24日 08：00 CR
2.2超折射
折射指数
Pw h 77.6 6 nh P h 4810 10 1 T h T h
台湾几部雷达覌测到的海浪回波
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。
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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。
旁瓣回波特征
PPI“尖端” 回波
RHI“尖顶”回波
在PPI上，旁瓣回波产生在强单体的两 端，呈“尖状”；在靠近回波强度梯度大 的一侧居多，回波主轴垂直于扫描线。由 于它产生在回波的两端，并呈尖状，应叫 它“尖端”回波。
15:59 24km 15：59
15:59
旁瓣假回波
16km
8km
BWER
0km
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。
2.4飞机、船只回波
特点： 点目标，在雷达PPI回波上呈圆点状或者”一”字形
0.39C 21/ 3
n
2 C n a 2 L4/3 0
湍流散射与Cn（折射指 数起伏的结构常数）有关， 通常Zet较弱，从-40dbZ到几 dbZ。暖湿季节雷达可在低 空观测到较大范围的湍流回 波。(折射指数平均的梯度， 涨落也与湍流的强度有关）
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4.2雾的回波 近地面,比云更弱,类层云.
4.3闪电回波
4.4 晴空大气回波 1.定义:无降水云时的晴空出现回波 2. 回波特征: PPI 圆点状 窄带状,波状 3.产生原因
4.湍流散射回波
大气湍流散射回波与降水回波相似，呈现弥散目 标的特性，引进ŋ（湍流等效反射率因子）描述散射 能力(Tatarski)。
1543
1601
1625
1655 1655
1750 1750 0
0.5
1.5
3.3混合性降水(絮状回波) 1.回波特征,层状云回波与积云降水回波的混合 特征: PPI 分布范围大,边缘破碎,内夹一个个结实的团块,似一团团 棉花絮,结构不均匀,强度可达40dBZ以上 RHI:回波顶高起伏大,层积特征共存在 2.天气背景:高空低槽,低涡,切变线和地面静止锋 3.预报意义:连阴雨特征,过程雨量大
超折射回波特征
• 雷达回波显示中，地物回波显著增多，增强 • 平显上，超折射回波常常是一些呈幅轴状排 列的短线。强度大时可以连成片。 • 在高显上，超折射回波与地物回波相似，呈 短而窄的柱状，两头拔尖，高度较低。 • 在大气层中，形成超折射的气层通常只是近 地面很薄的气层（100-1000m），所以适当 提高仰角，雷达波能穿透超折射层，超折射 回波大大减少。
Laughlin, TX (KDLF) Precipitation Mode Bat Roost Rings
(http://virtual.clemson.edu/groups/birdrad/COMMENT.HTM)
2.5海浪回波
形成原因：海水表面张力波和重力波引起的散射和反射，当雷达频 率>=X波段，前者起主导，否则两者都有作用，除非发射频率足够 低，前者可忽略。 特点： 由许多针状组成，呈扇形向外辐射，强度弱且均匀。 影响条件（1）雷达性能参数；(2)海面及风浪情况；(3)雷达探测条件
III特殊回波特征，亮带回波(融化亮带、零度层亮带), 在0oC 以下(几十到几百米）,层云中会出现一条高值 回波带
零度层亮带的形成
•Hale Waihona Puke Baidu亮带意义：
（１）层状云降水特征 （２）存在明显的冰水转换区域”过渡层” （３）无明显的对流过程 （４）标明0oC高度
3.2对流性降水(块状) I回波特征： （1）PPI,分散，孤立单体，结构密实，四周清晰 ，雨强大(>30dBZ) （2）RHI，柱状（水平尺度小），顶部突起，呈 砧状，厚度大6~7km，最高18~20km。 II天气背景：锋面上，冷锋前暖区，气团内部， 副高西北边缘，台风外围 III其它特征: 生消快（单体生命史<1h)，无亮带
1.2回波分类
气象回波
降水回波：层状云降水、对流降水、混合性降水 非降水回波：云、雾、闪电、晴空
地物回波 （山、河、丘陵和建筑） 非气象回波 超折射回波（远处地物） 同波长干扰 (两雷达之间）、海浪、飞机、船只
2.非气象回波
2.1地物回波 强度:很强 一般>45dBZ， 产生原因：山丘、岛屿、高大建筑等 ，对电磁波均有反 射作用。 判别方法： （1）比较法，降水回波变化大，地物基本固定,边缘清晰 （2）PPI,地物高度比较低，抬高仰角逐渐消失 （3）RHI,分析回波高度 （4）A/R显示 ，地物脉动小
降水与鸟群、昆虫群的回波的比较
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Greer, SC (KGSP) Clear-Air Mode Insects flying on NE winds
(http://virtual.clemson.edu/groups/birdrad/COMMENT.HTM)
(http://virtual.clemson.edu/groups/birdrad/COMMENT.HTM)
合肥 7月10日08时
合肥 02 6月27日
合肥 02 6月24日
3.4降雪 特征: PPI 与连续降雨回波类似(分布均匀, 丝缕状),水平范围大, 回波强度弱 10 ~15dBZ RHI:回波顶高比层状云连续降雨高度低,平整
2006年1月18山西临汾
4.非降水回波
4.1云的回波 （1）云滴大小,以测雨雷达为准 （2）回波特征,强度弱 （3）云分类:层云,积云,混合云
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 1.1探测内容
h h0 r sin r /(2 R )
2 ' m
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）
Blue: Low Bird Density Green: High Bird Density
Fort Polk, LA (KPOE) Precipitation Mode
Brownsville, TX (KBRO) Clear-Air Mode Raptor Migrations (S N)
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3.降水回波
3.1层状云连续降水(大片、稳定、温和、强度小) I回波特征： （1）PPI,分布成片，面积大，雨强均匀，强度较 弱(<30dBZ),回波边缘模糊； （2）RHI，结构均匀，顶、底部均平整，垂直厚 度不大,5~6km，随季节变化 (冬2~3km,春秋 3~4km;夏5~6km。 II天气背景: 低压、静止锋、地面暖锋、高空低涡 ，切变线