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 rather
weak.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 of
magnitude 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。雾霾是发生在大气边界层中的天气现象，而常规探空资料的时间分辨率较低，垂直分层相对也较少，不能对边界层气象要素变化情况进行精细化的连续描述。风廓线雷达主要以晴空大气作为探测对象，利用大气湍流对电磁波的散射作用进行大气风场等要素的探测，可以直观获取高时空分辨精细化大气风场结构变化。除风廓线资料外，还可提供速度谱分布、信噪比、大气折射率结构常数等其他探测手段难以获取的资料[1]，因此在降水[2-4]、沙尘[5-6]等天气分析中得到越来越多的应用。
近年来，陆续有学者将风廓线雷达资料引入到雾霾天气的分析应用中。如俞剑蔚等
[7]通过分析风廓线雷达提供的垂直风场资料，指出下沉、上升运动与霾的加强与
减弱有很好的一致性；吴庆梅等[8]分析了北京一次持续雾霾过程，指出PM10对中低空的扰动很敏感，且扰动越靠近地面, 层次越厚, 污染指数下降越明显；李菲
等[9]结合风廓线雷达、激光雷达等边界层探测资料对一次典型灰霾过程进行了分析，指出大气边界层高度较低及偏东和偏南气流带来的高湿度环境是广州出现严重灰霾天气重要原因。
2013—2015年，北京已连续3年在10月出现持续性雾霾过程，而目前利用风廓线雷达等非常规边界层资料对北京秋季雾霾天气进行分析的例子仍较为少见。本文利用风廓线雷达资料，对2014年10月7—10日典型的持续雾霾天气过程的中低空风场、边界层高度等时空分布特征及其对于污染物浓度、能见度的影响，以加深对北京雾霾天气发生机理的认识，并能将风廓线雷达资料更好地应用于预报业务中。本文中使用位于北京南郊观象台(站号：54511，位置：39.79°N，116.47°E)的L
波段边界层风廓线雷达资料，观测场海拔高度44 m。该风廓线雷达可提供每6 min一组的探测数据，包含水平风速、风向、垂直速度、信噪比及折射率结构常
数等信息，垂直分辨率在2000 m以下为120 m，2000 m以上为240 m。
本文所用AQI及PM2.5监测数据来源于全国城市空气质量实时发布平台(http://113.108.142.147:20035/emcpublish/)，时间分辨率为1 h。气象数据来源于中国气象局常规地面观测资料。为方便与气象数据对比，选择距离南郊观象台最近的环保部国控点万寿西宫(39.9°N，116.41°E)的大气成分资料进行分析。2014年10月7—11日，华北地区等地出现一次持续性雾霾天气过程。从环流形势上看，500 hPa高空受弱高压脊控制，无明显冷空气活动；地面位于冷高压后部，以弱偏南风为主，符合形成雾霾的静稳天气条件(图略)。
由图1可见，北京的PM2.5浓度从6日夜间开始升高，7日出现爆发性增长，从12：00的78 μg/m3增加到21：00的279 μg/m3，增速达22.3 μg/(m3·h)，
空气质量由轻度污染发展到严重污染。此后，PM2.5浓度呈波动式上升，于9日20：00达到峰值浓度364 μg/m3。7—11日，共有95个时次出现PM2.5浓度
超过150 μg/m3的重污染天气，占总时段的79.2%。此次过程中，大气低层主要受高压后部偏南风影响，有助于水汽向华北平原的输送；此外，8日清晨北京出现弱降水，对低层增湿有一定作用。受以上两个条件影响，8—10日的夜间至上午，地面相对湿度超过95%，并在多个时次达到近饱和状态，出现大雾天气；白天相
对湿度多在60%以上，以湿霾为主。在高污染物浓度和高相对湿度的共同作用下，能见度持续偏低，7日21：00至11日17：00，能见度连续89 h 不超过1 km，最低能见度不足 200 m。11日夜间，受冷空气影响，近地层北风加大，PM2.5浓度迅速下降，能见度转好，雾霾过程结束。
3.1 中低空风场对污染物浓度的影响
从风廓线雷达小时平均风廓线序列图可见，6日白天开始(图2a,彩页)，中低层风
向由偏北风逐渐转为偏南风。入夜以后，偏南风风速不断加大，1500 m以下出现低空急流核，中心风速超过12 m/s。已有研究[10]指出，偏南气流为北京外来污
染物的主要输送通道。随偏南风的建立加强，北京城区PM2.5浓度逐渐由82
μg/m3增加到120 μg/m3。在这一阶段，2000 m以上高空仍受西北气流主导，与2000 m以下偏南气流之间有较明显的风向切变；此外，由图3(彩页)可知低层存在弱上升运动，且垂直风切变较大。弱上升运动和垂直风切变均可增强大气垂直扩散能力，故在污染物输送通道建立的情况下，PM2.5浓度增长仍较为缓慢。
7日夜间开始(图2b，彩页)，700 hPa逐渐转为偏南或偏西风，与低空气流相接，形成深厚的西南风输送带。与此同时，1000 m高度上下风速再次加大，对外来污染物输送能力加强。低层垂直风速0.05～0.2 m/s，以弱下沉气流为主；1000 m
以下的垂直风切变很小，不利于污染物的垂直扩散(图3b)。在这种西南风输送加强、近地层扩散条件弱的风场配置下，PM2.5浓度呈现波动上升的状态，地面能
见度逐渐下降至不足1 km。9日凌晨，3000 m高度上开始出现北风扰动，并随时间不断下传，低层垂直气流再次转为弱上升运动。然而这次扰动较为微弱，偏北风分量传至1700 m高度即衰减消失，并未影响到低层，500 m以下垂直风切变低于0.05 s-1，大气垂直扩散条件未得到明显改善，因此PM2.5浓度小幅下降，能见度无明显好转。9日下午到夜间，受东移高压脊影响，1500～3000 m之间转为东南风，风向风速均在1500 m附近出现明显辐合；此外，低层垂直运动以弱下沉气流为主，垂直扩散条件进一步变差，有利于污染物在边界层内积累。9日20:00 PM2.5浓度达到本次过程中的峰值364 μg/m3。
10日白天(图2c，彩页)，1500 m以下低层风速明显减小，1500 m以上偏南风速增强，低层垂直风切变增强，大气垂直扩散能力有所转好，PM2.5浓度缓慢下降。11日夜间，随冷空气前锋的到来，从地面到2000 m高度全部转为偏北风，风速明显增大，PM2.5浓度迅速降低，地面能见度转好，雾霾天气得到清除。
由以上分析可以看出，低空偏南气流的强度对污染物浓度有明显影响。通过3000 m以下逐小时最大风速出现高度的计算结果可以看出(图4a)，在雾霾发展维持阶段，当中低空最大风速轴出现在1000 m左右时，PM2.5浓度整体呈上升趋势(图4c)；当最大风速轴位置抬高至2000 m以上，PM2.5浓度有下降趋势。然而，当偏南风平均风速(图4b)大于8 m/s时会增强上下层之间的垂直风切变，从而使大气垂直扩散能力增强，不利于PM2.5浓度的持续增加。
利用风廓线资料分析雾霾天气时，需关注低层持续性偏南风的建立及中层扰动的情况，从而对污染物浓度的变化做出正确分析。
3.2 信噪比对雾霾天气的反映
信噪比(SNR)是雷达接收到的回波信号与噪声的比值，反映回波功率的大小，信噪比越大对应回波功率越强。风廓线雷达强调对微弱信号的探测能力，通过相干积累等信号处理技术进一步提高信噪比，从而满足了对微弱信号探测能力的需求[1]。
已有研究指出[11]，当大气中存在冰晶、云滴、雨滴和雾滴时，信噪比将较晴空湍涡增强。因此除降水天气外，风廓线雷达对于雾霾天气也有一定反映[12]。
图5(彩页)给出了10月6—12日风廓线雷达探测到的逐小时信噪比演变。由图可见，雾霾发展维持期间，1000 m以下的大气低层信噪比一般在10 dB以上。结
合地面观测和垂直风速可知，过程期间无持续性降水和强对流湍涡发生，故该层次的回波信号应为污染物粒子散射造成的，雾霾层厚度约为1000 m。在多数时次，越接近地面，信噪比越大，在一定程度上反映了近地面PM2.5浓度较高，随高度
逐渐衰减的特征。8—9日，随污染物浓度的不断升高和高相对湿度的维持，地面
能见度下降到整个过程的最低值，而近地面信噪比相比之前时段并未出现明显增加，说明在雾霾天气下，信噪比强度与细颗粒物质量浓度并不严格成正比。
8日08：00，受弱的西风槽扰动影响，北京城区观测到弱降水，南郊观象台降水
量0.1 mm。对应图5可见，该时次对应一条信噪比亮带，其中心值超过30 dB，表明中低层伴有云水粒子。结合垂直速度分析可知(图3a)，该时次整层均为较明
显的下沉运动，反映了降水粒子的拖曳作用。08：00过后，信噪比亮带迅速消失，降水随之停止。降水出现前后，地面相对湿度和能见度均无明显变化，PM2.5浓
度有所下降，出现阶段性低值195 μg/m3。图3b显示，该时次垂直风切变明显
增加，大气垂直扩散能力增强，动力条件的改善是PM2.5浓度阶段性下降的主要
原因。由于降水微弱且持续时间短，故湿沉降对PM2.5浓度影响较小。除此之外，1000 m以上信噪比一般低于5 dB，表明无明显中云和晴空湍涡，以稳定的大气
层结为主。
12日凌晨，信噪比亮带再次出现，中心强度超过35 dB且持续时间较强。由风廓线和地面观测资料可知，这次信号增强不是受降水影响，而是冷空气前锋到达后中低空风速加大，大气湍流对电磁波的散射作用增强所致。在冷空气作用下，雾霾天气迅速消散。
由以上分析可见，雾霾天气时，信噪比在近地面层表现出较强的信号，而上层大气一般信号较弱，与近地层形成明显对比。由于风廓线雷达具有较高的时间分辨率，可反映雾霾维持过程中细微的大气状态变化，对分析污染物浓度变化有一定参考意义。
3.3 边界层高度变化特征
折射率结构常数是风廓线雷达提供的基本数据产品之一，可用于描述晴空大气湍流对电磁波的后向散射能力[13]。在边界层内湍流强度相对较强，边界层以上湍流强度相对较弱，在边界层顶附近有较大阶跃，所以从垂直廓线的时间序列中可以判断边界层高度。
为了解此次雾霾过程中的边界层变化特征，选择污染达最重程度的9日，给出逐6 min时间分辨率的演变序列。由于量级较小，故取作为分析对象。由图6(彩页)可以看出边界层的日变化特征。00：00—08：00，由于夜间湍流活动较弱较小，量级多在10-15～10-16。随夜间气温的不断降低，大气层结稳定度增加，边界层高度由1200 m逐渐下降至500 m左右。结合L波段秒探空廓线可以看出(图7，彩页)，500 m以下有弱逆温及等温层结，气层结构稳定；与之对应的高度上，相对湿度大于80%，而500 m以上相对湿度迅速降低出现极值。由温湿廓线特征可以判断，08：00边界层高度在500 m左右，与风廓线雷达观测结果基本一致，可见利用判断边界层高度有一定可靠性。
9日白天的中心量级增强至10-12～10-13，其原因一方面是湍流活动的增强，一方面是PM2.5浓度的增加。结合图2b和图3b可以看出，9日中午前后，1000 m以下低空风场较弱，垂直风切变较小，故湍流运动的增强主要来源于白天地面增温而导致的热力不稳定，并非来自风切变提供的动力作用；与此同时，边界层高度逐渐抬升，至16：00前后达到800 m左右。此外，9日 12：00—16：00，地面PM2.5浓度从287 μg/m3迅速增加到343 μg/m3，与出现10-13以上量
级强度中心的时段相对应，故污染物粒子散射的增强对的增大也有一定贡献。
入夜以后，随着1500 m高度以上转为偏东风，中低空相对湿度增大，云量增加。由于的分布与大气湿度关系密切(何平，2006)，故1500～2000 m之间观测值增大；而近地层湍流活动减弱明显减小。上下层之间差异的缩小导致边界层顶难以分辨。故在近地层湍流活动弱，且有中低云存在的情况下，利用判断边界层高度较为困难。
通过对2014年10月7—11日北京一次持续性雾霾过程的分析，表明风廓线雷达资料在雾霾天气的监测预报中均有一定指示意义，得出的主要结论如下：
(1)偏南气流的建立和发展对污染物浓度有明显影响。随风速增大，偏南气流对外
来污染物输送能力增强，污染物浓度随之增加；而当偏南风平均风速大于8 m/s
时对大气垂直扩散能力有一定改善作用，会抑制PM2.5浓度的持续增加。
(2)需关注中低空风场扰动的影响。当冷空气强度较弱，扰动不能到达近地层破坏
静稳层结时，对污染物浓度影响较为微弱，能见度无明显好转。
(3)信噪比可反映雾霾层的厚度，在近地面层强度一般为10～35 dB，但其信号强
度与细颗粒物质量浓度并不严格成正比。此外，由于信噪比可反映弱降水、冷空气等大气状态变化，对分析污染物浓度有一定参考意义。
(4)折射率结构常数在边界层顶有较大阶跃，可反映大气边界层的日变化趋势。此
次过程中，白天随湍流运动增强及PM2.5浓度的增大的强度可比夜间增大约3个量级。然而受到水汽影响，在多云及相对湿度较大的情况下，利用判断边界层高度较为困难。
【相关文献】
[1] 何平. 相控阵风廓线雷达[M]. 北京: 气象出版社，2006: 2-50.
[2] 古红萍, 马舒庆, 王迎春, 等. 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]. 气
象科技, 2008, 36(3): 300-304.
[3] 董保举, 付志嘉, 李明, 等. 风廓线雷达资料在暴雨天气过程特征分析中的应用[J]. 气象科技, 2012, 40(1): 74-78.
[4] 翟亮, 王令, 刘文军. 两次降雪天气过程预报中边界层风廓线雷达资料的应用[J]. 气象科技, 2012, 40(5): 783-788.
[5] 王敏仲, 魏文寿, 何清，等. 边界层风廓线雷达资料在沙尘天气分析中的应用[J]. 中国沙漠, 2011, 31(2): 352-356.
[6] 王敏仲, 魏文寿, 魏刚，等. 风廓线雷达对塔克拉玛干沙漠沙尘及晴空湍流的探测研究[J]. 遥感技术与应用, 2014, 29(4): 581-586.
[7] 俞剑蔚, 孙燕, 张备，等. 江苏沿江一次重霾天气成因分析[J]. 气象科学, 2009, 29(5): 664-669.
[8] 吴庆梅, 张胜军. 一次雾霾天气过程的污染影响因子分析[J]. 气象与环境科学, 2010, 33(1): 12-16.
[9] 李菲, 吴兑, 谭浩波，等. 广州地区旱季一次典型灰霾过程的特征及成因分析[J]. 热带气象学报, 2012, 28(1): 113-122.
[10] 苏福庆, 高庆先, 张志刚, 等. 北京边界层外来污染物输送通道[J]. 环境科学研究, 2004, 17(1): 26-29.
[11] 吴蕾. 风廓线雷达探测性能分析及谱矩参数应用研究[D]. 北京: 中国科学院研究生院博士学位论文, 2011: 120.
[12] 李峰，施红蓉. 一次多相态天气过程的风廓线雷达探测资料特征分析[J]. 气象, 2014, 40(8): 992-999.
[13] 阮征，何平，葛润生. 风廓线雷达对大气折射率结构常数的探测研究[J]. 大气科学, 2008,32(1): 133-140.
气象雷达在气象预警中的应用
气象雷达在气象预警中的应用 随着气候的变化，天气异常也越来越频繁地发生。这不仅给人们的生活带来了 极大不便，还对人们的生命财产造成了巨大的威胁。因此，天气预警显得尤为重要。而气象雷达作为目前主要的天气预警工具之一，在其应用中起着极为重要的作用。 一、气象雷达的基本概念和工作原理 气象雷达是一种利用雷达技术进行天气监测的设备，主要用于探测天空中的反 射波，进而了解天气情况。常用的气象雷达主要有两种，其中一种是X波段的气 象雷达，另一种是C波段的气象雷达。 气象雷达的工作原理是通过向大气中发射电磁波，并接收反射回来的电磁波， 进行天气监测和分析。当雷达向大气中发送电磁波时，会被云层、降水、降雹等物质吸收和反射，生成一系列不同的信号。而气象雷达便会根据这些特定的信号，来生成三维的反射率图像，反映出天气的情况和气象现象的强度。 二、气象雷达在天气预警中的作用 气象雷达的应用主要体现在天气预警方面。在天气预警中，天气雷达能够帮助 人们对当前天气情况进行监测和判断，从而及时发出预警信号。 1. 提供高精度的天气预测。通过对反射波的监测和分析，气象雷达可以快速、 准确的确定气象现象的位置、范围和强度等信息，从而提供更加准确的天气预测信息。 2. 发布天气预警信息。气象雷达可以帮助气象部门在天气突发事件发生时更快速、更准确的发布天气预警信息，提醒广大民众采取相应的防范措施。 3. 适应多种气象预警等级。由于气象雷达能够捕捉到不同强度和范围的气象现象，因此可以根据不同等级的气象预警要求，进行不同程度的监测和预警工作。
三、气象雷达常见的应用场景 在日常生活中，气象雷达的应用也非常广泛，主要包括以下几个方面。 1. 水利、交通和船舶等领域，利用雷达的监测能力对天气进行预测和监测，并 进行相关的风险评估。 2. 农业和林业等领域，通过实时的监测数据，对气象现象进行精准预测，帮助 农林业从业者判断和选择适宜的农作物品种和生产方案。 3. 消防、气象、救援等多个领域的应急响应机构，可以通过气象雷达传回的数据，实时分析和研判气象现象的趋势和开展救援工作。 四、气象雷达的未来发展趋势 未来，气象雷达在天气预警方面将继续发挥着重要的作用。随着科技的不断发展，气象雷达也将进一步实现智能化和全天候服务，提供更加精准、高效的天气预警服务，并能够更好的为人们的安全和生产生活服务。同时，在气象数据采集领域，人工智能也将逐渐发挥越来越大的作用，如以深度学习技术为核心的雷达天气智能判识系统，将为提高天气预测的准确度和智能化水平提供支持，实现精准的天气监测应用。
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 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。 综上所述，风廓线雷达可以提供准确的风场资料，有助于预测和预报强对流天气的形成和发展趋势。它在强对流天气预报中的应用具有广阔的前景。然而，风廓线雷达观测和数据处理过程中仍存在一些问题和挑战，需要进一步改进和完善。同时，要加强观测站点的布设和数据共享，以提高全球强对流天气预测的准确性和效果。相信随着科技的不断进步和发展，风廓线雷达将在强对流天气预报中发挥越来越重要的作用，为人们的生产生活带来更多的便利和安全 综上所述，风廓线雷达在强对流天气的预报和研究中具有重要的意义。它能提供丰富的资料，帮助预测和预报积云的增长和发展过程中的强对流活动，及时发布预警信息，减轻可能的灾害和损失。此外，风廓线雷达还能观测和分析雷暴中的强风、冰雹等天气现象，提前预警并采取相应的防范措施，保护人们的生命财产安全。然而，风廓线雷达观测和数据处理过程中仍面临一些问题和挑战，需要进一步改进和完善。同时，加强观测站点的布设和数据共享，提高全球强对流天气预测的准确性和效果。相信随着科技的发展，风廓线雷达将在强对流天气预报中发挥更重要的作用，为人们的生产生活带来更多的便利和安全
气象雷达技术在天气预报中的应用
气象雷达技术在天气预报中的应用随着科学技术的发展，人类对自然环境的认知也越来越深刻。天气是人类无法控制的自然力量之一，而如何准确地预测天气成了人们大家关心的问题。气象雷达技术的发展，为天气预报的准确性提供了有力的保障。 一、气象雷达技术的概述 气象雷达技术是一种利用雷达技术实现对大气环境进行探测和观测的技术。雷达是一种主动式探测系统，它通过向目标发射电磁波，利用目标反射的电磁波来实现对目标的跟踪和探测。在天气预报中，气象雷达系统可以探测空气中的水分、降水等物质，通过这些探测结果，气象学家可以对天气进行准确的预报。 二、1、通过气象雷达探测降水 通过气象雷达技术，我们可以精确地探测降水的位置、强度和降水类型等信息，这有利于预报降水的时间和地点，并为相关部门和群众提供应对降水的指导。比如在旱季的森林防火工作中，
气象雷达可以及时发现降水的情况，从而为防火工作提供有力支持。 2、通过气象雷达观测云层 气象雷达技术可以探测云层的位置、形态和性质，包括云层高度、厚度、云粒子的大小等，这些都有助于预测未来的天气，对于航空、海运等行业的安全管理也有重要意义。 3、通过气象雷达预测雷暴 在夏季，雷暴天气是比较常见的，气象雷达技术可以探测到雷暴云的分布和变化情况，从而提醒人们及时采取应急措施，保障人们的生命和财产安全。 三、气象雷达技术发展的趋势 随着科技的进步，气象雷达技术也在不断完善和发展。现在的气象雷达可以通过网络实时传输气象数据，形成三维气象雷达，实现对大范围区域的跟踪和观测。利用卫星互联网技术，气象雷
达可以实现对全球气象数据的实时分析和监测，这对气象科学的研究和天气预报的准确程度提高具有重要意义。 另外，随着人工智能的发展，气象雷达技术也将变得越来越智能化。通过机器学习和深度学习等技术，气象雷达可以自动化地分析气象数据，从而实现更准确、高效和及时的天气预报。 四、结语 气象雷达技术对天气预报的准确性起着至关重要的作用，它为我们提供了实时、准确的气象数据，从而保障了人类的生命和财产安全。我们应该关注气象雷达技术的发展，并利用这一技术为应对灾害、提高生产 efficiency、指导城市建设等方面提供支持。同时，我们也应该认识到，气象雷达技术的应用还需要进一步完善，需要投入更多的精力和资源，为我们提供更全面、更精确的天气预报服务。
固定式边界层风廓线雷达原理及故障分析
固定式边界层风廓线雷达原理及故障分 析 摘要：本文主要介绍Airda3000E型固定式边界层风廓线雷达的组成及结构，阐述其主要探测原理，并对工作中常见的故障进行简要分析。 关键词：固定式边界层风廓线雷达;雷达探测原理;故障分析;气象设备 Abstract:This paper mainly introduces the composition and structure of Airda3000E fixed boundary layer wind profiler radar, expounds its main detection principle, and briefly analyzes the common faults in work. Keywords: Fixed Boundary Layer wind profiler radar; Radar detection principle; Fault analysis; meteorological equipment. 0.引言 风廓线雷达能够提供以风场为主的多种数据产品。其基本数据产品包括径向 速度、谱宽、信噪比、水平风向、水平风速、垂直速度和反映大气湍流的折射率 结构常数cn2等的廓线。 风廓线雷达主要通过向高空发射不同方向的电磁波束，接收并处理这些电磁 波束因大气垂直结构不均匀而返回的信息进行高空风场探测的一种遥感设备。风 廓线雷达的分类方式有三种，根据天线制式的不同，可分为采用相控阵天线的风 廓线雷达和采用抛物面天线的风廓线雷达。并且按照对风廓线雷达探测高度需求 的不同，风廓线雷达分为平流层风廓线雷达，对流层风廓线雷达和边界层风廓线 雷达三种。 风廓线雷达可以实现长期无人值守的连续工作。通过远程终端进行在线控制 和数据传输功能，并且可在不同地点调取风廓线雷达的数据产品，获得所需的大
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。通过长期观测大气中的风场变化，可以研究气候系统的动力学过程和演变规律，深入理解气候变化的机制和趋势。 七、研究进展与展望 目前，风廓线雷达数据处理与应用研究已取得了一定的进展，但仍存在一些问题和挑战。首先，风廓线雷达数据处理方法还需要进一步优化和改进，提高数据处理的准确性和效率。其次，在应用方面，风廓线雷达在一些领域的应用还有待深入研究和拓展。未来，随着技术的不断进步，风廓线雷达将有望在更多的领域发挥作用，并为相关领域的研究提供更多有力的支持。 八、结论 风廓线雷达作为一种重要的大气观测工具，对于理解大气中的风场结构和变化具有重要意义。本文综述了风廓线雷达数据的处理方法及其在天气预报、空气质量监测和气候研究等领域的应用。近年来，风廓线雷达数据处理与应用研究取得了一定的
北京地区秋季雾霾天PM2.5污染与气溶胶光学特征分析
北京地区秋季雾霾天PM2.5污染与气溶胶光学特征分析 北京地区秋季雾霾天PM2.5污染与气溶胶光学特征分析 近年来，北京地区的雾霾天气愈发严重，给人们的生活带来了很大的不便。人们对雾霾的形成和发展机制进行了深入的研究，并发现其与大气中的PM2.5污染和气溶胶光学特征密切相关。本文就对北京地区秋季雾霾天PM2.5污染与气溶胶光学特征进行分析，探讨其形成原因并为改善环境提供科学依据。 PM2.5是指空气中直径小于等于2.5微米的颗粒物，其主 要成分是气溶胶。气溶胶光学特征是指气溶胶对太阳辐射的散射和吸收作用。这些光学特征直接影响到雾霾天气形成和发展的过程。 首先，笔者从北京地区秋季雾霾天PM2.5污染的现状入手，进行了相关数据统计和分析。根据监测数据显示，北京地区秋季雾霾天的PM2.5污染主要来自于工业排放、交通尾气和燃煤等污染源。这些污染源释放大量的颗粒物和有机物质，导致空气中PM2.5浓度迅速上升。 其次，笔者对北京地区秋季雾霾天的气溶胶光学特征进行了研究。通过对采集样本的化学分析和光学仪器的测量，得出了气溶胶的吸光度、散射度和光学粗糙度等重要参数。研究发现，这些参数与PM2.5浓度密切相关，高浓度的PM2.5意味着空气中的气溶胶吸光度和散射度也会增加。 进一步地，笔者进行了气象条件与气溶胶光学特征之间的关联性分析。通过对大气环境、风速和温度等因素的监测和研究，发现气象条件对气溶胶光学特征有着重要影响。例如，在静风天气下，气溶胶更容易在大气中停滞，导致吸光度和散射度增加，从而加剧了PM2.5污染。
最后，笔者探讨了改善北京地区秋季雾霾天气的对策和方法。通过改善工业和交通排放，提倡清洁能源的使用，可以减少PM2.5的排放。此外，加强大气污染物的监测和预测，及时采取减排措施也是重要的手段。此外，通过提高大气环境的清洁度和改善气象条件，可以减少气溶胶光学特征的发展，从而降低雾霾的发生。 综上所述，本文通过对北京地区秋季雾霾天的PM2.5污染和气溶胶光学特征进行分析，探讨了雾霾天气形成和发展的机制。毋庸置疑，PM2.5污染和气溶胶光学特征是促使雾霾天气 形成的重要因素，并且与气象条件有着密不可分的联系。因此，只有通过改善大气环境和减少污染源的排放，才能有效降低 PM2.5浓度和改善气溶胶光学特征，从而减少雾霾天气的发生 综上所述，本文通过对北京地区秋季雾霾天气的PM2.5污染和气溶胶光学特征的分析，发现高浓度的PM2.5与空气中的气溶胶吸光度和散射度密切相关。同时，气象条件对气溶胶光学特征有重要影响，静风天气下气溶胶更容易停滞，导致吸光度和散射度增加，加剧PM2.5污染。为改善北京地区秋季雾霾天气，改善工业和交通排放、提倡清洁能源使用是有效减少 PM2.5排放的方法。此外，加强大气污染物的监测和预测、及 时采取减排措施也是重要的手段。另外，提高大气环境清洁度和气象条件，减少气溶胶光学特征的发展，可以降低雾霾天气的发生。因此，只有综合改善大气环境和减少污染源的排放，才能有效降低PM2.5浓度和改善气溶胶光学特征，从而减少雾霾天气的发生
龙门风廓线雷达与探空雷达水平风场对比分析
龙门风廓线雷达与探空雷达水平风场对比分析 龙门风廓线雷达与探空雷达水平风场对比分析 引言 雷达是一种常用的气象观测工具，可以获取大气中的各种信息，如降水、风场等。在气象研究中，风场是非常重要的参数之一，对于天气预报、气候研究以及环境监测都具有重要意义。本文将对比分析龙门风廓线雷达和探空雷达在获取水平风场的优劣，并探讨它们在气象观测中的应用。 一、龙门风廓线雷达与探空雷达概述 1. 龙门风廓线雷达 龙门风廓线雷达（Boundary Layer Wind Profiling Radar） 是一种地面气象雷达，利用微波波束扫描大气中的散射物体，获取风场等大气参数。它可以实时进行观测，覆盖范围较大，适用于高空探测。 2. 探空雷达 探空雷达（Radiosonde）是一种通过气球将仪器组件悬挂在空中，测定大气温度、湿度和风速的设备。探空雷达广泛应用于气象研究和天气预报，可以获取不同高度上的风场和其他气象参数。 二、龙门风廓线雷达与探空雷达在水平风场观测方面的差异 1. 技术原理 龙门风廓线雷达利用雷达波束扫描获取散射物体的反射信号，通过分析这些信号的时延、多普勒频移等信息来推算风场。 探空雷达则通过将仪器组件悬挂在气球上，通过气球的上升下降来测量大气不同高度上的温度、湿度和风场等。
2. 覆盖范围 龙门风廓线雷达的覆盖范围相对较大，可以覆盖几百到几千米的范围，适用于高空探测。 探空雷达的覆盖范围相对较小，受制于气球的高度和半径，一般只能达到数百米到数千米的范围。 3. 观测时间 龙门风廓线雷达可以实时进行观测，可以获取较高时间分辨率的风场。 探空雷达需要释放气球，并等待气球上升或下降，观测时间上相对较慢，时间分辨率相对较低。 三、龙门风廓线雷达与探空雷达在气象观测中的应用比较 1. 预报精度 由于采用了实时观测，龙门风廓线雷达具有较高的时间分辨率和较大的覆盖范围，可以提供更多空间和时间的数据，因此在天气预报中有更高的精度。 探空雷达通过释放探空仪器，观测点局限在特定位置，范围较小，因此预报精度相对较低。 2. 数据获取速度 龙门风廓线雷达能够实时观测，获取速度快，能够提供及时的数据支持。 探空雷达需要一定时间来观测，获取速度较慢，数据传输速度相对较低。 结论 龙门风廓线雷达和探空雷达在水平风场观测方面各有优势。龙门风廓线雷达具有覆盖范围大、实时观测等特点，在天气预报和气象研究中具有广泛应用潜力；探空雷达则具有较高的垂直分辨率和稳定性，在垂直风场观测方面具有一定优势。综合来
风廓线雷达与探空仪测风对比分析
风廓线雷达与无线电探空仪测风对比 摘要介绍了风廓线雷达测风与无线电探空仪测风的原理，分析了造成二者观测记录差异的主要原因，以期更好地了解和使用好风廓线雷达产品，提高短时临近和数字天气预报服务质量。 关键词风廓线雷达；无线电探空仪；测风；对比 风廓线雷达是一种新型的测风装备，其是利用大气湍流对电磁波的散射作用对大气风场水平风廓线和垂直风廓线等物理量进行探测的遥感设备。我国从20世纪80年代中期开始研制风廓线雷达，近年来风廓线雷达探测技术得到迅速发展，其技术水平有了本质的提高，并将陆续在全国布点，最终建立风廓线雷达观测网，可以弥补常规高空探测站网观测时次和空间上的不足，在中、小尺度灾害天气的监测和数字预报模式中发挥重要作用[1]。无线电探空仪测风是常规的方法，现在数字天气预报所用的资料主要来自探空站网。探空站的间距一般在100 km以上，各探空站每天几次定时释放探空气球（无线电探空仪）获取探空或测风（水平方向的风）资料。现对风廓线雷达和无线电探空仪2种不同测风方法进行比较，以期为测风仪的选择提供参考。 1 风廓线雷达测风 风廓线雷达是利用大气湍流对电磁波的散射作用进而探测大气风场等物理量的遥感设备，是一种脉冲多普勒雷达，探测对象主要是晴空大气，其回波被叫作晴空回波，所以有时也称为晴空雷达。其作用原理是利用大气湍流对电磁波的散射作用，根据多普勒效应获取不同波束方向的径向速度。在一定风场假设条件下，利用处在同一高度面上的几个点的径行速度计算水平风，垂直风可以由垂直波束直接探测得到[2]。风廓线雷达是在确定的空间探测大气的流动情况，属于定点观测。风廓线雷达可以提供水平风廓线、垂直风廓线。 测风是风廓线雷达的基本功能，该设备的命名也由此而来。与其他常规测风方法相比，风廓线雷达的突出优势在于资料的时空分辨率和探测精度，能够提供时间和高度分辨率非常高的水平风廓线和垂直风廓线。风廓线雷达的时间分辨率等于一个探测周期。忽略波束转换的极短暂延迟，探测周期等于雷达波束数、脉冲重复频率、脉冲积累数、谱变换点数、谱平均次数的乘积，一般为2～6 min。风廓线雷达的空间分辨率和脉冲宽度直接相关，脉冲宽度越宽，高度分辨率越低[3]。根据探测高度指标要求的不同，雷达采用不同的脉冲宽度。探测高度要求的越高，使用的脉冲宽度越宽。因此，高度分辨率和风廓线雷达类型有关，与探测高度指标成反比。对流层中下层风廓线雷达的高度分辨率一般约为100 m，边界层风廓线雷达的高度分辨率一般在几十米，对流层风廓线雷达的高度分辨率在几百米左右。 为了解决探测高度和高度分辨率之间的矛盾，对流层风廓线雷达一般采取高、低2种探测模式。低模式采用窄脉冲，保证低层数据具有较高的高度分辨率；高模式采用宽脉冲，保证低层数据具有较高的高度分辨率，保证满足探测高度指标的要求。2种探测模式交替使用，将2种模式获取的资料相结合，既解决了探测高度的要求，又解决了低层数据高分辨率的要求。 2 无线电探空仪测风 无线电探空仪是常规气象探测仪器，现阶段我国主要是L波段和P波段各种型号701测风雷达，风廓线数据是其探测要素之一，其组网观测资料被用于日常数值天气预报业务。 无线电探空仪是传统的测风仪器，其是利用测风雷达跟踪自由上升气球，依据气球的水平运动分量随风向和风速而改变的原理测量高空风。通过跟踪自由上升气球携带的探空仪在空间的移动轨迹，测风雷达对其进行定位，从而测得每分钟探空仪相对雷达的方位角、仰角和斜距；利用2个计算分钟点的测距和测角数据，计算出2个计算分钟点中间时刻的水平风向和平均风速。规定高度层矢量风的计算方法为先从探空温度、气压、湿度记录的时间―高度曲线上查算其所对应的探测时间，将与其相邻的上、下2个量得风层内插，通过计算得到
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。 根据不同的雷达工作频率，将风廓线雷达划分为甚高频、超高频和L波段三种类型。通常情况下，L波段在边界层风廓线雷达中使用的频率最高，超高频主要应用在对流层风廓线雷达中，而探测高度超过平流层以上的风廓线雷达主要选用甚高频。 1.3风廓线雷达探测原理 风廓线雷达的主要探测对象是晴空大气，通过大气湍流对电磁波的散射作用可探测大气风场等的气象要素。风廓线雷达发射的电磁波在大气传播时，受到大气湍流引起的折射率分布不均匀所产生的散射作用，风廓线雷达会接收到后向散射能量。利用多普勒效应可以对沿着雷达
两次降雪天气过程预报中边界层风廓线雷达资料的应用
两次降雪天气过程预报中边界层风廓线雷达资料的应用 翟亮;王令;刘文军 【摘要】通过分析2009年10月31日至11月1日和2009年11月9-10日北京两次不同类型降雪天气过程中海淀边界层风廓线仪数据发现:①降雪开始前2h内底层偏东气流建立,且该气流里均有风速突然加强的现象,这对短时临近预报中预报降雪的起始时间有一定参考价值；②700 hPa以上出现冷平流或者冷平流加强且高度降低,也是降雪即将开始的一个特征；③风廓线资料计算得到的温度平流廓线可以较好的反应大气稳定度情况,为判断降雪是否为对流性降雪提供可靠依据.在临近预报中加强风廓线和温度平流的监测,对临近转折性天气的预报有指示意义.%By analyzing the wind profiler data on two different snowy weather processes on 31 October and 9 November 2009 in Beijing. It is found: (1) The easterly flow established at lower levels 2 hours before the start of snowfall, and there occurred a phenomenon that the wind suddenly strengthened, which has reference value for forecasting the start of snowfall. (2) There existed cold advection at 700 hPa and above, or cold advection enhancement, which is also a sign of the snowfall start. (3) The profiles of temperature advection calculated from the wind profile data can reflect the atmospheric stability conditions and provide a reliable basis for determining whether the snow is convective. Therefore, it has great significance for critical weather nowcasting to strengthen the wind profile and temperature advection profile monitoring 【期刊名称】《气象科技》
风廓线雷达资料与NCEP再分析资料对比分析
风廓线雷达资料与NCEP再分析资料对比分析 董丽萍;吴蕾 【摘要】为了对风廓线雷达探测到的水平风资料质量做一个初步的评估，本文利用NCEP再分析资料中的水平风数据分别与边界层风廓线雷达、对流层I型风廓线雷达和对流层II型风廓线雷达探测到的水平风进行对比，分析得出：风廓线雷达探测到的水平风的u、v分量与NCEP再分析资料中水平风的u、v分量的一致性较好，并且春季两种资料的一致性要优于夏季；边界层风廓线雷达在4 km以上探测资料非常少，在4 km以下资料的可信度较高；对流层风廓线雷达探测到的水平风资料在2~6 km的可信度较高。%In order to make a preliminary assessment of horizontal wind data detected by wind profiler radar. This article uses the horizontal wind data in NCEP 1o×1o reanalysis data respectively compared and analyzed the horizontal wind measured by three different types of wind profile radar. Then get the following conclusions: the u and v component of the horizontal wind detected by the wind profiler radars has a good consistency with the u and v component of the horizontal wind in NCEP reanalysis data, and the consistency of the two kinds of data in spring is better than summer;the boundary layer wind profile radar has a high reliability under 4km and the data consistency of troposphere wind profile radar is best between2~6 km.【期刊名称】《电子设计工程》 【年(卷),期】2014(000)014 【总页数】4页(P156-158,161)
不同季节天气条件下风廓线雷达测风精度分析
不同季节天气条件下风廓线雷达测风精 度分析 王德伟李政杨晶 摘要：随着时代的发展和科技的不断进步，通过相关的技术手段能够测算出不同季节天气条件下的相关数据资料。而本文就将针对不同季节天气条件下风廓线雷达测风精度进行详细的分析与讨论，通过一定的探测和资料对比，能够有效测算出晴空和不同降水条件下风廓线雷达所探测的精度以及高度随机变化的状况。通过不同季节天气条件的应用和数据探测，将风廓线雷达探测风精度的准确性进行逐步的分析，对于测算较低的环境和条件进行详细的算法改进，有效提升测算数据质量，提高探测的性能标准。 Key：气象观测;风廓线雷达系统;精度分析 引言 在不同的天气条件下，通过风廓线雷达能够提供以风为主要数据的高时间分辨率扩线数据，并且这种风廓线雷达能够全天不间断的进行工作运转。风廓线雷
达系统能够提高时空密度以及风场观测资料的准确性，在现如今的气象部门被广泛的应用。与此同时，风廓线雷达系统能够加强对于灾害性天气的预警，能够在第一时间有效的测算出一些恶劣影响的天气，尤其是面向一些具有高度灾害性的天气预测有着重要的探测作用。 1 不同季节天气条件下风廓线雷达测风的影响 利用风廓线雷达系统的观测数据资料，一水平风速的差异作为计算的主体，利用风廓线雷达系统。和探测空气球将携带的GTS1型探空仪进行细致的数据对比与分析。通过不同的季节和天气条件下所产生的水平风速差异做出详细的计算和分析。而处于不同季节和天气条件的影响，风廓线雷达系统所测出的水平风速差异也大有不同，以夏季和冬季为主要测算的两个季节，通过在晴空，夏季降水条，冬季寒冷空气进行风廓线雷达系统的水平探测和数据情况分析。 我们在数据探测和对比的过程当中，利用风廓线雷达系统的5波束进行观测顺应着东南西北四个方向，以一个垂直指向天顶的波束为中心，其他四个方向以相同的角度进行倾斜。在所有垂直速度处于一种水平均匀的状态下，采用垂直波束能够测算出径向速度垂风以及降水条件下关于风的精度，以此类推，即可测算出水平方的分量。对此，以相同的方法在晴空时节和降水条件以及气温偏低的条件进行数据测算，能够有效得到风廓线雷达系统在侧风时的各种影响因素，如果受到影响，那么风廓线雷达系统所测出的风速数据就会出现一定的偏差现象，这种现象泛指的是风廓线雷达系统所适应的环境限制，通过这种环境限制和风廓线雷达系统的应用能够清晰地观测到风的平均差与标准差。按照细致的推算和划分，以晴天无降水条件和阴天有降水条件下的环境进行风廓线雷达系统的应用，其中要了解晴天雨阴天的天气状况是否稳定，比如晴天的总云
CFL-03型边界层风廓线雷达的原理及其应用
CFL-03型边界层风廓线雷达的原理及其应用 许丽萍;刘敏;李礼;余家燕;刘芮伶 【摘要】本文描述了 CFL -03型边界层风廓线雷达的主要性能指标和技术指标；阐明了雷达系统的工作原理和技术特点；对其数据产品及应用情况进行了概括；最后将重庆主城区上空的实际探测数据与无线探空数据进行了对比和分析，以评估雷达测量数据的准确性。%This paper described the key performance and technical indicators of CFL-03 boundary layer wind profiler radar ,explained the working principle and technical features of radar system ,and summa-rized its major data products and their applications .Besides ,practical monitoring data of the radar at Chongqing urban areas was compared with radiosonde data in order to assess data accuracy of the equip -ment .【期刊名称】《分析仪器》 【年(卷),期】2014(000)005 【总页数】10页(P79-88) 【关键词】边界层风廓线雷达;工作原理;技术特点;数据产品;无线探空数据 【作者】许丽萍;刘敏;李礼;余家燕;刘芮伶 【作者单位】重庆市环境监测中心城市大气环境综合观测与污染防控重庆市重点实验室，重庆 401147;重庆市环境监测中心城市大气环境综合观测与污染防控重庆市重点实验室，重庆 401147;重庆市环境监测中心城市大气环境综合观测与污染防控重庆市重点实验室，重庆 401147;重庆市环境监测中心城市大气环境综合观
风廓线雷达在北京市气象局的业务应用
风廓线雷达在北京市气象局的业务应用 宋巧云;孙成云;梁丰;王令;杨立民 【摘要】简要总结了近年来风廓线雷达探测资料在北京市气象局的业务应用情况。风廓线雷达为实时监测、分析天气系统尤其是中小尺度天气系统的发生、发展提供了可能。其资料直接或二次开发后应用到天气监测、个例分析中，有利于加强预报员对中小尺度天气系统物理机制的进一步认识和理解，提高短时临近预报水平。风廓线雷达和微波辐射计配合使用，可以构建特种探空，用于补充常规探空时空分辨率的不足。该文目的旨在为风廓线雷达的业务应用提供更好的参考和借鉴。%The paper brielfy summarized the business application of wind proifle radar data in Beijing Meteorological Bureau in recent years. Wind proifler radar provides the possibility for real-time monitoring and analyzing the occurrence and development of weather especially the medium and small scale systems. It is helpful to have a better understanding of medium and small scale weather system physical mechanism for the weatherman so as to improve the nowcasting forecast level, if the direct or processing data of wind proifle radar is applied to weather monitoring and any case study. Wind proifle radar and microwave radiometer, used in conjunction, can build special soundings to make up a deifciency in time and space resolution of conventional soundings. This paper aims at providing a better reference to wind proifle radar applications. 【期刊名称】《气象科技进展》 【年(卷),期】2013(000)005
风廓线雷达测风精度评估
风廓线雷达测风精度评估 邓闯;阮征;魏鸣;葛润生 【摘要】采用风廓线雷达5波束探测模式的数据对测风精度进行评估分析,用垂直波束和其中两个相邻倾斜波束的探测数据构成一对计算因子,通过对同一距离高度 上的4对计算因子进行误差分析,评估风廓线雷达的测风精度,得到水平风在垂直指向连续高度上的精度.对北京延庆CFL-08风廓线雷达2010年3,6,9,12月4个典 型代表月份逐日连续探测资料进行了处理分析,结果表明:该雷达满足风速误差不大 于1.5m·s-1、风向误差不大于10°探测精度要求的最大探测高度6月、9月为8 km,3月、12月为6 km,基本符合该雷达探测高度的设计要求.信噪比、大气风场 的不均匀性是影响雷达测风精度的主要因素:信噪比影响了高空的测风精度,-15 dB 可以作为判断雷达测风可信数据最大探测高度的阈值；晴空大气出现的风场不均匀性对风廓线雷达的测风精度影响不大,降水出现时环境风场不均匀性造成水平风向、风速的测量误差较大,不能满足测风精度要求,特别是对流性降水发生前的1～2 h, 水平风向、风速的方差增长迅速,可以作为强降水出现的预警指标.%merits of the discharge process in triggered lightning are observed synthetically. The characteristics of induced voltages produced by triggered lightning on power lines and signal lines of an automatic weather station are measured and analyzed. The triggered lightning technique is also used to test the detection efficiency and precision of lightning location system in Guangdong Province. The peak current of return stoke (RS) ,the transferred charge within 1 ms after the RS beginning, the half-peak width and the 10%-90% risetime for RS waveform are recorded and analyzed. The relationship between the luminosity of the lightning channel and the