气象观测

雷达产品的生成

再由天线将发射机的信号以波束的形式发射到大气并接受返回的能量。

由发射机发射一个射频信号。

天线接受返回(后向散射)能量时,它把信号传给接收机,由于接收机收到的回波能量很小,所以在模拟信号的形式传送给信号处理器之前必须由接收机进行放大。

当接收机传来模拟信号后,信号处理器完成三个重要功能:地物杂波消除,模拟信号向数字化的基本数据的转换,以及退多普勒数据的距离折叠。

再经过数据记录和雷达产品生成为子系统的转换,经过雷达操作员输入的指令,在体扫的基础上产生需要的产品。

雷达产品简介

1、平面显示

指雷达以固定仰角,天线以全方位扫描的探测方式而获取的数据,通过雷达中心的极坐标形式,采用不同的彩色色标来表示数据的大小和方向而产生的图象产品。包括回波强度、径向风场、速度谱宽等。

2、距离高度显示

指雷达天线通过以固定方位作俯仰扫描的探测方式所获取的数据,在以雷达坐标原点的极坐标中用不同的色标来表示数据的大小和方向而产生的图象产品。距离高度显示包括回波强度、径向速度、速度谱宽。

还有等高平面显示、任意垂直平面显示、局部多层显示等。

回波分类

非气象回波

这类回波的直接来源是地物、飞机等非气象目标物对电磁波的反射以及由于雷达性能而引起的虚假回波。

气象回波

形成这类回波的直接因素是大气中云、降水中的各种水汽凝结物对电磁波的后向散射和大气中温、压、湿等气象要素剧烈变化引起的。按地面是否有降水,还可分为降水回波和非降水回波两部分。降水回波包括:层状云连续性降水回波,对流云阵性降水回波,集层混合云降水回波等。非降水回波包括:云的回波、雾的回波、闪电信号及其回波等。

一、多普勒雷达速度图的基本知识

1.1识别速度图的基本知识

在速度图上,径向速度的大小和正负是通过颜色变化来表示的.暖色(棕黄、红等八色)表示正径向速度,冷色(蓝、绿等八色)表示负径向速度,作为一种约定,离开雷达的径向速度为正,流向雷达的径向速度为负.

实际风与径向风的关系

(1)零等速度线上的实际风与雷达波束垂直.

(2)假定在雷达探测范围内,同一高度的实际风向是均匀的,从雷达显示屏中心出发,沿径向划一直线到达零等速线上某一点,过该点划一矢量垂直与此直线,方向从入流径向速度一侧指向出流径向速度一侧,此矢量即表示垂足点所在高度层的实际风向.

(3)若零等速度线为直线,且横跨整个雷达显示屏,则表示雷达所探测到的各高度层上,

实际风向是均匀一致的.

1.2雷达径向速度场分析技术与方法

(1)零径向速度走向

若零径向速度走向有折角,反映了水平流场中有不同方向气流存在,大气中可能存在锋面,辐合线,槽线等流场系统,则配合正,负中心分布和回波强度特征,又可以分出属于什么天气系统.

(2)零径向速度线走向是否和距离圈平行

若平行,可能出现远离中心和朝向中心径向排列的情形.风向和雷达波束平行,零径向速度线即为辐合线或者辐散线.有时零径向速度线为闭合曲线,则表征不同高度上存在风向辐合,即存在风的垂直切变

1.3朝向分量和远离分量特征(实用)

(1)大片正区和负区是否和原点对称,范围是否大致相等.若是,则说明不同高度水平流场的基本气流是一致的;反之,则说明不同高度上水平流场中存在不同方向气流,甚至中小尺度系统存在.

(2)大片正区和负区是否与雷达波束对称.

这条可以用来判断锋面和切变位置.锋面存在时,正负中心往往与雷达波束对称排列.(3)有无紧密相邻的成对强小尺度正负中心存在.若有,且两强中心相距很近,就应分析强中小尺度天气系统甚至飑线存在的可能.

1.4几种典型天气系统径向速度模式

(一)基本气流的判别

正负速度区对原点对称,正负中心完全和原点对称.零径向速度线是一条直线并且通过原点.这就是典型的基本气流,无重要天气.

(二)锋面和切变系统

从天气学可知,冷锋后一般吹北风,冷锋前则吹偏南风,锋前有暖平流,锋后有冷平流,因此,冷锋过境前后,一定有多普勒雷达径向速度特征.

气象观测

冷锋或冷锋式切变的识别

(1)开始有东北-西南走向然后折向西北-东南方向的零线,零线附近等值线密集,零线有明显折角.

(2)冷锋位于等值线密集带靠近远离速度中心一侧,并向零线折角方向延伸.

(3)折角位于测站以北,冷锋未过境.折角位于测站以南,冷锋已过境.

(4)有NE-SW走向而无折角,也可能有冷锋存在.

暖锋或暖切变的识别

(一)多普勒径向速度分布大体具有对称性,东北和北方为远离区,西南方为朝向区。(二)远离分量的范围较朝向分量的范围大,常有两个远离分量极大值,一个偏北一个偏东。(三)零径向速度线有明显折角,折角以西零线呈西南西-东北东走向,并且有密集的多普勒速度等值线。

(四)暖锋切变位于朝向区一测西南西-东北东走向的等值线密集带的南沿到等值线的折角处。

(五)折角位于测站以东时,暖切变位于本站以南,折角位于测站以西时,暖切变位于测站以北。

(六)有东北东-西南西走向的回波带与暖切变配合。

锢囚锋的识别

暖气团、冷气团和更冷气团相遇时先构成两个锋面,然后其中一个锋面追上另一个锋面,即形成锢囚。

由于锢囚锋形成低空为暖平流,高空为冷平流。这时风向随高度增加先作顺时针旋转,后作逆时针旋转。径向速度廓线在近距离为“S”型,远距离为反“S”型。

急流识别

当雷达显示高度范围内,存在某一急流,或有强风速切变时,在此急流层以下风速随高度增加而增加,而在急流层以上,风速随高度增加而减少

(三)中小尺度流场系统

中尺度气旋与反气旋

假定中尺度气旋与反气旋在雷达北面50KM以外。

按气旋流场,由于在垂直气旋中心方向上只有切向速度而无径向速度,因此零径向速度线穿过涡旋中心,在左面为指向雷达流场,呈负值;右面则为远离雷达流场,呈正值。反气

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