新一代天气雷达三维组网技术及其应用研究
新一代天气雷达观测规定(第二版)
新一代天气雷达观测规定(第二版)综合观测司二○一八年十二月第一章总则第一条本规定是在《新一代天气雷达观测规定》（见气测函〔2005〕81号）基础上，为适应新一代天气雷达业务发展，进一步加强对新一代天气雷达业务的管理，依据《中华人民共和国气象法》和《气象设施和气象探测环境保护条例》修订而成。
第二条新一代天气雷达是指中国气象局布网的S波段、C波段多普勒天气雷达，其主要观测目的是监测和预警灾害性天气，特别是热带气旋、暴雨、冰雹、雷雨大风、龙卷、雪暴以及其它天气系统中的中小尺度结构等。
第三条新一代天气雷达观测业务是气象观测业务的重要组成部分，主要包括数据采集、处理、存储、传输、质控、整编、归档和雷达系统的维护维修、定标及气象探测环境保护等内容。
第二章岗位要求与职责第四条新一代天气雷达观测人员应具备相关专业大专及以上学历或中级及以上技术职称，了解雷达基本结构和原理，掌握雷达维护维修、定标及回波分析等技能。
第五条新一代天气雷达观测人员主要职责:（一）按照本规定开展观测工作，确保重大灾害性天气观测无遗漏和资料的可靠性、完整性、及时性及真实性。
（二）填写、保管各种电子和纸质记录、表簿及技术档案。
（三）执行雷达运行、监控和其他有关规章制度。
（四）负责雷达系统运行保障、工作模式选择、雷达系统适配参数和元数据参数管理、软件维护。
（五）负责雷达系统定标，以及雷达系统和附属设备的维护、保养与检修，保证雷达系统和附属设备稳定运行。
(六)负责雷达观测资料的整编、刻录（拷贝）、归档、存贮、可靠性检查。
第三章探测环境与保护第六条雷达站址环境及相关要求如下：（一）在雷达主要探测方向，包括重点服务地区和重要天气过程的主要来向，其遮挡物对雷达电磁波的遮挡仰角不应大于0.5︒，其他方向的遮挡仰角不应大于1︒，孤立遮挡方位角不应大于1︒，且总的遮挡方位角不应大于5︒，邻近雷达能覆盖该遮挡区域的则可适当降低要求。
（二）雷达站周边不能有影响雷达工作的电磁干扰，一旦出现干扰，相关管理部门应及时向当地无线电管理委员会提出申请，协调解决。
新一代天气雷达对灾害性天气的监测能力分析及未来展望
新一代天气雷达对灾害性天气的监测能力分析及未来展望摘要：自 20 世纪 9O 年代，我国开展大规模新一代天气雷达建设以来，已初步形成一个对大、中、小尺度灾害性天气监测的天气雷达业务网，并在防灾减灾中发挥了重要作用。
本文分析了新一代天气雷达对灾害性天气监测能力的现状，并提出了对天气监测的未来展望。
关键词：新一代天气雷达；灾害性天气；监测能力；分析；展望新一代多普勒天气雷达(以下简称“天气雷达”)可以有效地监测暴雨、冰雹以及龙卷等灾害性天气的发生和发展；同时还具有良好的定量测量回波强度功能，可以定量估算大范围降水；天气雷达除实时提供各种图像产品外，还可提供对多种灾害性天气的自动识别、追踪等产品。
天气雷达在灾害性天气监测和预警方面发挥着不可替代的作用。
天气雷达技术的应用极大地提高了各国气象和水文部门对极端灾害性天气的监测和预报能力，已成为世界各国构建业务雷达网之首选。
1新一代天气雷达灾害性天气监测能力现状我国于 1999 年开始天气雷达组网建设，组网雷达分别由三个厂家生产的 S 和 C 波段组成，共分 7 种型号，即 CIN R A D ／SA 、SB 、SC 、C B 、C C 、CD 和 CCJ。
截止 2009 年底，我国已完成 136 部雷达建设，覆盖全国 30 个省 (市、区 )，其中 132 部已投入业务运行或业务试运行。
我国受季风气候影响十分显著，每年进入汛期各种天气系统频繁在各地活动，是造成气象灾害的主要原因。
对于不同尺度天气系统新一代天气雷达的探测能力是不同的。
主要是由天气系统的水平尺度、垂直高度、发生发展、移动速度快慢以及内部结构所决定的。
新一代天气雷达不仅能够探测到目标物的回波强度、目标物位置，还可以给出目标物的平均径向速度和标准差。
虽然从单部多普勒雷达取得的平均径向速度和速度谱宽，并不能直接表示降水区的流场分布，但是从径向速度分布的图象可以提取出一些有益的天气信息，例如龙卷风、下击暴流、暴雨等一些具有强烈风切变、旋转、辐合辐散等流场的信息。
《县级综合气象业务指导》测试试卷预报预警（浠水）
《县级综合⽓象业务指导》测试试卷预报预警（浠⽔）⼀、填空题（共40题，每⼩题1.0分，计40分）1. 短历时强降⽔定义为1⼩时降⽔量≥20 毫⽶的降⽔；暴⾬红⾊预警信号发布标准是未来 3 ⼩时降⾬量（≥100 毫⽶）。
2．T-lnP 图上⽓块温度升降的曲线叫（状态曲线），⽽⼤⽓实际温度分布曲线叫（层结曲线）。
3. 影响台风移动的因⼦有（地转偏向⼒）、⽓压梯度⼒/总压⼒、内⼒、扰动加速度等。
4. 零度层亮带是（层状云降⽔）回波的⼀个重要形态特征。
5. 在亚洲地区，阻塞⾼压经常出现在（乌拉尔⼭）和鄂霍次克海地区。
6.⽓旋在越过⼭脉时强度常常发⽣变化，在迎风侧（减弱），⽽在背风侧增强。
7. 从流场上看江淮切变线可分为冷锋式切变线、暖锋式切变线和（准静⽌锋式）切变线三种。
8.⼀般情况下，与地⾯冷锋相配合的⾼空槽越深、槽后的冷平流越强，就越有利于冷锋后出现⼤风；⼤风区出现在冷平流（最强区域）所对应的位置。
9. （焚风）是当暖空⽓越过⾼⼭，变成下沉⽓流，在背风⾯上局地容易吹起的⼀种⼲燥的热风。
10. 对暴⾬形成有利的条件有强烈的上升运动、充分的⽔汽供应和（较长的持续时间）。
11、⽓象部门规定：24h 降雪量达（10mm）及其以上为暴雪。
12. 在形成华北暴⾬的环流系统中，（⽇本海⾼压）是⼀关键系统。
13. 和飑现象相联系的⼀类中系统叫飑中系统，它包括（雷暴⾼压）、飑线、飑线前低压、尾流低压等中系统。
14. 当 45-55dBZ 的回波强度达到（-20）度层的⾼度时，最有可能产⽣冰雹。
15. 新⼀代天⽓雷达系统的应⽤主要在于对灾害性天⽓，特别是与风害和冰雹相伴随的灾害性天⽓的监测和预警。
速度图上0等风速线呈反“S”型，表⽰实际风向随⾼度（逆时针）旋转，在雷达有效探测范围内为冷平流存在。
16. 对流风暴可以分为以下四类：普通单体风暴、（多单体风暴）、飑线和超级单体风暴，其中超级单体风暴与其他风暴本质区别在于是它总是伴随着⼀个持久深厚的中⽓旋。
新一代天气雷达网资料的三维格点化及拼图方法研究
新一代天气雷达网资料的三维格点化及拼图方法研究
新一代天气雷达网资料的三维格点化及拼图方法研究
文中研究了几种把球坐标系下的雷达网反射率体扫资料插值到统一的笛卡尔坐标系下的经纬度网格上以及用多个雷达的反射率网格资料进行三维拼图的方法,并对多个雷达同步观测的'反射率因子的空间一致性、系统误差以及雷达等距离线上回波的水平和垂直结构进行了分析.结果发现:在雷达资料格点化过程中,径向和方位上的最近邻居法和垂直方向的线性内插法的结合(NVI方法)是一种有效的雷达资料分析方法,它既能得到空间比较连续的反射率分析场,同时也较好地保留了体扫资料中原有的反射率结构特征;广州雷达和梅州雷达同步观测的空间一致性比较好;在多个雷达资料合成拼图的过程中,距离指数权重平均法能提供空间连续的三维反射率拼图数据,拼图也减轻了由雷达波束几何学引起的各种问题.
作者：肖艳姣刘黎平 Xiao Yanjiao Liu Liping 作者单位：肖艳姣,Xiao Yanjiao(中国气象科学研究院,灾害天气国家重点实验室,北京,100081;南京信息工程大学,南京,210044;中国气象局武汉暴雨研究所,武汉,430074)
刘黎平,Liu Liping(中国气象科学研究院,灾害天气国家重点实验室,北京,100081)
刊名：气象学报ISTIC PKU 英文刊名：ACTA METEOROLOGICA SINICA 年，卷(期)：2006 64(5) 分类号：P4 关键词：雷达网反射率三维拼图 NVI内插方法距离指数权重平均。
新一代天气雷达三维组网技术及其应用研究
新一代天气雷达三维组网技术及其应用研究新一代天气雷达三维组网技术及其应用研究一、引言天气雷达是现代气象学中一种重要的观测仪器，可以追踪和监测大气中的降水、大风、冰雹等极端天气现象。
随着科技的进步，天气雷达的应用在气象预测、灾害预警等领域中起到了至关重要的作用。
本文将对新一代天气雷达三维组网技术进行探讨，并分析其在气象领域的应用。
二、新一代天气雷达三维组网技术概述传统的天气雷达只能提供二维的雷达反射率数据，无法准确捕捉到大气中的三维结构信息。
为了克服这个问题，新一代天气雷达引入了三维组网技术。
三维组网技术利用多个雷达站点的观测数据，通过一系列算法和模型的处理，可以将二维雷达反射率数据转化为三维降水强度数据，精确地描述大气中降水的垂直分布和空间分布。
三、新一代天气雷达三维组网技术的原理新一代天气雷达三维组网技术的原理包括观测数据处理和三维重建两个步骤。
1. 观测数据处理：多个雷达站点同时观测同一场降水过程，并采集雷达反射率数据。
在传输过程中，观测数据需要经过去噪、几何纠正等处理，以保证数据的准确性和可靠性。
2. 三维重建：根据多个雷达站点的反射率数据，结合差分相位处理、多普勒速度测量等技术，通过雷达数据融合算法，实现对大气中的降水强度进行三维重建。
具体的算法包括贝叶斯反演算法、卡尔曼滤波算法等。
四、新一代天气雷达三维组网技术的应用1. 气象预测：新一代天气雷达三维组网技术可以提供更精确的降水强度和分布信息，有助于改进气象预测模型的准确度。
通过将三维组网数据与模型数据进行比对和融合，可以提高气象预报的准确性和可靠性。
2. 灾害预警：降水是洪涝、山洪、泥石流等自然灾害的直接原因，通过三维组网技术可以实时获取降水的空间分布和强度，借助灾害预警系统，可以提前预警并采取相应的措施减少灾害的发生和影响。
3. 航空和交通领域：新一代天气雷达三维组网技术可以提供更精确的雷达反射率数据，有助于改善航空和交通领域的气象预报和监测系统，提高对恶劣天气的预警能力，保障航空和交通运行的安全性。
CINRADCC-D新一代天气雷达回波精细化处理
学术论坛 / A c a d e m i c F o r u m144CINRAD/CC-D 新一代天气雷达作为全国组网性质雷达，遍布在全国各个角落。
但是由于中国地大物博，山川地势因地区而异，雷达在不同的地理环境和大气环境下，探测的效果也有较大出入，尤其是偏振参数方面，更容易受到影响。
因此，在观测之前，需要进行人为的设置，把滤波和门限等配置到合适程度，使回波更加精细化。
1 质量控制质量控制是从回波信号自身获取的特征值，来决定接收还是拒绝当前的数据，拒绝就是在用户显示软件中不显示该数据，从而得到更好的气象回波显示。
LOG：是信号强度的估计，该门限的设置用于反射率的质量控制。
LOG 并不是真正的SNR （信噪比），它是信号加噪声除噪声，LOG 门限的典型值是0.75 dB。
LOG1是dBT 估值的质量控制因子，LOG2是其他估计值的质量控制因子孤噪控制。
SQI：是对回波信号相关性的一种测量，所以SQI 门限一般用于速度和谱宽的检测，SQI 门限的典型值为0.1~0.3。
当气象回波信号较弱或谱宽太大时，可以通过SQI 质量控制因子进行检测。
CCOR：是设置用于删除杂波非常强的回波信号。
当杂波非常强时，计算出的CCOR 因子是一个非常小的负值（dB），CCOR 门限的典型值是-30 dB。
SIG：是对气象回波SNR 比的估计。
SIG 门限的设置主要用于谱宽的质量控制，来确保气象功率足够大，谱宽测量的精度可以满足要求，SIG 门限的典型值为5dB。
CINRAD/CC-D 雷达的质量控制调整方式如图1所示。
2 杂波图的获取杂波对消处理是在零频附近有一定凹口的高通滤波器，它在对地杂波有一定抑制作用的同时，必然会带来气象回波的损失。
在APRF、DPRF 解速度模糊时，在扩展的不模糊范围内，还存在镜像凹口，而且滤波器会对双偏振参数的估计带来一定的影响。
为了规避这些问题，采用在线实时建立杂波图的方式，使系统在杂波区域开启滤波器，在没有杂波或杂波非常弱的区域不需要进行滤波处理，这样可以大大减小因滤波摘要：CINRAD/CC-D 新一代天气雷达是中国气象局用于全国组网观测的重要设备，属于C 波段双偏振雷达，在气象探测领域发挥着极其重要的作用。
多普勒天气雷达三维数字组网系统开发及应用
多普勒天气雷达三维数字组网系统开发及应用3王红艳1)2)3) 刘黎平1) 王改利1) 庄 薇1) 张志强1)4) 陈小雷3)1)(中国气象科学研究院灾害天气国家重点实验室,北京100081) 2)(南京信息工程大学,南京210044)3)(河北省气象与生态环境重点实验室,石家庄050021) 4)(成都信息工程学院,成都610225)摘 要为充分发挥多普勒天气雷达网的联网观测优势,依托已有科研成果,开发了多普勒天气雷达三维数字组网软件系统。
介绍了该系统的整体设计、系统框架、主要功能模块、数据处理流程和相关算法,分析了系统性能及组网结果的实用性、可靠性,讨论了实际应用中影响组网效果的两个重要因素。
业务运行测试及实例分析结果表明:该系统运行稳定;在微机上可实现约15部雷达、频率为6min左右的高时间频率的三维组网;算法合理,组网结果可靠;为中小尺度天气分析提供了便利,为临近天气预报开发等工作提供了数据基础;有必要对软件系统进行升级,以便更好地满足应用需求,提高组网结果质量。
关键词:多普勒天气雷达;三维数字组网;软件系统引 言多普勒天气雷达是目前探测中小尺度对流天气系统的重要观测工具。
美国自20世纪80年代开始建立多普勒天气雷达观测网,为监测对流天气发挥了重要作用,大大提高了灾害天气预报预警的准确率。
我国从20世纪90年代末开始建设新一代多普勒天气雷达观测网,为提高我国气象业务水平发挥了重要作用。
但是,目前国内雷达都是单站观测,产品也基于单站,预警范围和临近天气预报外推时间都受到较大的限制。
国内已开发了基于雷达二次产品的拼图软件[1],并投入业务应用,但其拼图产品单一,预报员只能被动接收,无法进行二次开发,无法得到天气系统的三维结构等重要信息。
为了提高雷达对中尺度灾害性天气预报预警能力,有效利用雷达观测网的优势,有必要多部雷达联合观测,并进行多部雷达观测结果的拼接。
雷达三维组网数据不仅具有很高的分辨率,而且覆盖范围广,可以用于强天气分析算法、区域降水估计、中小尺度数值天气模式中雷达数据同化等[225]。
雷达试题章
一、填空1、我国新一代天气雷达业务组网的建设目标是：在我国东部和中部地区，装备（）和（）多普勒天气雷达系统。
2、根据我国雷达布局原则，在我国第二地形阶梯地域和黑龙江、吉林省布设（）频段新一代天气雷达。
3、根据我国雷达布局原则，在天气、气候相近的地区，组网的新一代天气雷达在（）和（）上要尽可能统一。
4、我国《新一代天气雷达系统功能规格需求书》要求：对大范围降水天气的监测距离应不小于（）km；对小尺度强对流天气现象的有效监测和识别距离应大于（）km。
5、我国《新一代天气雷达系统功能规格需求书》要求：雷达探测能力在50km处可探测到的最小回波强度S波段应不大于（）dBZ、C波段应不大于（）dBZ。
6、我国《新一代天气雷达系统功能规格需求书》要求新一代天气雷达应有一定的晴空回波探测能力，在湿润季节应能观测到（）km左右距离范围内的晴空大气中的径向风场分布。
7、新一代天气雷达系统的应用主要在于对灾害性天气，特别是风害和冰雹相伴随的灾害性天气的（）和（）。
它还可以进行较大范围降水的定量估测，获取降水和降水云体的（）。
8、从径向速度图像上可以看出气流的（）、（）和（）的特征，并可给出定性和（）的估算。
9、辐合（或辐散）在径向风场图像中表现为一个最大和最小的（），两个极值中心的连线和雷达的射线（）。
10、气流中的小尺度气旋（或反气旋）在径向风场图像中表现为一个最大和最小的（），中心连线走向于雷达射线（）。
11、具有辐合（或辐散）的气旋（或反气旋）表现出最大、最小值的连线与雷达射线走向（）。
根据中心连线的长度、径向速度最大值、最小值及连线与射线的夹角，可以半定量地估算气旋（或反气旋）的（）和（）。
12、新一代天气雷达采用（）体制，共有7种型号，其中S波段有3种型号，分别为（）。
C波段有4种型号，分别为CINRAD-（）。
一13、SA和SB雷达的正式名称分别为CINRAD-SA和CINRAD-SB，在国际上称为（）。
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新一代天气雷达三维组网技术及其应用研究
新一代天气雷达三维组网技术及其应用研究
目录：
一、引言
二、新一代天气雷达的发展背景
三、新一代天气雷达的基本原理
四、新一代天气雷达的三维组网技术
五、新一代天气雷达的应用研究
1. 天气预报及灾害预警
2. 气象观测和研究
3. 航空航天和军事应用
六、存在的问题及展望
七、结论
一、引言
天气雷达是一种用于探测和跟踪大气中降水和云的仪器设备，它在气象、水文、环境等领域中起着重要作用。
随着科技的发展和技术的进步，新一代天气雷达逐渐成为气象监测和预报的主力装备。
二、新一代天气雷达的发展背景
传统的天气雷达在观测效果、分辨率和定量化能力等方面存在一定的局限性。
新一代天气雷达采用了先进的技术和方法，能够实现更高精度、更精细的观测和分析。
三、新一代天气雷达的基本原理
新一代天气雷达主要基于雷达原理和散射原理进行观测和分析。
利用雷达波束辐射与大气中的降水或云粒子发生散射，通过接收雷达回波进行数据处理和分析，得出相关的气象参数。
四、新一代天气雷达的三维组网技术
新一代天气雷达的三维组网技术是指通过多个雷达站点的组网配置，实现对大范围区域的三维观测。
通过雷达站点之间的数据传输和融合，得到更全面、准确的目标区域的天气信息。
五、新一代天气雷达的应用研究
1. 天气预报及灾害预警
新一代天气雷达能够提供更精确的天气信息，对于天气预报和灾害预警具有重要意义。
通过对雷达回波进行分析和处理，可以提供更准确的降水强度、降水类型和风暴路径等信息，为预报人员提供更有力的依据。
2. 气象观测和研究
新一代天气雷达的高分辨率和高灵敏度，能够对大气中的微小颗粒进行观测和研究。
通过对云和降水的观测，可以更好地了解大气中的物理和化学过程，对气象学、云物理学等科学领域的研究具有重要意义。
3. 航空航天和军事应用
新一代天气雷达在航空航天和军事领域中也有广泛的应用。
它可以提供对天气条件和风暴活动的实时监测，对飞行安全和军事行动具有重要意义。
六、存在的问题及展望
新一代天气雷达在技术和应用方面仍然存在一些问题和挑战。
主要包括设备成本高、数据处理复杂、观测精度和范围限制等方面。
未来的发展应继续推动新一代天气雷达的技术创新和应用研究，以提高其性能和效果。
七、结论
新一代天气雷达的三维组网技术及其应用研究对气象监测和预报具有重要意义。
它可以提供更精确、全面的天气信息，为天
气预报、灾害预警、气象观测和航空航天等领域提供有力支持。
尽管存在一些技术和应用问题，但随着技术的进步和应用需求的增加，新一代天气雷达有望在未来发挥更重要的作用
八、技术和应用问题
尽管新一代天气雷达在提高天气预报准确性和提供更全面的天气信息方面具有重要意义，但其仍然面临一些技术和应用问题。
首先，设备成本较高是一个主要问题。
新一代天气雷达需要使用先进的技术和材料，使得设备的制造和维护成本较高。
这导致了该技术在一些地区和国家的推广和应用受到了限制。
其次，数据处理复杂也是一个挑战。
新一代天气雷达能够采集大量的数据，但如何对这些数据进行有效处理和分析仍然是一个问题。
对大量的雷达回波数据进行处理和解释需要复杂的算法和大容量的计算资源，这对数据处理的要求较高。
此外，观测精度和范围也是新一代天气雷达的局限性。
在某些情况下，由于雷达的观测范围和精度限制，可能无法准确地观测到远离雷达站点的天气现象。
而且在复杂地形和城市环境中，雷达的观测精度可能会受到干扰，影响数据的准确性。
九、展望
虽然新一代天气雷达面临一些技术和应用问题，但随着技术的发展和应用需求的增加，我们有理由相信新一代天气雷达将在未来发挥更重要的作用。
首先，技术创新是解决问题的关键。
新一代天气雷达需要不断进行技术创新，改善设备性能和降低制造成本。
例如，开发更先进的雷达天线和接收机技术，提高雷达的观测精度和灵敏度，同时减少设备的体积和功耗。
其次，数据处理和分析算法的改进也是重要的方向。
针对
大量的雷达数据，需要开发更高效的算法和方法，提高数据处理的速度和准确性。
同时，还可以结合其他观测数据，如卫星数据和地面观测数据，进行多源数据的融合，提高天气预报的准确性和可靠性。
最后，合作与共享是促进新一代天气雷达发展的重要途径。
各国和地区可以加强合作，共享观测数据和研究成果，加快技术研发和应用推广的进程。
通过共同努力，可以进一步提高新一代天气雷达的性能和效果。
十、结论
新一代天气雷达的引入对气象监测和预报具有重要意义。
它通过三维组网技术提供了更精确、全面的天气信息，为气象预报、灾害预警、航空航天和军事应用等领域提供了强大支持。
尽管存在一些技术和应用问题，但随着技术的进步和应用需求的增加，新一代天气雷达有望在未来发挥更重要的作用。
通过技术创新、数据处理和分析算法的改进，以及合作与共享，可以进一步提高新一代天气雷达的性能，为各个领域提供更准确、可靠的天气信息
在本文中，我们讨论了新一代天气雷达的技术特点和应用前景。
新一代天气雷达通过引入三维组网技术，能够提供更精确、全面的天气信息，为气象监测和预报、灾害预警、航空航天和军事应用等领域提供了强大支持。
然而，新一代天气雷达在技术和应用方面仍存在一些问题和挑战。
首先，由于雷达观测通常涉及到大量的数据处理，需要更高效的算法和方法来提高数据处理的速度和准确性。
同时，还需要结合其他观测数据进行多源数据的融合，以提高天气预报的准确性和可靠性。
其次，新一代天气雷达的设备性能和制造成本也需要得到改善。
通过行技术创新，可以开发更先进的雷达天线和接收机技术，提高雷达的观测精度和灵敏度，同时减少设备的体积和功耗。
这将有助于提高雷达的性能，并降低雷达的制造成本，使其更加普及和应用广泛。
最后，合作与共享是促进新一代天气雷达发展的重要途径。
各国和地区可以加强合作，共享观测数据和研究成果，加快技术研发和应用推广的进程。
通过共同努力，可以进一步提高新一代天气雷达的性能和效果，为各个领域提供更准确、可靠的天气信息。
综上所述，新一代天气雷达的引入对气象监测和预报具有重要意义。
尽管存在一些技术和应用问题，但随着技术的进步和应用需求的增加，新一代天气雷达有望在未来发挥更重要的作用。
通过技术创新、数据处理和分析算法的改进，以及合作与共享，可以进一步提高新一代天气雷达的性能，为各个领域提供更准确、可靠的天气信息。
这将为气象监测和预报、灾害预警、航空航天和军事应用等领域带来巨大的发展潜力。