天气雷达岗前培训基础教材

参考文献 ................................................................ 66
I
第一章 天气雷达概述
第一章 天气பைடு நூலகம்达概述
一、 天气雷达对民航飞行的重要性
（一）恶劣天气对民航飞行的威胁 2010年4月10日，波兰总统卡钦斯基乘坐的飞机在俄罗斯机场坠毁。机载96人全部遇难， 卡钦斯基夫妇确认死亡。根据初步调查，该飞机坠毁的主要原因有三个，其中一条就是降落 地天气条件不佳，据称飞机失事时当地浓雾弥漫，能见度很低。那么，到底天气对航空运输 有着怎样的影响?哪些天气容易造成飞机飞行事故和延误?航空天气预报与普通天气预报又 有怎样的不同呢? 一架飞机从起飞、航行直至降落，经历了从对流层—平流层—对流层的高度变化，也会 经历各种不同的天气现象，主要分为可见天气现象和不可见天气现象。可见天气现象比如： 雷暴、大雨、大雾等，不可见天气现象如风切变、空中颠簸、空中积冰等。 在众多天气现象中，影响飞机飞行最大的，是风切变、低云、低能见度以及雷暴。 1.风切变 风切变是一种大气现象，指在短距离内风向、风速发生明显突变的状况。低空风切变对 飞机的起飞和降落有严重的威胁。强烈的风切变瞬间可以使飞机过早落地或者被迫复飞。在 一定条件下还可导致飞机失速和难以操纵的危险，甚至导致飞行事故。如图1-1-1所示。 风切变的多少要看机场的地理位置。由于雷暴可以引起风切变，因此，地理位置的纬度 比较低，即接近热带的地方，出现雷暴的机会比较多，容易引发风切变。但风切变不仅仅源 于雷暴，复杂的地形也可以带来风切变，比如香港机场、美国丹佛市等城市机场的周围有山 环绕，强风受山峦与谷地的地形作用，风切变的现象明显。此外，海风也容易引起风切变， 在香港也经常出现海风引起的风切变，一般人觉得海风不是很强的天气现象，但其实不然。 以香港机场为例，盛行风一般是东风，但从海上吹过来的风一般是西风，东风西风汇合在一 起，就会引起风切变。
中国民用航空华东地区空中交通管理局
气象雷达基础
----岗前培训教程
前言
经过多年的探索、实践与积累，华东空管局在气象专业岗前理论培训工作上 积累了丰富的经验，取得了丰硕的成果，受到上级的肯定。但随着航空气象信息 系统、自动气象观测、气象雷达等业务的持续发展，培训方式的不断改变，对培 训质量、培训效果提出了更新更高的要求。而在目前民航空管气象设备保障业内 缺少一本相对系统的专门供岗前理论培训使用的教材。有鉴于此，为了统一、规 范和梳理培训内容，进一步提高培训质量，华东空管局组织编写了此教材，使之 成为华东地区气象设备人员岗前理论培训工作的基本指南。
诚然，编者的能力有限、经验不足，错漏之处在所难免，同时也会出现和实 际需求存在差距的内容，在此恳请培训教员一定要进一步查阅资料完善教程内 容，并加以正面说明和引导。同时恳请参阅本教材的领导、同事不吝批评、指正！ 我们将不胜感激。因为您的参与，华东空管局机务专业岗前理论知识培训工作定 会更上一层楼。
《气象雷达基础--岗前培训教程》编写组
二○一六年七月
目录
目录
第一章 天气雷达概述..................................................... 1 一、 天气雷达对民航飞行的重要性..................................... 1 二、 雷达概述....................................................... 4
第三章 气象雷达原理.................................................... 30 一、 气象雷达概述.................................................. 30 二、 气象雷达的探测原理............................................ 32 三、 雷达发射机.................................................... 35 四、 雷达接收机.................................................... 45 五、 雷达天馈与伺服系统............................................ 53 六、 气象雷达信息处理.............................................. 59
本教材是按照《中国民用航空气象工作规则》和《民用航空气象人员执照管 理办法》要求，根据《中华人民共和国民用航空行业标准民用航空气象第5部分： 设备技术要求》、《民用机场多普勒天气雷达系统技术规范》、《民用航空静止气象 卫星资料接受处理系统技术规范》、《民用航空气象探测设施及探测环境管理办 法》等各项规定和内容编写的。目的是规范培训内容和流程，为教员2个月的气 象机务岗前知识培训教学提供统一的参考资料，以便对刚进入民航单位的气象信 息系统机务人员进行岗前理论培训，使其能够在较短的时间内完成对民用航空气 象机务的工作性质、要求、内容和操作规范的理解和掌握，同时也方便相关人员 自学参考，达到航空气象雷达执照申请或注册考试的理论要求。
本教材共分 3 个章节，主要由曹兢（华东空管局气象中心）负责编写，王晶 红（华东空管局气象中心）负责修订校阅。分别介绍了天气雷达概述、雷达气象 学及气象雷达原理等知识。其主要特点是根据气象雷达岗位实际出发，由浅及深， 从认识气象雷达业务的工作性质任务开始，逐步进入岗位基础知识，最后利用培 训中心的实训平台进行实际操作练习，夯实业务技能。
第二章 雷达气象学....................................................... 1 一、 气象目标对雷达电磁波的散射..................................... 1 二、 雷达气象方程................................................... 6 三、 有效照射深度和有效照射体积..................................... 7 四、 雷达气象方程的讨论............................................. 8 五、 超短波在大气中的折射.......................................... 11 六、 气象回波涨落及视频积分........................................ 14 七、 电磁波的极化.................................................. 16 八、 雷达回波的识别与分析.......................................... 22