三4+雷达强度场降水回波分析
雷达回波识别
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。
(/groups/birdrad/COMMENT.HTM)
Laughlin, TX (KDLF) Precipitation Mode Bat Roost Rings
(/groups/birdrad/COMMENT.HTM)
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
h h 0 rsi n r 2 /2 ( R m ')
1.1探测内容
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）
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。
34
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。
2017年8月3—4日岫岩县特大暴雨雷达回波分析
2017年8月3—4日岫岩县特大暴雨雷达回波分析朱宪龙;肖光梁;纪永明【摘要】利用常规MICAPS资料和多普勒雷达资料,对2017年8月3—4日辽宁省岫岩县特大暴雨过程的天气环境背景及雷达回波特征进行分析.结果表明,此次降水过程特点为影响范围广、降水强度强、持续时间长;天气形势为高空东北冷涡提供冷空气输送,西太平洋副高及台风\"海棠\"带来源源不断的水汽;中尺度系统为高空急流、低空西南急流水汽输送,低层有明显的切变线系统辐合形势,地面有辐合线存在,同时岫岩县山区地形明显,更加有利于辐合抬升及水汽堆积;大连、丹东地区700 hPa以下有比较深厚的湿层,850 hPa风速最大可达22 m/s,比湿最大可达22 g/kg,辽宁省南部地区的水汽条件较好.K指数大于35℃,沙氏指数(SI)和抬升指数(LI)小于0℃,层结不稳定.CA PE值均大于1000 J/kg,不稳定能量不断堆积;岫岩此次降水过程主要降水时段分为3个阶段,此次降水过程的雷达回波为明显的\"列车效应\",并具有后向传播及低质心暖性降水的特征.【期刊名称】《现代农业科技》【年(卷),期】2019(000)002【总页数】4页(P144-147)【关键词】系统背景;特大暴雨;列车效应;辽宁岫岩;2017年8月3—4日【作者】朱宪龙;肖光梁;纪永明【作者单位】辽宁省气象灾害监测预警中心,辽宁沈阳 110166;辽宁省气象灾害监测预警中心,辽宁沈阳 110166;辽宁省气象灾害监测预警中心,辽宁沈阳 110166【正文语种】中文【中图分类】P412.25多普勒天气雷达具有较高的时间和空间分辨率，是探测暴雨中尺度降水系统演变的有力工具。
暴雨是一种常见的灾害性天气，通过对暴雨的雷达特征进行分析，可以在一定程度上提高暴雨预报的准确性。
众多气象学者针对暴雨雷达特征进行大量研究工作。
陈传雷等[1]应用常规天气资料和多普勒雷达回波资料对暴雨天气进行诊断分析，确定了辽宁区域性暴雨模式，并揭示了多普勒雷达的基本反射率和基本径向速度等产品在短时强对流性天气预报中的指导意义。
在一次强降水天气过程中X波段移动雷达与S波段雷达对比分析
在一次强降水天气过程中X波段移动雷达与S波段雷达对比分析发布时间：2021-11-29T03:44:37.363Z 来源：《现代电信科技》2021年第14期作者：申天瑶章婉奇余星毅魏雯婷方韵[导读] 为研究X波段移动雷达的实用性，通过对长沙S波段多普勒天气雷达和莲花X波段移动雷达资料在一次暖区强降水天气过程中的观测资料结合自动站降水资料进行对比分析，得出：X波段移动雷达在探测降水回波时，衰减严重，探测到的回波强度较S波段多普勒雷达弱；在探测降水回波的强度变化趋势以及移动比变化时，与S波段雷达探测结果基本一致；X波段移动雷达对弱到中等强度降水回波具有更灵敏的探测能力，与S波段雷达相结合使用，能在短临预报预警和人工增雨防雹中发挥重要作用。
（长沙市气象局 410000）摘要：为研究X波段移动雷达的实用性，通过对长沙S波段多普勒天气雷达和莲花X波段移动雷达资料在一次暖区强降水天气过程中的观测资料结合自动站降水资料进行对比分析，得出：X波段移动雷达在探测降水回波时，衰减严重，探测到的回波强度较S波段多普勒雷达弱；在探测降水回波的强度变化趋势以及移动比变化时，与S波段雷达探测结果基本一致；X波段移动雷达对弱到中等强度降水回波具有更灵敏的探测能力，与S波段雷达相结合使用，能在短临预报预警和人工增雨防雹中发挥重要作用。
关键词：强降水，雷达资料，对比分析1 引言由于多普勒雷达探测“点少面广”，探测盲区和距离衰减不可避免，有时因网络故障或雷达故障，实时探测资料也难以保障。
而X波段移动雷达较S波段多普勒雷达探测距离小，但稳定性及可维护性更好，X波段雷达发射功率低且天线直径小，且短波雷达对弱气象目标物有更灵敏的探测能力，能够有效补充S波段雷达探测的不足[1]。
将X波段雷达和S波段多普勒雷达资料结合起来使用，相互弥补不足，有效提升防灾减灾能力，因而将X波段雷达与S波段雷达资料在一次暖区强降水天气过程中进行同步对比观测，有效提高预报预警准确性，在防汛中起到重要作用。
天气雷达的回波强度自动标校技术
第２卷 ９
４
第 １ 期 ０
现 代 雷 达
Ｍｏ ｅ ｎ Ｒａ ａ ｄ ｒ ｄ ｒ
Ｖｏ ＿ ９ Ｎｏ １ ｌ２ ．０ Ｏｃｏ ｅ ０ ７ ｔｂ ｒ２ ｏ
２０ ０７年 １ ０月
天 气 雷 达 的 回波 强度 自动 标 校 技 术
黄 晓 ， 兴玉 黄
（． １ 新疆气象局 ， 鸟鲁木齐 ８００ ； ２ 安徽 四创 电子股份有限公 司， 合肥 ２０８ ） ３０ ２ ． ３０８
【 摘要】 介绍了天气雷达系统的回波强度 自 动标校技术， 详细分析了新一代多普勒天气雷达自动标校的技术原理，
对其在 自动标校中采用的 Ｄ Ｓ技术 以及标校技术 的实施方法作 了具体 的介绍 ， Ｄ 并测量了 回波强度 自动标 校的准确度进行
力， 且也利于雷达故 障的及时发现和方便维修。
１ 降水 回波强度标校原理和分析
在雷达气象学 中， 常用反射率 因子 ｚ 也用 ｄ Ｚ （ Ｂ 表示 ，Ｂ １ Ｚ 来反 映降水 的强度 。气象 回波强 ｄ Ｚ＝ ０ｌ ） ｇ 度一般 用 反射 率 因子 ｚ表 示 ， 位 为 ｍｍ ／ 单 。ｍ 。反 射
率 因子 ｚ是 一个 只 由降 水物 自身 特性 决定 的物 理量 ， 它和 降水 强度 之 间存 在着 直接 的关 系 。
测量的准确度 ， 雷达回波强度定标是天气雷达组网定 量测量的基础 ， 是提高天气雷达 的探测精度 的重要手 段 。天 气雷达 回波强 度 的 自动标 校技术 在 于对雷 达 系 统发射参数、 接收参数 的自动检测 ， 进而运用雷达气象 方程对回波强度值进行准确的定标 。新一代天气雷达 采用 自动标 校技 术提高对 天气 回波强度测量 的准确 度， 进而可以较准确估算降水强度 、 降水量， 识别 、 判断 强对流天气。新一代天气雷达系统作为一个测量 系统 对 降水 天气进 行定 量测 量 ， 系统 设 有稳 定 的测 试 信号 源、 发射功率监测装置等 ， 以实现系统对探测 的回波强 度 自动进 行准 确定标 ， 而提 高对 气 象 回波强 度 进 行 从
雷达气象学课件：5层状云降水、积层混合云降水回波分析
典型混合云降水回波 受低涡影响，黑龙江省境内6小时的最大降水量达54毫米。
回波面积大，几乎充满整个范围，边 缘破碎，无明显边界。在均匀的层状 云中镶嵌着密实的对流云团块，强度 最大值达48dBZ。
零速度线明显的“S”型，从低至到高层有暖平流存 在；近测站有“牛眼”，风速随高度先增后减，而 后又随高度增加；对应强度较强的对流云区，在正 南方，有逆风区，此处辐合辐散较强烈，对流云发 展旺盛。
混合云降水特殊回波——人字型回波
云体A云体B在测站南部距离50公里处 汇合，形成“人字型”回波，在回波 的前部清晰可看到出流边界，距强对 流前部约5km左右。
距测站50km处的南部的“人字型” 回波的汇合点,风速达17.2m/s,风速
最大值与“人字型”回波的汇合点 相对应。
层状云降水、积层混合云降水回波分析
1、层状云降水的雷达回波特征 2、积层混合云降水回波特征
1、层状云降水的雷达回波特征
PPI回波特征：成片分布，面积较大，回波边缘模糊发毛，在 大片弱回波中偶有个别强度较强的回波团（强度一般在20－ 30dBz）； RHI回波特征：结构均匀，顶部虽有起伏，但相对起伏较小 （相对于对流云降水），比较平整，垂直厚度不大（一般5－ 6Km，因地区、季节而不同），水平尺度要比垂直尺度大得多； 零度层亮带：又称融化带，是层状云降水的一个重要特征， 通常出现在零度等温线以下几百米的地方。
PPI回波特征：范围比较大，回波边缘支离破碎，没有明显 的边界，回波中夹杂有一个个结实的团块，强度40dBz或以 上，有时强回波带可形成一条短带； RHI回波特征：柱状回波高低起伏，高峰部分可达雷阵雨高 度，一般只有连续性降水所具有的回波高度，有时还共存对 流云阵性降水回波特征（柱状回波）和层状云连续降水回波 特征（零度层亮带）
一次强对流天气雷达回波分析
一次强对流天气雷达回波分析一、引言强对流天气是一种特殊的天气现象，其常伴随着暴雨、雷电、龙卷风等极端气象事件。
这些极端天气现象可能会给人民生命和财产带来重大威胁，因此强对流天气的警报和监测非常重要。
雷达是一种有效的气象监测工具，可以用于监测强对流天气的发生和发展，提供准确的预警信息。
本文将对强对流天气雷达回波分析的基本原理、技术方法和应用进行探讨，并结合实例进行分析。
二、强对流天气雷达回波的基本原理雷达回波是指雷达向大气中发射电磁波，当遇上雨滴、冰晶等介质时，会被反射回来并被雷达接收器接收到的信号。
雷达回波信号强度与回波信号的反射系数、降雨量、降雨密度、雷达波长和雨滴粒径等参数有关。
由于强对流天气的特殊性质，其回波信号在雷达接收端的表现较为突出，常常具有以下特征：1.回波强度突然增加。
2.回波垂直延伸范围大。
3.回波内深层反射面清晰。
4.回波内存在尖点或闪电现象。
5.回波呈现出多层回波结构。
三、强对流天气雷达回波分析的技术方法对于雷达回波信号的分析，目的是为了确定天气现象的类型、强度和轨迹，为预测和预警提供数据。
在强对流天气中，雷达回波的分析需要采用一些特殊的技术方法。
例如：1.雷达图像识别技术。
该技术基于雷达回波的分布图像，在灰度共生矩阵、纹理特征、图像熵等基础上，通过模板识别和分类算法来识别飑线、旋转风暴、高尺度回波等强对流天气类型。
2.反射率图解析技术。
该技术是指利用雷达返回强度与事先设定的标准强度比较，将雷达回波划分为几个等级。
通过比较反射率的大小，可以判断强对流天气的类型和强度。
3.体扫雷达技术。
体扫雷达是指利用雷达扫描一定方位角之间的所有角度，获取雷达回波立体数据的技术。
通过对立体数据的分析，可以获取强对流天气的三维体积信息，相对于面扫雷达有更好的预测能力。
四、强对流天气雷达回波分析的应用强对流天气雷达回波分析可以为天气预测、防灾减灾等方面提供有效的数据和技术支持。
例如：1.预警预报。
如何看雷达回波图
如何看雷达回波图
天气预报里的雷达图由当地的地图和不规则的颜色块组成，颜色从蓝
色到绿色、黄色、橙色、红色到紫色，图的旁边有雷达站名、时间、和数
据范围，还有一条标示着数字的竖向的颜色条，从蓝色到紫色数字渐大，
并标有数字单位，为dBZ。
dBZ的范围是10—70DBZ。
在雷达图上，颜色表示气象雷达的回波强度，从蓝色到紫色的渐进变化，代表回波强度由小到大，降雨强度逐渐提升。
dBZ叫反射率因子单位，数值越高，代表降水强度越大。
一般而言，蓝色回波对应的区域表示当地被降水云系笼罩，但尚未出
现降雨；绿色回波覆盖的区域代表当地正沉浸在小雨之中；黄色到红色回
波覆盖的区域有中到大雨；而紫色回波的区域降水强度最大，该地区正
“沦陷”于暴雨、甚至大暴雨之中，并有可能伴随雷电大风甚至冰雹等剧
烈天气。
天气预报里的雷达图就这么看。
雷达回波外推预报的误差分析
雷达回波外推预报的误差分析
王改利;赵翠光;刘黎平;王红艳
【期刊名称】《高原气象》
【年(卷),期】2013(32)3
【摘要】基于天气雷达资料的外推预报是灾害天气临近预报的基础,选取4次强降水过程分析了外推预报的误差。
主要分析方法包括3个步骤:(1)采用多尺度回波跟踪方法确定雷达回波的运动场;(2)采用半拉格朗日平流方案对雷达回波进行外推;(3)预报结果和观测结果进行对比。
利用去相关时间方法分析了雷达回波的可预报性,利用预报技巧评分和相对绝对误差对外推预报的误差进行了定量分析。
此外,还分析了外推预报的误差与尺度之间的关系,以及外推预报中的不确定因素——回波强度变化和回波运动场变化在预报误差中的相对重要性。
这4次强降水过程的误差分析表明,预报误差随预报时效的变化基本上是以指数规律递减的,大尺度的降水系统对应较长的持续性,对于发展演变较快、尺度较小的风暴,其持续性较短。
【总页数】10页(P874-883)
【作者】王改利;赵翠光;刘黎平;王红艳
【作者单位】中国气象科学研究院灾害天气国家重点实验室;中国气象局国家气象中心
【正文语种】中文
【中图分类】P456.1
【相关文献】
1.基于雷达外推和中尺度数值模式的定量降水预报的对比分析
2.雷达回波外推方法在临近降雨预报中的应用
3.基于ConvLSTM的雷达回波外推预报
4.一种雷达回波外推短临预报方法仿真
5.结合中尺度模式物理约束的雷达回波临近外推预报方法研究
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
强度和速度图的零度层亮带
PPI显示：表现为圆环或圆弧，是虚假的强降水区域。对流云或混 合云当不稳定降水转化为稳定降水时，也会出现零度层亮带。
零度层亮带
定义：层状云降水回波的主要特征，是冰水混合层， 反映层状云中有明显的冰水转化区。零度层以上降水 粒子以冰晶为主，以下全部为水滴。说明层状云气流 稳定，无明显对流活动。
生命史：每一对流单体均对应一强中心，一个 单体的生命期约20~30 min，具体与强度和尺度 有关。
积云降水回波强度特征
PPI：表现为几km到几十km不规则分散、孤 立“块状”。回波通常由单个或多个对流单体形成 的回波组成。回波尺度小，结构密实，边缘清晰， 强度较强（35dBz以上），持续时间变化大。强 中心到外围的强度梯度较大。
对流云降水回波的速度图
1.0度 3.0度
5.0度
• 成熟对流云强度回波，可以清楚地看到 低层辐合，高层辐散的垂直结构。
成熟对流云降水回波
回波较强处，速度等值线密集
速度场RHI：呈柱状，砧状，纺缍状等，不同高度
有环境风切变。有时出现正负速度紧挨着，说明该处有 辐合或辐散场。回波底有时的正速度表明有上升气流。
回波形状：呈离散的块状，或随不同天气过 程排列成带状、条状、离散状，涡旋状等，有强 回波中心。
对流云降水的回波强度
通常有密 实的结构， R的空间 梯度比较 大，强中 心的反射 率因子通 常在35dBz 以上。
30
对流云降水回波
回波经常由许多分散的回三.4雷达的降水回波分析 ζ10.5
大气科学学院
降水类回波的形成原因
形成降水回波的粒子是大气中云、降水 等气象目标物，及各种水汽凝结物对电磁 波的后向散射，雷达接收到散射能量，形 成回波。
2
降水云分类
根据云的发生学分类：
层状云：因自身冷却或气团沿锋面缓慢抬升 而形成的云常呈均匀幕状，称为层状云。
A
B
带有云顶上冲和穹隆结构的 雷暴云回波
低层：气旋式辐合 高层：辐散
0.5度
3.0度
雷暴单体的强度和速度
B A
B A
A：三体散射，B：旁瓣回波
强雷暴单体回波的PPI图
B
A
A：三体散射 B：旁瓣回波
（2）多单体对流云回波
对 流 性 降 水 21:26 回 波
速度图
19:55 21:51
层状云降水回波的径向速度图
速度 模糊
右图：从低空到高空为偏西风。 右图：低空呈S型，存在暖平流。
2、对流云降水回波
对流云或称积状云，是由对流运动所产生， 通常与短时强烈天气相对应。
对流云降水：阵雨、雷雨、冰雹、暴雨等，一 般出现在快速移动的锋面上、冷锋前暖区、气团 内部、副高边缘、台风外围等地方。
2020/2/24
35
对流云降水回波的RHI
2020/2/24
36
典型强对流云回波的RHI
A
F D
B C
E
A：旁瓣回波 B：三体散射 C：云砧 D：穹隆 E：悬挂回波 F：回波墙
对流云降水回波
对流云降水回波的速度图
PPI：由于对流云尺度较小，分布零散，速度 图也表现较为零散，速度等值线分布密集，切 向梯度比较大。 （1）每个对流单体都有完整的垂直环流系统， 包括高低空辐合辐散，上升气流等； （2）每一个对流单体的产生，发展和组织形式 均与环境风切变有关，在速度场上表现明显。 （3）部分强对流天气具有中气旋结构。
PPI：高仰角时亮带为以测站为中心的环状或半环状。 RHI：出现在零度层高度以下，最强回波高度距零 度层约200～300米，亮带强度比其两侧的回波强10～ 15dBz。速度图上，零度层亮带和其它回波是一样的。
零度层亮带的形成
云砧
零度层亮 带
平流层高度 冻结高度
凝结高度
亮带：是冰晶粒子和液态降水粒子的混合层，由于 缓慢降落的冰晶在零度层附近发生表面融化，使反 射率增大，形成亮带。
对流云降水回波的RHI特征
RHI：单体呈柱状结构，垂直伸展接近水 平伸展，强对流单体顶部有云砧向下风方伸展 或呈花菜状，强中心呈悬垂中空，云体随对流 发展变厚。回波顶发展较高，一些发展强烈的 单体可达10km，个别可达20km。
2020/2/24
33
典型强雷暴云的RHI显示
A 云砧
对流云降水回波的RHI
层状云回波形状
大面积丝缕 状结构明显， 充满整个屏 幕！
有 时 有 强 中 心
层状云回波尺度
垂直尺度远 小于垂直尺 度
2020/2/24
2020/2/24
13
层状云降水回波的RHI显示
云体厚度小，回波高度约5-6km 顶部和底部平坦，结构均匀。
零度层亮带
低仰角
高仰角
零度层亮带回波
对流云降水回波分类 （1）对流单体：一个雷暴云
普通雷暴单体的发展模式
1、无降水，回波强度大 2、有降水，回波中心和顶高 3、回波顶高， 强回波中心下降，降水减弱
初生：上升气流占据，成熟：上升/下沉共存，消亡：下沉气流占主导。
特征：上升/下沉气流；向上柱状耸立；云砧；卷云。
雷暴单体回波图
强度
0.0度速度图
积云－对流云：由热力对流和动力抬升而形 成的云，往往垂直向上发展较盛。云体的轮廓 一般比较分明。
积层混合云：同时具有对流云和层云特征的 云型。
层状云
均匀幕状 降水连续，范围大
积状云或对流云
孤立高耸，各种形状 局地强降水
1、层状云降水回波
层状云降水：稳定性或连续性降水。 特点：水平尺度大、持续时间长，强度均匀， 时间变化缓慢。 强度图特征： PPI：呈均匀连续的大面积薄膜状、片状、丝缕 状结构明显，充满整个图像。强度弱：一般20～ 30dBz，有时有强雨中心。（零度层亮带或环） RHI：云体厚度较小，回波高度约5-6km，顶部 和底部平坦，结构较均匀。
零度层亮带形成
冻结高度
冰晶-低R 融化冰晶－高R
水滴-低R
探测结果：对降水量级估计值过高
• 高度在3km左右
零度层亮带RHI显示
初生的亮带
成熟的亮带
零度层亮带RHI显示
亮带应用：估计0℃层的高度，比零度层低200m 在一定程度上说明大气的稳定性。
层状云降水回波的速度图
层状云降水范围比较大， 速度图像的范围也 大，速度等值线分布稀疏，切向梯度不大。零速 度线两侧分布数值不等的正负径向速度中心，伴 随急流。