天气雷达回波的分类与识别
雷达回波的识别技术优秀课件.ppt
(二)风速不变、风向随高度变化的各种图象
当风速随高度保持不变时，各种颜色的多普勒速度带 都收敛于显示区的中心，即雷达所在处。多普勒速度 零值带的曲率表明了风向随高度的变化，逆转风产生 一个反型S的零值带而顺转风产生一个S型的零值带。 当风向随高度先顺转后逆转时，S 型带随雷达距离的 增加（高度增加）而转变为反S带。
一、回波强度分析技术
由雷达反射率因子Z值大小即可判别回波强弱．
瑞利散射
另外，回波形态特征、回波特殊结构和形态、 回波移动特点可知回波强度
雷达回波的识别技术优秀
二、脉冲多普勒天气雷达径向速度场分析技术与方法
对多普勒径向速度场基本特征的研究，可按
•零径向速度线； •朝向雷达分量(负)、离开雷达分量(正)范围、分布及中心； •强多普勒径向速度梯度带
Perpendicular
（a）环境风场的平面图：固定风速为40海里/小时，风向在地面为 南风（图象中心），均匀地经西南风变为图象边缘处的西风。（b） 相应的单多普勒速度图象。（c）说明如何利用多普勒零值曲线来解 释水平均匀流场的风向。（a）中的箭头长度正比于风速。颜色表示 多普勒速度值：正值（红色，桔黄色）表示离开雷达，负值（绿色， 兰色）表示朝向雷达。
雷达回波的识别技术优秀
风速随高度增加（地面为0）、风向随高度顺转的垂直风廓线（左图） 以及相应的多普勒速度图象（右图）。多普勒速度负值是朝向雷达 而正值是离开雷达，图象东部和西部边缘的颜色突变代表了己被了 混淆的更大的速度值，因为它们超出了±50海里/小时的奈科斯特速 度间隔。雷达位于图象中心。
雷达回波的识别技术优秀
雷达回波的识别技术优秀
Single Doppler Interpretation
短波天气雷达数据质量控制与分类识别研究
短波天气雷达数据质量控制与分类识别研究第一章绪论短波天气雷达（S-Band Weather Radar）已成为现代气象学重要的观测手段之一。
它通过发射短波电磁波，接收反射回波，实现对降水、风向风速等气象要素的探测。
然而，S-Band天气雷达的反射回波受到气象环境的影响，存在数据质量问题。
为了提高S-Band天气雷达探测效果和数据质量，需要对其数据进行质量控制和分类识别。
本文首先介绍了S-Band天气雷达的基本原理和数据质量影响因素，然后分析了数据质控和分类识别的目的和重要性，最后提出了一种综合应用的方法。
第二章 S-Band天气雷达数据质量影响因素S-Band天气雷达探测结果受到多种气象因素的影响。
其中，降水和非降水干扰、雷达本身的技术性问题、地物效应以及天气现象多样性是影响S-Band天气雷达数据质量的主要因素。
1. 降水和非降水干扰在一些特殊的气象条件下，S-Band天气雷达可能接收到来自其他物体反射的微波信号。
例如在海岸线上，雷达可能接收到海浪、潮汐、海鸟和飞机等非降水目标产生的回波信号。
此外，在闪电活动密集的时候，雷达接收到来自闪电放电的电磁波，造成雷达的接收通道失真。
2. 雷达本身的技术性问题S-Band天气雷达技术性问题也会造成数据质量下降。
例如，雷达天线所处高度、反射面精度、期间观测误差、系统同步不足和长时间观测等，这些因素都会影响雷达反射回波的扫描功率和观测范围。
3. 地物效应地物效应是由地面和人造干扰物体（如建筑物、桥梁、车辆和污染）引起的雷达回波的变化。
地物效应会干扰雷达的观测，造成探测误差，同时也会对数据质量产生负面影响。
4. 天气现象多样性S-Band天气雷达观测的天气现象多种多样，包括降水、冰晶和雨滴等。
不同类型的天气现象对雷达回波信号的特征不同，所以S-Band天气雷达数据质量受到了天气现象多样性的影响。
第三章 S-Band天气雷达数据质量控制S-Band天气雷达数据质量控制是提高雷达数据质量的关键步骤。
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。
民用航空气象地面观测规范第14章 多普勒天气雷达知识
第十四章多普勒天气雷达知识第一节引言RADAR（Radio Detection and Ranging）是一个利用电磁波进行探测、定位的仪器。
最早用于军事目的，后来在气象部门也逐渐得到使用。
它具有准确、客观和实时的特点。
近年来，多普勒雷达的技术也逐渐成熟，它除了保持常规天气雷达的特点外，还通过计算频率（相位）的变化，提取风场的一些特征，因而更具有使用价值。
我国新一代天气雷达建设是我国20世纪末、21世纪初的一项跨世纪气象现代化工程。
我国新一代天气雷达组网的目标和原则是：在我国东部沿海和多强降水地区和四川盆地的大部分地区，布设S波段（波长10cm）新一代天气雷达；在我国强对流天气发生和活动比较频繁、经济比较发达的中部地区，布设C波段（波长5cm）新一代天气雷达；其它地区，即我国第一地形阶梯地域的青、新、藏等流域暂不布设全国组网的站点；但省（区）会所在地和重要地区根据气象服务工作的需要和可能，按统一业务布点要求设置新一代C波段天气雷达，作为局地监测和服务使用。
计划在全国部署158部新一代天气雷达。
图14-1为其中的126部的站点示意图。
截止到2005年5月份为止，已布设80余部新一代天气雷达。
图14－1我国新一代天气雷达网站新一代天气雷达将全部选用Ｓ和Ｃ两种波段，选取全相干体制，其主要探测和测量对象，包括降水、热带气旋、雷暴、中尺度气旋、湍流、龙卷、冰雹、融化层等，并具备一定的晴空回波的探测能力。
第二节多普勒天气雷达的基本工作原理粒子对电磁波作用的两种基本形式是散射和吸收。
气象目标对雷达电磁波的散射作用是雷达探测大气的基础。
当天气雷达间歇性地向空中发射电磁波（称为脉冲式电磁波）时，它以近于直线的路径和接近光波的速度在大气中传播，在传播的路径上，若遇到空气分子、大气气溶胶、云滴和雨滴等悬浮粒子时，入射电磁波会从这些粒子上向四面八方传播开来，这种现象称为散射。
粒子产生散射的原因是：粒子在入射电磁波的作用下被极化，感应出复杂的电荷分布和电流分布，它们也要以同样的频率发生变化，这种高频率变化的电荷分布和电流分布向外辐射的电磁波，就是散射波。
713天气雷达回波资料在冰雹与对流性强降水中的识别指标
713天气雷达回波资料在冰雹与对流性强降水中的识别指标天气雷达是一种常用的气象观测仪器，它能够通过回波资料识别出各种天气现象。
在冰雹和对流性强降水的识别中，天气雷达的回波资料可以提供一些指标，帮助气象预报员进行准确的判断和预报。
以下是一些常见的识别指标：1.雷达回波强度：回波强度是雷达探测到的天气现象的信号强度，通常以dBZ为单位。
冰雹和对流性强降水往往伴随着较高的回波强度，因此可以通过回波强度的大小来初步判断是否存在冰雹和对流性强降水。
2. 雷达回波高度：雷达回波的高度可以提供冰雹和对流性强降水的垂直分布信息。
冰雹的高度通常较低，一般在2～6km之间；而对流性强降水的高度较大，通常在6～10km之间。
因此，通过回波的垂直分布可以初步判断是否存在冰雹和对流性强降水。
3.强回波峰值高度：强回波峰值高度指的是回波中最强的那一层的高度。
在冰雹和对流性强降水中，由于存在较大的降水粒子和冰雹，峰值高度通常较低。
因此，强回波峰值高度的变化也可以作为冰雹和对流性强降水的指标之一4. D0/ZDR：D0值是雷达对目标物体的直径大小进行估计的一个参数，通常用于冰雹的识别。
对于冰雹而言，D0值较大，通常在1～3cm之间。
而ZDR值则是雷达回波信号中的液态水含量和固态水含量之间的差异，冰雹的ZDR值通常较大。
因此，通过D0和ZDR值的分析可以对冰雹进行更准确的识别。
总结起来，冰雹和对流性强降水在天气雷达回波资料中的识别可以从回波强度、回波高度、强回波峰值高度、D0和ZDR等指标入手。
通过对这些指标的综合分析，可以更准确地判断和预报冰雹和对流性强降水的出现情况，提供有效的气象服务。
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。
多普勒天气雷达回波识别和分析之降水回波
多普勒天气雷达回波识别和分析之降水回波1.层状云降水雷达回波特征——片状回波层状云是水平尺度远远大于垂直尺度云团，由这种云团所产生的降水称之为稳定性层状云降水。
降水区具有水平范围较大、持续时间较长、强度比拟均匀和持续时间较长等特点。
⑴回波强度特征：①在PPI上，层状云降水回波表现出范围比拟大、呈片状、边缘零散不规那么、强度不大但分布均匀、无明显的强中心等特点。
回波强度一般在20-30dBz，最强的为45dBz。
②在RHI上，层状云降水回波顶部比拟平整，没有明显的对流单体突起，底部及地，强度分布比拟均匀，因此色彩差异比拟小。
一个明显的特征是经常可以看到在其内部有一条与地面大致平行的相对强的回波带。
进一步的观测还发现这条亮带位于大气温度层结0度层以下几百米处。
由于使用早起的模拟天气雷达探测时，回波较强那么显示越亮，因此称之为零度层亮带。
回波高度一般在8公里以下，当然会随着纬度，季节的不同有所变化。
⑵回波径向速度特征：由于层状云降水范围较大，强度与气流相比照拟均匀，因此相应其径向速度分布范围也较大，径向速度等值线分布比拟稀疏，切向梯度不大。
在零径向速度型两侧常分布着范围不大的正、负径向速度中心，另外还常存在着流场辐合或辐散区。
⑶零度层亮带：如前所述，在PPI仰角较高或者RHI扫面时，总能在零度层以下几百米处看到一圈亮环或者亮带回波，亮带内的回波比上下两个层面都强。
由于亮带回波总是伴随层状云降水出现，因此是层状云降水的一个重要特征。
〔零度层亮带形成的原因：冰晶、雪花下落的过程中，通过零度层时，说明开始融化，一方面介电常数增大，另一方面出现碰并聚合作用，使粒子尺寸增大，散射能力增强，所以回波强度增大。
当冰晶雪花完全融化后，迅速变成球形雨滴，受雨滴破裂和降落速度的影响，回波强度减小。
这样就存在一个强回波带，说明层状云降水中存在明显的冰水转换区，也说明层状云降水中气流稳定，无明显的对流活动。
〕2.对流云降水雷达回波特征——块状回波对流云往往对应着阵雨、雷雨、冰雹、大风、暴雨等天气。
新一代天气雷达演示
雷达平均速度图
中尺度（2-20KM）系统的速度图像特征
不是在整个显示屏范围内识别，而是在其中选择一个小区域（包含了整个中尺度系统），将其放大显示。 首先确定所选择的小区域在雷达有效探测范围内的方位及小区域的方向，并近似的认为该小区域在同一高度层上
纯气旋式流场；纯反气旋式流场；纯辐合流场；纯辐散流场；气旋式辐合流场； 气旋式辐散流场；反气旋式辐合流场；反气旋式辐散流场
雷达的导出产品：有30多种。常用的包括组合反射率因子； 垂直累计液态水含量；回波顶；风暴路径信息；冰雹指数；中 气旋；速度方位显示风廓线；1小时累计雨量；3小时累计雨量； 相对风暴径向速度区。
雷达数据质量控制
雷达数据质量控制主要涉及地物杂波抑制；去距离折叠和退速度模糊。
地物杂波：包括固定地物杂波和超折射地物杂波（AP杂波）。
一般雷暴（单个单体雷暴）
单个单体雷暴—在其生命发展史中自始至终只有一个孤立单体的风暴。 水平尺度：5-10km； 生命史：<1小时；雷达回波特征：回波较垂直，单体对称，少移，冰 雹小，灾害小。回波强度相对较弱，回波面积小，发展高度低、生命史较短，上升与下沉气流 无明显的倾斜性，气流结构易受损坏，不易发展强盛。
雷达基本产品反射率因子，平均径向速度和径向速度谱宽三 种基数据。
SA和SB两种雷达，反射率因子基数据沿雷达径向的分 辨率为1km，沿方位角方向的分辨率为1°，即1km*1°，平均 径向速度和速度谱宽基数据的分辨率为0.25km*1°；扫描仰角 从0.5°到19.5°。
SA和SB两种雷达，反射率因子观测范围为460km，径 向速度和谱宽为230km；大部分算法适用的范围位于230km内。 CC和CD型雷达的观测范围只有150km。
在中等到高的CAPE和弱的深层垂直风切变情况下，可以出现的唯 一强风暴是脉冲风暴，其不是一种独立的对流风暴类型，是以多单体风暴 形态出现，含有一个或多个脉冲单体。