利用新一代天气雷达资料反演云体含水量
新一代天气雷达灾害性天气监测能力分析及未来发展

新一代天气雷达灾害性天气监测能力分析及未来发展新一代天气雷达灾害性天气监测能力分析及未来发展近年来,全球气候变化不断加剧,各类极端天气灾害频发,给人们的生命财产安全带来了巨大威胁。
为了及时准确地监测和预报灾害性天气,天气雷达技术不断创新发展,新一代天气雷达在灾害性天气监测能力方面有了显著的提升。
本文将对新一代天气雷达的监测能力进行分析,并展望其未来的发展方向。
一、新一代天气雷达的主要特点新一代天气雷达的主要特点包括高时空分辨率、多参数观测、多普勒效应和立体观察能力。
高时空分辨率是指新一代天气雷达能够对天气系统进行更精细的观测,实现对灾害性天气的更准确监测和预警。
多参数观测是指新一代天气雷达可以同时获取降水、风场、颗粒物浓度等多种参数信息,为灾害性天气的监测提供更全面的数据支持。
多普勒效应是指新一代天气雷达通过测量雷达回波的频率变化,可以对风场进行观测,从而提高对强风、风暴等天气现象的监测能力。
立体观察能力是指新一代天气雷达可以实现对天气系统的三维立体观测,进一步提高对强对流天气和雷暴天气的监测准确性。
二、新一代天气雷达的应用领域新一代天气雷达的应用领域广泛,可以应用于短临天气预报、气候监测、空中交通管理、灾害性天气预警等方面。
在短临天气预报方面,新一代天气雷达能够提供更准确、更及时的降水量、风速、风向等信息,帮助气象部门更好地进行天气预报和预警。
在气候监测方面,新一代天气雷达能够提供全球范围内的降水、温度等数据,帮助气候研究人员深入了解全球气候变化。
在空中交通管理方面,新一代天气雷达能够及时监测到天气变化,为航班调度和飞行安全提供重要保障。
在灾害性天气预警方面,新一代天气雷达可以通过对降水量、闪电等走势的监测,提前预警强对流天气、暴雨洪涝等灾害天气,减少人员伤亡和财产损失。
三、新一代天气雷达的发展趋势随着科技不断发展,新一代天气雷达未来的发展将更加注重数据智能化和信息化。
首先,新一代天气雷达将更加注重数据的智能化处理,并结合机器学习和人工智能等技术,实现对天气数据的自动识别和分析,提高天气监测和预测的准确性。
不同云系飞机增雨作业条件分析及效果评估1

不同云系飞机增雨作业条件分析及效果评估1摘要:利用多普勒天气雷达数据、常规气象资料和地面降水等资料,选取云南省2019年B-3833的精准飞行的增雨个例进行作业天气条件、作业方式和作业效果的综合分析。
结果表明:1) 影响普洱和丽江飞行的主要天气系统分别为切变线(低槽切变、低涡切变)、台风外围、孟湾低压、高原槽波动、副高控制。
降水云系以对流云为主,其次为积层混合云。
2) 统计了判断不同云系飞机增雨作业潜力的雷达回波指标,包括雷达回波强度、回波顶高、垂直液态含水量、回波强度大于30dBz的面积。
3)总结了在不同云系中飞机实施增雨的作业技术:对流云可以采用绕云擦边作业的方式进行,对流云群采用非强中心穿云作业的方式,发展中弱雷雨云采用上升气流区来回作业的方式,层积混合云可以在非强中心开展作业。
层状云采用由云的移动方向下游向上游蛇形逼近的作业方式。
既保证了安全性,也提高了增雨效率。
4)利用区域历史回归分析对B-3833增雨飞机飞行的15个成功个例进行了统计检验,得到 2019年平均相对增雨率为13.63%,相对增雨量为3.45mm,增雨效果明显。
关键词:飞机增雨;效果检验;作业技术;云南1引言云南地理环境特殊,地势地形复杂,气候类型多样。
气候存在明显的季节性、地区性差异,历年气候变化显著。
干旱已经成为制约云南经济社会发展的严重不利因素之一。
2019年云南降水持续偏少,大部分地区降水量较历年同期偏少20%以上,部分地区偏少50%以上,对库塘蓄水、农作物生长和生态环境保护带来严重影响。
面对降水偏少的严峻形势,云南省人影中心高度重视,与普洱、丽江旱情比较严重的州市共同合作,首次开展专项精准飞机增雨作业。
飞机增雨作业是一项复杂而重要的科学工程,在适当的条件下开展飞机人工增雨工作,对解决水资源缺乏,增加水库蓄水量,改善生态环境,减轻和缓解干旱对国民经济特别是对农业生产的影响等具有十分重要的意义[1]。
人工增雨的关键技术是选择何种云,在云中什么样的部位,播撒多少适量的催化剂才能达到播撒增雨效果。
利用毫米波测云雷达反演层状云中过冷水

引 言
混 合 相云 中的过冷 水对 云顶 的辐 射起 着重 要作
用… , 也 是人 工影 响 天 气 的重 要 对 象 和 阻 碍 飞 机安 全 飞行 的重要 因素 。 目前对 过冷 水探 测 的方法 主要
冰 的 限制 。严 卫 等 联 合 c l o u d s a t 携 带 的 激 光 雷
水, 对人 工影响天气及预 防飞机积 冰具有重 要意义 , 对 我 国毫米 波雷达 的数据处理 也具有借 鉴作用 。
本文利用英 国的 3 5 G H z 、 9 4 G H z 测 云雷达 , 结合激光雷达 和探空资料 , 采用 阈值法 , 反演分析 了层状 云 中的过冷水 。结果表 明 : ( 1 ) 毫米波雷达联合激 光雷达可 以识别层 状云 中的过冷水 , 其结果 与微波 辐射计测量 的液态水路 径或毫米波雷达的双 峰谱相符 合 ; ( 2 ) 利用 多普勒 速度 的双 峰谱 可以反演 混 合相云 中的过冷水 含量 、 冰 晶含水量 。混合相 云的雷达反射率因子主要取决于冰 晶, 根据雷达反射率 因子反演会低估 云内液 态水 含量 ; ( 3 ) 本 次层状 云降水 的亮带 以上 含有较 多过冷水 , 此处 3 5 G Hz 的
( 1 .山东省气象局大气探测技术保障中心 , 山东
南京信息工程大学 , 江苏 南京
济南 2 5 0 0 3 1 ; 2 . 气象灾害省部共建教育部重点 实验室 ,
济南 2 5 0 0 3 1 )
2 1 0 0 4 4 ; 3 . 山东省气象科学研究所 , 山东
摘
要: 毫米波测云雷达 已成为研究 云 内微 物理 参数 的有效工 具 , 利 用其从 混合 相 云中识别 出过 冷
第3 3 卷 第2 期
毫米波测云雷达在晴雨观测中的初步应用

云作为地面常规观测的要素之一,对日照降水、大 气能量分配以及气候调节等过程有重大的影响,也是研 究云宏微观特征的重要依据,常规的云观测以人工观测 和激光云高仪为主。毫米波雷达作为新兴的测云设备, 具有很好的灵敏度和空间分辨率,既可以探测晴空云的 微小粒子结构,也能用于弱降水或降雪系统的宏观结构 观测和微物理参数反演[1]。赵静等[2]对比分析了 Ka 波 段毫米波测云雷达与 L 波段探空观测数据,分析对比 两种设备的探测结果,表明了毫米波测云雷达探测能力 强、精度高,是地基云探测的有效手段之一。仲凌志等 [3]研究表明,毫米波测云雷达对非降水和弱降水云的探 测能力高于 S 波段雷达。樊雅文等[4]利用毫米波雷达对 云参数进行了反演,得到了云水含量、云粒子有小直径 等参数,进一步表明了毫米波测云雷达在云观测中的优 势。宗蓉[5]针对毫米波测云雷达技术的发展、云宏观结 构探测以及云微物理参数反演等也进行了系统且全面 的研究。目前,毫米波测云雷达在福建气象部门的装备 数量仅有 3 台(平和、罗源、建瓯),应用在晴雨观测 中的研究也较欠缺。本文利用平和县气象观测站 2018 年 8~11 月地面观测资料,结合平和县气象局最新装配 的 Ka 波段毫米波测云雷达的观测结果,初步分析了不 同天气类型的回波强度、云含水量和云场分布等参数的 特征,为日后气象部门针对毫米波测云雷达观测的深入 研究提供一些参考。
2 日照与降水统计
2.1 逐日日照变化 从平和县气象局地面资料统计得到这 4 个月的总
日照月数为 637h,平均日照时数约为 5.22h,其中 8 月、 9 月的日照时数较长且极值较大,详细的逐日日照变化 趋势如图 2 所示。从图 2 可以看出,这 4 个月的日照比
结合表 2 的划分标准以及地面观测资料,可知 8~11 月的晴天天数为 49 天,多云为 25 天,阴天 17 天,雨 天 31 天。本文在统计日照时数和日降水量变化趋势的 基础上,根据 4 种不同天气类型筛选对应毫米波测云雷 达的探测结果进行对比,针对回波强度、云含水量、云 场分布等要素,分析其在日常晴雨观测中的应用。
基于雷达资料降水量的反演

基于雷达资料降水量的反演廖彬武【摘要】本文利用SA雷达基数据编写程序对降水量进行反演.从SA雷达基数据中得到反射率因子Z,利用反射率因子Z和降雨率R的关系,并根据经验公式利用C++编写程序反演降雨量;并在MFC编写界面上利用不同颜色绘制降水强度及范围.本设计对反射率、降水强度利用不同色表在MFC界面上进行显示,对SA雷达基数据进行了初步应用,使其更加直观.【期刊名称】《河南科技》【年(卷),期】2016(000)001【总页数】2页(P151-152)【关键词】雷达基数据;Z-R关系;降水量反演【作者】廖彬武【作者单位】民航宁夏空管分局,宁夏银川 750000【正文语种】中文【中图分类】P456.7在雷达气象方程中,平均接收功率与反射率因子Z成正比,再将理论和实际观测相结合,可以发现反射率因子Z和降水强度R存在一定关系。
因此,可考虑用气象雷达作为间接测量降水的工具。
由于目前各个雨量站之间的距离一般有几十公里,而降水地区的降水强度往往是不均匀的。
因此,雨量站测量的降水强度因雨量站网密度过稀而缺乏代表性,所以很难准确地计算出一定区域面积的降雨量。
而气象雷达却能够快速地获得大面积的降水资料,估计雷达扫描范围内各点的降水强度和一定区域面积上的降水总量。
因此,利用气象雷达测量降水,对工农业生产、天气预报等方面都有一定意义。
根据气象雷达方程可以得出平均回波功率Pav和反射率因子Z成正比,反射率因子Z和降水粒子谱有关,而降水粒子谱又和降水强度R有关。
因此,反射率因子Z和降水强度R具有一定的关系。
根据理论分析与观测、统计等方法可以得出关系Z=aRb。
Z=aRb中a、b的值与降水粒子谱的分布、降水粒子的下落速度有关。
所以,Z-R 关系法测量降水,因降水的类型、降水发展阶段和所在地理位置的不同而不同。
对于多数降雨而言,a的取值范围为30~600,b的取值范围为1~2。
通常情况下,Z取200,b取1.6,由此可以得出Z、R的关系是Z=200R1.6。
GPS水汽反演及降雨预报方法研究

GPS水汽反演及降雨预报方法探究一、引言地球上大气水汽的水平分布对天气、气候和水循环等多个领域具有重要的影响。
在过去几十年里,随着全球定位系统(GPS)技术的进步和应用,GPS成为一种有效的手段来估算大气中的水汽含量。
本文将盘绕GPS水汽反演及降雨预报方法的探究展开,旨在探究这一领域的最新进展和应用。
二、GPS水汽反演原理GPS水汽反演原理是基于接收机观测到的GPS信号通过大气传播路径的延迟和相位差。
由于水汽对无线电波的传播速度和相位产生延迟,因此可以通过测量接收机信号的延迟来反演出大气中的水汽含量。
常用的GPS水汽反演方法主要包括对流层湿延迟(Tropospheric Delay, TD)和对流层相位湿延迟(Tropospheric Phase Delay, TPD)两种。
三、GPS水汽反演方法探究1. TD法TD法是通过测量GPS信号在大气中的传播路径延迟来反演水汽含量。
该方法主要利用GPS接收机观测到的伪距数据,通过减除大气的干延迟来得到湿延迟,从而估算出水汽含量和水汽分布。
TD法适用于小时标准和较短的距离范围内的水汽反演。
2. TPD法TPD法是通过测量GPS信号在大气中的相位延迟来反演水汽含量。
该方法主要利用GPS接收机观测到的载波相位数据,通过减除大气的干延迟和载波频率来得到相位延迟,从而估算出水汽含量和水汽分布。
TPD法适用于更长的时间标准和更大的距离范围内的水汽反演。
四、GPS水汽反演在降雨预报中的应用GPS水汽反演可以帮助降雨预报工作,提高对降雨过程的准确性和可靠性。
通过测量大气中的水汽含量和水汽分布,可以对降雨的强度、范围和进步趋势进行猜测。
GPS水汽反演可以提供高时空区分率的水汽数据,为降雨预报模型提供输入参数,优化降雨模拟和预报结果。
五、GPS水汽反演及降雨预报方法的探究进展目前,GPS水汽反演及降雨预报方法的探究已取得一些重要进展。
包括改进GPS观测和数据处理方法、提高对大气细结构的区分能力、开发更准确的降雨预报模型等。
使用气象雷达进行天气监测与预报的方法与技巧

使用气象雷达进行天气监测与预报的方法与技巧气象是人类生活中重要的一部分,天气状况直接影响着我们的出行、活动和生产等各个方面。
为了更好地了解气象情况,科学家们发明了气象雷达。
气象雷达是一种能够探测大气中的云雨、降水和天气形势的设备,它通过发射和接收回波的方式来获取天气数据。
在这篇文章中,我们将介绍使用气象雷达进行天气监测与预报的方法与技巧。
首先,气象雷达可以通过回波的反射和散射特性来判断云雨水量的多少和降雨的类型。
雷达回波的强度反映了降水的情况,而回波的形态则可以显示降水的类型,如雨、雪、冰粒子等。
通过分析不同区域和高度的回波特征,可以确定降水带的位置和移动趋势,从而更准确地预测降雨时间和降雨强度。
其次,气象雷达还可以探测到风暴的特征和强度。
当发生雷暴时,雷达可以捕捉到闪电等电磁信号,并通过计算雷达回波和闪电之间的关系,确定风暴的性质和强度。
这对于预测风暴的移动路径、持续时间和可能的影响范围非常重要。
根据雷达提供的风暴信息,气象部门和相关机构可以及时发布预警信息,以保护人们的生命和财产安全。
除了降水和风暴,气象雷达还可以用于监测其他天气现象,如冰雹、龙卷风、暴雪等。
当这些天气现象发生时,雷达会显示明显的回波信号,从而提醒相关部门和人们做好防范措施。
通过整合气象雷达和其他气象观测手段,可以实现全天候、全方位的天气监测和预报,提高气象预测的准确性和可靠性。
在使用气象雷达进行天气监测与预报时,有一些技巧是需要注意的。
首先,了解雷达回波的特征和解读回波图像的基本知识是必不可少的。
熟悉不同颜色代表的回波强度和不同形态对应的天气类型,可以帮助我们更好地理解和分析雷达图像。
其次,掌握雷达图像的时间和空间分辨率,了解其雷达站点的覆盖范围和扫描模式是很重要的。
不同的雷达站点和扫描模式可能会导致图像的畸变和遗漏,因此在分析和使用雷达图像时要有所考虑。
另外,与气象雷达相关的数据处理和模型技术也在不断发展。
利用雷达反演算法和数值模拟方法,可以从雷达回波中提取出更多的天气参数信息,如降水强度、垂直降水分布、风场等。
强对流天气实时监测和短时临近预警业务实施指导意见

附件2:强对流天气实时监测和短时临近预警业务实施指导意见(讨论稿)一、目的强对流天气的实时监测和短时临近预警的目的是提高预报员应用各种高时空分辨率观测资料和中尺度数值模式产品的综合分析能力以及对各类强对流天气特征的识别能力,明确各级业务的分工和业务流程,提高强对流天气短时和临近预警的时效性和准确率。
二、原则(一)充分应用各类资料原则在强对流天气监测和短时临近预警中应当充分应用天气雷达、气象卫星、自动气象站和其它新型观测资料以及各类数值分析预报产品;在使用观测资料前应进行数据质量控制,提高预报员的资料分析以及综合应用能力。
(二)准确率优先兼顾时效原则强对流天气短时临近预警主要用于防灾减灾,因此必须将监测预报准确率放在第一位,同时兼顾时效,为此在大力开发客观监测预报技术的同时,应当加大预报员的总结和培训工作。
(三)客观与主观相结合原则大力发展强对流天气的客观识别技术、客观外推技术、各类资料融合技术和快速分析预报系统(RAFS)及其产品解释应用业务,加强预报员对RAFS产品和多种探测资料的综合应用能力,提高短时临近预警的准确率和时效。
(四)预报产品形式的一致性原则为方便各种预报产品的上传下达、订正以及预报结果检验,各级气象台站应使用统一的预报产品形式(或格式)以及其中的强对流天气分类标识。
(五)业务集约化原则实现强对流天气实时监测和短时临近预警业务流程合理化,业务分工的集约化,减少系统开发和产品加工的重复劳动。
三、主要业务内容(一)强对流天气实时监测和报警业务根据《全国短时、临近预警业务规定》(气办发〔2010〕19号)规定的原则,结合各地实际情况,确定具体的警戒区域。
针对一般对流和强对流天气(包括短时强降水、雷雨大风、龙卷、冰雹、雷电等),利用卫星云图、新一代天气雷达、自动站、新型探测设备开展实时监测业务。
卫星云图: 根据云图上云或云区的型式、范围大小、边界形状、色调、暗影和纹理对不同天气系统进行云分类识别;利用云图上云区的型式和云顶亮温等,分析有利于强对流发生发展的天气系统和对流天气的强弱,形成天气系统类型分析产品。
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引 言
2 0世 纪 7 年 代 , ree等 提 出 了 一 种 新 的 利 0 G en 用 雷 达 数 字 回 波 资 料 计 算 的 预 报 因 子 — — 垂 直 累 积 液 态 含 水 量 ( et a Itga dLq i , 称 V L , V rcl nert iud 简 i e I )
尺 度 天 气 。 。 。 1 1 雨滴 的 M — . P分 布 和 含 水 量
等 的判别 指标 , 对合 肥 多 普 勒 天 气雷 达 观 测 到 的 超
级单 体作 了分 析 , 明 了这 些 指 标 同样 适 用 于合 肥 证
的情 况 。 潘 江 和 张 培 昌 利 用 垂 直 累 积 液 态 含 水
回波 顶高 之 比来 求 V L密度 , 应 用于 冰雹判 别 , I 并 得
到 一 些 判 别 指 标 。 国 内 , 媛 媛 等 利 用 A un 郑 mb r
明 :多普 勒 天 气 雷达 ( ope a e R d r 能 非 D p lr Wet r aa ) h
常有 效地监 预测 短时 天气 、 强天气 , 其是 雷暴 等 中 尤
徐 泉 丽 ,于保 安 ,张 勇 ,张 素 霞
( . 密 市 气 象 局 , 南 新 密 4 27 2 南 京 信 息 工 程 大 学 , 京 2 04 ) 1新 河 5 30; . 南 10 4
摘 要 :利 用 多普 勒 天 气 雷 达 探 测 的反 射 率 因子 z与 含 水 量 的 z一 经 验 关 系 武 , 演 云 体 含 水 量 。 计 算 反 域定 为 以 雷 达 站 为 中 心 、 平 边 长 为 1 0k 的正 方 形 格 点 域 , 直 高 度 为 3 m, 辨 率 是 1k 水 5 m 垂 0k 分 m×1k k m X1 m。 通
第3 3卷
第 2期
气 象 与 环 境 科 学
M e e r l g c la d Env r n n a i n e t o o o i a n io me t lSc e c s
V0 . 3 NO 2 13 .
Ma 2 0 y. 01
21 0 0年 5月
利 用 新 一 代 天 气 雷 达 资 料 反 演 云 体 含 水 量
V L参 数资 料 预 测 冰雹 , 取得 了不 错 的效 果 。梁 I 也
明珠 等¨ 通 过 实 例 对 V L和 降 水 的 关 系 进 行 了 分 I 析 , V L大 值 中 心 区 作 为 降 水 中 心 的 自动 识 别 、 把 I 跟 踪 和 移 动 预 报 因 子 。 雷 恒 池 等 利 用 机 载 微 波 辐
射 计 测云 的 V L 用于人 工 降雨 的估测上 。 I,
之后 R b r 等继 续 在 利 用 V L预 报 强 对 流 天 气 以 o et I 及估 测 降水 上 作 了进 一 步 的研 究 。8 0年 代 , 国 雷 美
1 多 普 勒 雷 达 测 量原 理
多 普 勒 雷 达 ( ope aa ) D p lr d r 自从 2 R 0世 纪 4 0年 代 设 计 开 始 , 关 多 普 勒 雷 达 在 气 象 中 的 应 用 也 就 有
过 对 20 0 6年 4月 1 1日发 生 在 湖 南 长 沙 的 一 次飑 线 过程 的分 析 , 用 反 演 软 件 计 算 该飑 线 云 体 的 含水 量分 布 , 建 利 构
了 C P I V S及 整 层 V L 垂 直 累积 液 态含 水 量 ) AP 和 C I( 3种 显 示 方 式 。 反 演 结 果 与 实 测 的 雷 达 基 本 反 射 率 产 品 、 达 雷 C P I 射 率 产 品 、 直 积 分 液 态 含 水 量 产 品对 比分 析 表 明 , 演 的含 水 量 分 布 及 中 心 位 置 与 雷达 产 品结 果 吻合 , A P 反 垂 反 且 利 用 z— 经验 关 系 式 反 演 的含 水 量 M 反 映 了含 水 量 的 三 维 分 布 , 雷 达 V L产 品 更 能 显 示 真 实 的 含 水 量 较 I
达气 象学 者进 一步发 展 和完善 了使 用 V L作 为预报 I
因子 的 研 究 ,特 别 是 在 强 对 流 天 气 预 报 方 面 取 得 了 较大 的成 绩 。 A b r m un等 进 一 步 提 出 用 V L 和 I
随之 出现 。6 0年代 和 7 0年代 初 期 的应 用 与研 究 表
薇等 还对 垂 直 累 积液 态 水 含 量 拓 展 应 用 作 了分 析 。张培 昌等 在雷达 气象 学 的教材 里 也对 z一 关 系作 了说 明。 胡 明 宝 等 在 多 普 勒 天 气 雷 达 资 料分 析与 应 用 中对 V L作 了研 究 。王 炜 等 利 用 I
其 中 , 为雨滴 直径 ( 位 为 c , D)・ D 表 示 D 单 m) N( d 单 位 体积 内直径 范 围从 D到 D+d D的雨 滴数 量 , n Ⅳ
在 布 为
Masel a m r 布 , 称 M —P分 布 , 达 式 … 为 r lP l e 分 h — a 简 表
Ⅳ( )・ D =N ・e d … ・d D ( ) 1
量估 测 降水 。付 双 喜 等 把 V L作 为 判 别 冰 雹 的 I 工具 之一 , 在甘 肃 人 工 防雹 作 业 中进 行 了应 用 。李
状况 。
关键词 : Z—M 关 系 ; I ( 直 累积 液 态 含 水 量 ) 多普 勒 雷 达 观 测 ; 线 VL 垂 ; 飑
中图 分 类 号 :P 1 . 5 4 2 2 文 献 标 识 码 : A 文 章 编 号 :6 3—71 8 2 1 0 17 4 ( 0 0) 2—0 7 0 2—0 6