航空气象 10.2雷达回波的识别
航空气象学：10.1_2 雷达径向速度图
❖ 径向速度是目标物的铅直方向速度 和水平 运动速度 在雷达波束方向的投影
径向速度与水平实际风的关系
PPI图上距离与高度
在某一个仰角的PPI上，不同的距离所 在的高度不同。相同的等距离圆上所 在的高度相同。
6.风向随高度先顺转后逆转（低层暖平流， 高层冷平流）
自雷达中心开始，两条零线分别随距离增加先顺 转后逆转
两条零线分别随距离增加先逆转，后顺转。 注意：逆转的距离较短，说明低层的冷空气层厚 底较薄
7.风向随高度顺转，风速随高度增加
左图：自雷达中心开始，两条零线分别随距离增加顺转。 在最远的等距离圆处相应的高度最高，风速最大，风向为 西风，所以在速度图中的正东和正西的多普勒速度分别为 正的和负的最大。 右图：由于地面风速为0，所以两条零速度线在雷达中心 处相连
（3） 暖平流+辐散 的速度特征
暖平流（零线顺转）+辐散
自雷达中心开始，零线弯向正速度区的顺转的程度明显 小于另一侧零线弯向负速度区的顺转程度；使得负速度 区的面积小于正速度区面积。另外在雷达为中心的任一 个等距离圆上，两个零速度点方位角差（面向正速度区） 大于180度
速度特征：暖平流+辐散
说 明 ： 在 30km 距 离 圈 以 内，零速度线弯向负速 度区的顺转程度大于弯 向正速度区的顺转程度 ，使得负速度区面积小 于正速度区面积。在雷 达为中心的任一个等距 离圆上，两个零速度点 方位角差（面向正速度 区）大于180度。 实况：当时当地是零星 小雨，并很快停止。
速 度 模 糊 现 象
速
度
负速度
模
模糊区
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
5第五章雷达回波的识别技术
风向随高度先顺转后逆转
(三)风速风向都随高度变化的各种图象
当风速和风向都随高度变化时，可以得到许多不同的多普勒速度 图象。由于地面上风速为零，因此只有零值带穿过图象的中心。 图象边缘的多普勒速度出现了混淆，这是因为在那些高度上的风 速超出了50海里/小时的奈科斯特间隔（这是下一代天气雷达采用 的一种间隔）。从速度间隔一端到另一端色彩上的突变很清楚得 显示了速度混淆效应。
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
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
Single Doppler Interpretation
• Things to remember:
The Zero Isodop “Problem”
当径向垂直于风速时, 雷达
显示零速 - This “zero
zone” is called the
0%
“Zero Isodop”.
100%
当径向平行于风速时, 雷达显示最大风速
一、几种典型流场的PPI多普勒径向速度模式
雷达作低仰角探测：
取径向速度Vr(r)为常数c:
天线
风向
方位
(一)风向不变,风速随高度变化的各种图象
风向若在所有高度上保持一致，那么其多普勒速度图象中就总有一条直
的零值带，图象的其他部分就反映了风速的垂直廓线。 风速若不随高度变化，是个非零常数，那么多普勒速度的极值便由
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。
雷达气象：第九章 雷达回波的识别和分析
雷达回波的识别与分析Ø回波探测概述Ø探测内容（回波位置，高度，强度与速度，形状，移向移速，演变趋势）Ø回波分类Ø非气象回波Ø降水回波Ø非降水回波FinePrint Software, LLC16 Napier LaneSan Francisco, CA 94133Tel: 415-989-2722Fax: 209-821-7869雷达扫描方式n PPI扫描。
固定仰角，雷达在360゜方位上做圆锥面扫描。
n RHI扫描。
固定方位角，雷达在垂直面上做上下扫描。
n VOL体积扫描。
多仰角PPI扫描。
l CAPPI：等高平面位置显示。
实际工作中需要等高面的回波显示，用体积扫描（不同仰角的一系列PPI扫描）资料经计算机插值处理而合成。
dBZ反射率因子—降水回波的位置、范围、高度、强度、强中心位置、回波形状、结构、性质（气象或非气象）、移向移速、演变趋势。
Vr径向速度分布—零速线的分布、正负速度的大小和面积、辐合辐散、涡旋、切变线、锋区、逆风区。
（注：此处重点介绍dBZ的回波特征，Vr前面已讨论过）回波位置：PPI上的距离、方位所对应的地理位置l注意：由于衰减作用，无回波处未必无降水；地物遮挡影响最大探测距离回波高度：RHI上读出；PPI上算出（测高公式）回波强度：dBZ色表分档标出回波速度：Vr色表分档标出回波形状：涡旋状、均匀片状、零散孤立、絮状、带状、钩状、指状回波位置与回波高度探测内容强回波区与强速度区有一定配合0.51.5回波性质气象回波降水回波非降水回波层状云降水混合云降水对流云降水云、雾晴空湍流非气象回波地物、超折射飞机船只海浪旁瓣假回波同波长干扰探测内容回波移向移速dBZ：两次观测比较后的线性外推；交叉相关法。
注意：区别单体的移动与整体的移动回波的演变趋势根据回波在两个时刻的变化推测回波强度、范围、高度等特征的未来变化：过去—现在—未来一般特点：回波合并——范围扩大；顶高增加——发展增强；速度辐合——对流发展。
《航空气象(第2版)》教学课件—10气 象 雷 达
黄仪方主编气 象 雷 达气象雷达对目标的探测 机载气象雷达C ONTENTS目录气象雷达对目标的探测（一）雷达探测的原理雷达是以向空间发射电磁波，并检测来自目标的回波的方式来判断目标是否存在以及目标的空间位置。
雷达工作示意图（二）气象雷达的种类1. 天气雷达天气雷达（又称测雨雷达）主要用于探测降水的发生、发展和移动，并以此来跟踪降水系统。
2. 测云雷达测云雷达主要用以探测未形成降水的云层高度、厚度以及云中物理特性。
3. 多普勒气象雷达多普勒气象雷达是利用多普勒效应来测量云和降水粒子相对于雷达径向运动速度的气象雷达。
4. 机载气象雷达机载气象雷达是供飞行人员在飞行中探测航线上的积雨云、雷暴等危险天气的雷达。
（三）天气雷达对气象目标的探测1. 对降水区的探测液态的水滴具有良好的导电性，因此，包含有较大雨滴的空中降雨区域，能够对天气雷达所辐射的电磁波产生一定程度的反射，形成降雨区的雷达回波。
2. 对湍流的探测天气雷达是通过与湍流夹杂在一起的水滴反射雷达波时的多普勒效应而检测湍流的。
不同气象目标的反射特性1. 目标距离的测定2. 目标方位角和仰角的测定3. 雷达显示（1）平面位置显示（plan positions indicate（PPI））。
电子束从屏幕的中心向外作等速的径向扫描，可在荧光屏上显示出雷达站周围气象目标的分布。
（2）距离高度显示（range-height indicate（RHI）），用来显示气象目标回波的垂直分布。
（五）影响雷达探测的主要因素1. 回波涨落现象2. 距离对回波的影响3. 衰减对回波的影响4. 地球球面和大气折射对雷达回波的影响雷达探测不到第三块云大气折射形式二、雷达回波的识别（一）气象回波和非气象回波非气象回波的形成主要是地物、飞机等非气象目标对电磁波的反射，以及由于雷达的性能而引起的虚假回波。
气象回波是大气中云、降水中的各种水汽凝结物对电磁波的后向散射和大气中温、压、湿等气象要素剧烈变化而引起的。
航空气象 10.2雷达回波的识别
单部雷达在晴天观测到的地物杂波图
广汉机场周围地物杂波
(二)不同云状降水回波的识别
1.层(波)状云降水回波特征
平显上，层（波）状云降水 回波范围较大，显绿色，呈 比较均匀的片状，边缘模糊
层(波)状云降水回波平面显示
层(波)状云降水回波平面显示
层(波)状云降水回波特征
在高显上，层状云降水回波 高度不高，顶部较平坦
雷暴区降水平面和高度显示图
方位角55.5度
4.强风暴
与飑线相连的强风暴对应着一 条强降水线，这时几个雷暴排 成一排，降水区连在一起，强 回波形成一个个分离的红色区 域。有时有辉斑回波，表明可 能有冰雹出现。
飑线风暴的平面显示
雷达平面显示图上的“钩状”回波
（2）对流云的回波
在平显上呈分散孤立的小 块状，尺度很小， 在高显上，呈米粒状或上 大下小的倒梨状。
对流云的回波
方位角332.1度
对流云的回波
方位角329.3度
2.雾的回波
PPI 上 ， 雾 的 回 波 呈 均 匀 弥散状，犹如一层薄纱罩 在荧光屏上，
在RHI上，雾的回波高度 很低，顶高只有1km左右
雾的回波
三、雷达图上的雨带分析
1.暖锋雨带 2.冷锋雨带 3.对流云降水带
1.暖 锋 雨 带
带状结构，宽约100千 米，与地面锋线平行， 随时间缓慢移动。
暖锋雨 带
2.冷 锋 雨 带
窄雨带比较连续，宽雨带沿活跃 的冷锋分布，都与地面锋线平行
窄的冷锋雨带
宽的冷锋雨带
3.对流云降水带
（1） 零 散 阵 雨 （2）阵 雨 线 （3）雷 暴 区 （4）强 风 暴
加拿大蒙特利尔附近的垂直剖面图
层(波)状云降水回波高度显示
雷达回波的判断与分析
雷达回波的判断与分析作者：黄强张金凤张会贞来源：《农业与技术》2019年第11期摘要：本文针对不同回波特征进行分析，探讨不同降水系统下雷达回波特征，区分气象回波和非气象回波的差异，以精确分析判断气象雷达回波，为夏季灾害性天气和短视天气预报提供可靠数据资料。
关键词：雷达回波;降水系统;判断分析中图分类号：S163文献标识码：ADOI：10.19754/j.nyyjs.201906150631不同回波特征分析1.1层状云回波在平显上通常要适当抬高仰角才看得到层状云回波，呈均匀片状，回波暗淡、强度弱、边缘模糊犹如薄纱，探测距离约几十公里。
在高显上看回波呈一水平带，底部较平整、不接地，高度为1.4～8.7km（常反映阴天无降水）。
1.2层（波）状云降水回波在平显上，层（波）状云降水回波呈均匀片状，强度弱到中等，范围大，内部没有明显块体结构，边缘发毛，破碎模糊。
在高显上回波顶部平坦，且较均匀常看到0℃层300～1000m 的亮带，高度为3.6～8km（常反映大范围稳定性持续降水）。
1.3对流云回波在平显上回波呈小块状，有时零散孤立，有时排列成带状和不规则形状。
高显上常呈柱状、针状，底部不接地，强度为中等，高度为2.2～4.9km（为无降水）。
1.4阵雨回波在平显上回波呈孤立分散的小块单体或回波群，结构较松，边缘不清晰，单体水平尺度在10km以下，强度中等。
高显上回波呈针状顶部发毛，结构松散，回波高度在7～8km以下，回波底部接地（常反映短阵雨）。
1.5雷雨回波在平显上回波块体结识、肥大、紧密、轮廓清晰、边缘多折，单体水平尺度在10km以上，强度特强，很明亮。
在高显上呈柱状，低的仅5～6km，高的可达17～18km（常反映短暂雷雨）。
1.6雹云回波在平显上块体较大，结构紧密，发展急剧、多棱角、突起或小切口，移动迅速，强度特强，回波单块体范围小于10km。
在高显上强度最大值常出现在高于0℃等温线2～3km以上，云顶很高常在12～13km以上.通常呈针状接地的是阵雨回波，不接地的是对流云回波，平显上看单块体回波范围>10km、高显呈柱状，此回波可判定为雷雨回波。
- 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)。
雷暴区降水平面和高度显示图
方位角55.5度
4.强风暴
与飑线相连的强风暴对应着一 条强降水线，这时几个雷暴排 成一排，降水区连在一起，强 回波形成一个个分离的红色区 域。有时有辉斑回波，表明可 能有冰雹出现。
飑线风暴的平面显示
雷达平面显示图上的“钩状”回波
雾的回波
三、雷达图上的雨带分析
1.暖锋雨带 2.冷锋雨带 3.对流云降水带
1.暖 锋 雨 带
带状结构，宽约100千 米，与地面锋线平行， 随时间缓慢移动。
暖锋雨 带
2.冷 锋 雨 带
窄雨带比较连续，宽雨带沿活跃 的冷锋分布，都与地面锋线平行
窄的冷锋雨带
宽的冷锋雨带
3.对流云降水带
（1） 零 散 阵 雨 （2）阵 雨 线 （3）雷 暴 区 （4）强 风 暴
3.混合性降水──絮Байду номын сангаас回波
在平显上，回波范围较大，边缘支离破 碎，没有明显的边界，回波中夹有一个 结实的团块，为黄色和红色。有时呈片 状、有时呈带状或块状。
1996年7月4日北京地区对流云降水回波
混合性降水
混合性降水
混合型降水的两种图像
方位角38.1度
4.雹云回波特征
在平显上表现为强度大 ，边缘 分明的块状回波。有时出现 “ U” 形 的 无 回 波 缺 口 指 状 或 钩状回波
（1）零散阵雨
零散阵雨
方位角58.3度
(2)阵雨线
雷达图上的阵雨线
方位角195.6度
3.雷暴区
雷暴区是由对流单体群组 成的， 在雷达网的图象分辨 率条件下， 雷暴尺度表现为 10～15km，作为这种雷暴活动 的特点是降水强度较大。
1200时(UTC)
1500时(UTC)
1800时(UTC)
加拿大蒙特利尔附近的垂直剖面图
层(波)状云降水回波高度显示
与上图同时的平面显示
层(波)状云降水回波高度显示
层状云降水的零度层亮带
零度层亮带
零度层亮带形成示意图
2.对流云降水回波特征
平显上，回波呈块状、尺度较小， 内部结构密实，边缘清晰，黄色 和红色的区域呈块状或点状分散 在蓝色和绿色的区域中
二、雷达回波的识别
(一)气象回波和非气象回波
1.气象回波 气象回波是大气中云、降水中的各 种水汽凝结物对电磁波的后向散射 和大气中温、压、湿等气象要素剧 烈变化而引起的。
降水回波
2.非气象回波
非气象回波的形成主要是地物、飞 机等非气象目标对电磁波的反射， 以及由于雷达的性能而引起的虚假 回波
远山和飞鸟都会产生非气象回波 罗马城上空的八哥
单部雷达在晴天观测到的地物杂波图
广汉机场周围地物杂波
(二)不同云状降水回波的识别
1.层(波)状云降水回波特征
平显上，层（波）状云降水 回波范围较大，显绿色，呈 比较均匀的片状，边缘模糊
层(波)状云降水回波平面显示
层(波)状云降水回波平面显示
层(波)状云降水回波特征
在高显上，层状云降水回波 高度不高，顶部较平坦
（2）对流云的回波
在平显上呈分散孤立的小 块状，尺度很小， 在高显上，呈米粒状或上 大下小的倒梨状。
对流云的回波
方位角332.1度
对流云的回波
方位角329.3度
2.雾的回波
PPI 上 ， 雾 的 回 波 呈 均 匀 弥散状，犹如一层薄纱罩 在荧光屏上，
在RHI上，雾的回波高度 很低，顶高只有1km左右
雹云回波平面显示
雹云回波特殊形状
V 型 缺 口 回 波
指 状 回 波 图
钩 状 回 波 图
雹云回波高度显示特征
在高显上，雹云回波柱粗大、高 耸、陡直、顶部呈花椰菜状或砧 状。在雹云内部上升气流的部位， 呈现弱回波穹窿。
雹云回波高度显示
两种图像上的冰雹云
方位角172度
5.其它类型降水回波
(1)雪的回波 (2)冻雨回波 (3)沙暴中的降水回波
(三)非降水回波
1.云的回波 2.雾的回波
（1） 层(波)状云的回波
在平显上的回波是薄膜状或小片 状，强度很弱，边缘不整齐。在高 显上，顶部平坦，底部不及地，有 时可看见雨幡。
层(波)状云的回波
方位角127度
层(波)状云的回波
方位角106度
CTL天气雷达上对流云降水的PPI图像
广汉气象中心LLX06A天气雷达图象
对流云降水回波的高度显示
在高显上，对流云降水回波呈柱 状。发展强烈的单体回波顶常呈 砧状或花菜状，高度较高。
对流云降水回波高度显示
对流云降水回波高度显示
对流云降水的两种图像
方位角151.2度
对流云降水的两种图像
方位角12.4度