三.3+雷达强度场的非降水类回波分析

多普勒天气雷达回波辨别和剖析之降水回波1.层状云降水雷达回波特色——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固性层状云降水。

降水区拥有水平范围较大、连续时间较长、强度比较均匀和连续时间较长等特色。

⑴回波强度特色：①在 PPI 上，层状云降水回波表现出范围比较大、呈片状、边沿零落不规则、强度不大但散布均匀、无显然的强中心等特色。

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较平坦，没有显然的对流单体崛起，底部及地，强度散布比较均匀，所以色彩差别比较小。

一个显然的特色是常常能够看到在其内部有一条与地面大概平行的相对强的回波带。

进一步的观察还发现这条亮带位于大气温度层结0 度层以下几百米处。

因为使用早起的模拟天气雷达探测时，回波较强则显示越亮，所以称之为零度层亮带。

回波高度一般在 8 公里以下，自然会跟着纬度，季节的不一样有所变化。

⑵回波径向速度特色：因为层状云降水范围较大，强度与气流相对照较均匀，所以相应其径向速度散布范围也较大，径向速度等值线散布比较稀少，切向梯度不大。

在零径向速度型双侧常散布着范围不大的正、负径向速度中心，此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 仰角较高或许 RHI 扫面时，总能在零度层以下几百米处看到一圈亮环或许亮带回波，亮带内的回波比上下两个层面都强。

因为亮带回波老是陪伴层状云降水出现，所以是层状云降水的一个重要特色。

（零度层亮带形成的原由：冰晶、雪花着落的过程中，经过零度层时，表示开始消融，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，散射能力加强，所以回波强度增大。

当冰晶雪花完整消融后，快速变为球形雨滴，受雨滴破裂和下降速度的影响，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显然的冰水变换区，也表示层状云降水中气流稳固，无显然的对流活动。

CINRAD-SAD双偏振雷达非降水回波识别技术CINRAD/SAD双偏振雷达非降水回波识别技术随着气象雷达技术的不断发展，CINRAD/SAD双偏振雷达已成为一种高性能的大气观测工具。

其能够提供非常详细的气象信息，不仅可以准确地识别降水回波，还可以识别非降水回波，如辐射雾、雾霾、沙尘等气象现象。

本文将详细探讨CINRAD/SAD双偏振雷达非降水回波的识别技术。

CINRAD/SAD双偏振雷达非降水回波的识别主要基于其不同的散射特征。

传统的CINRAD/SAD双偏振雷达只能通过反射率因子来识别降水回波，但对于非降水回波的识别存在一定的局限性。

为了克服这一问题，双偏振雷达加入了偏振参数，如差分反射率、相位差等。

这些偏振参数能够提供更加详细和丰富的信息，从而实现对非降水回波的准确识别。

CINRAD/SAD双偏振雷达非降水回波的识别主要包括两个步骤：特征提取和分类判别。

特征提取是指从雷达数据中提取出有用的信息，如反射率因子、差分反射率、相位差等。

这些信息可以通过信号处理技术，如滤波器、多普勒频移校正等进行处理，提取出有意义的特征。

分类判别是指根据特征提取的结果，使用分类算法将非降水回波和降水回波进行区分。

常用的分类算法有模式识别、人工神经网络、支持向量机等。

在CINRAD/SAD双偏振雷达非降水回波识别中，差分反射率是一个非常重要的参数。

差分反射率是指垂直和水平偏振回波的反射率差值，可以很好地反映出回波颗粒的形状和大小。

通常情况下，辐射雾、雾霾等非降水回波的差分反射率较小，而沙尘等非降水回波的差分反射率较大。

通过设置合适的差分反射率阈值，可以将非降水回波与降水回波进行区分。

相位差也是CINRAD/SAD双偏振雷达非降水回波识别中的一个重要参数。

相位差是指垂直和水平方向的回波之间的相位差异。

通常情况下，辐射雾、雾霾等非降水回波的相位差较小，而沙尘等非降水回波的相位差较大。

通过设置合适的相位差阈值，可以进一步提高非降水回波的识别准确率。

多普勒雷达非降水回波在临近预报中的应用研究的开题报告一、研究背景与意义多普勒雷达是目前应用最广泛的天气雷达之一，其在降水监测和预报方面取得了显著的进展和应用。

然而，多普勒雷达不仅可以监测降水的强度和位置，还能够检测到一些非降水回波，如低层边界层回波、微物理粒子回波、气象辐射回波等。

随着雷达技术的不断发展和改进，对非降水回波的研究和利用也越来越重要。

在临近预报中，对于准确的天气预报来说，不仅需要考虑到降水的强度和位置，还需要关注到非降水回波的影响。

特别是在强对流的天气条件下，非降水回波的影响更加显著。

因此，对多普勒雷达非降水回波的研究具有重要的意义。

二、研究内容本研究将围绕多普勒雷达非降水回波在临近预报中的应用展开研究，具体包括以下几个方面：1. 多普勒雷达非降水回波的分类和特征分析。

对多普勒雷达观测到的非降水回波进行分类和特征分析，探索其形成机制和物理意义。

2. 多普勒雷达非降水回波与强对流天气的关系研究。

分析强对流天气条件下非降水回波的变化规律，探讨雷达非降水回波与强对流天气的关系。

3. 多普勒雷达非降水回波在临近预报中的应用研究。

利用多普勒雷达非降水回波信息，结合其他观测和模式预报资料，开展临近预报研究，探讨非降水回波对天气预报的影响和作用。

三、拟采用的研究方法1. 采用雷达多普勒效应原理，并结合现有的雷达观测数据和算法，对多普勒雷达反射率进行处理和分析。

2. 根据多普勒雷达观测到的非降水回波特征，对非降水回波进行分类和特征分析，并探索其形成机制和物理意义。

3. 结合其他观测和模式预报资料，对临近预报进行研究和分析，探讨多普勒雷达非降水回波对天气预报的影响和作用。

四、预期成果1. 对多普勒雷达非降水回波进行分类和特征分析，探讨其形成机制和物理意义。

2. 探讨强对流天气条件下非降水回波的变化规律，分析雷达非降水回波与强对流天气的关系。

3. 形成一套基于多普勒雷达非降水回波的临近预报方法，提高天气预报准确性和精度。

关于雷达使用及回波判读的一点体会我们在夏天飞行常常会碰到雷雨等强对流天气。

在雷雨中飞行往往会遇到雷击、强烈颠簸、冰雹、强降水、低空风切变等多种危害飞行安全的恶劣情况。

机载气象雷达是为了帮助我们在飞行过程中更好的观测雷雨云情况、判断雷雨云性质、决定飞行路线或方法的重要机载设备。

但是飞机使用手册上对雷达使用的介绍几乎没有，为了大家更好的使用气象雷达，我收集了一些气象雷达原理及各位教员与前辈在雷达使用上的经验，供大家参考。

一、雷达原理简介：我们飞机上使用的气象雷达发射的雷达辐射波在遇到水的时候产生反射，被我们的接收机接收后在雷达显示屏上产生影像，水滴越大，越密集，则回波越强。

在雷达屏幕上通过不同颜色代表接收到的回波强弱，用以反映探测区域内的水气含量。

绿色代表轻微，降水量为0.76—3.81毫米/小时；黄色为中度，降水量为3.81—12.7毫米/小时；红色为强度和非常强，降水量为12.7毫米/小时以上；紫色为颠簸区域，代表雷达探测到该区域有5米/秒以上的风速变化。

于是我们知道，机载气象雷达是通过探测降雨雨滴的大小和密集程度来判定前方天气的。

我们在雷达屏幕上看到的图像是降水的回波影像，反映出探测到的雷雨的饱和度、形成强度及危害程度。

气象雷达向前方发射出一条波束厚度角为3.5°的雷达波来探测前方180°范围的天气情况，它只能对某一高度范围内的天气进行探测，并以将这一区域横切为片状的形式来进行。

有个近似的雷达波束厚度范围公式：波束厚度（英尺）=距离（海里）×100×3.5320nm112000ft如果现在飞行在33500英尺的高度，雷达探测距离调定为160NM，那么雷达波束的厚度在160海里处即为160×100×3.5=56000英尺，这时把雷达波束往下调节一点就会将波束接触到地面，那么观测天气可能就会有误差，因为这时的雷达影像上不光是气象回波，还有地面地形的回波了。

雷达回波三维特征一、引言雷达是一种常见的探测和测量设备，广泛应用于军事、民用和科学研究等领域。

雷达回波是指雷达向目标发送信号后，目标反射回来的电磁波信号。

通过对雷达回波的分析，可以获取目标的位置、速度、形状等信息。

本文将介绍雷达回波的三维特征。

二、雷达回波基础知识1. 雷达回波分类根据目标反射能力不同，雷达回波可以分为强回波和弱回波。

强回波通常表示目标较大或反射能力较强，而弱回波则表示目标较小或反射能力较弱。

2. 雷达方程雷达方程描述了雷达系统中发射功率、接收信号功率和距离之间的关系。

它包括以下几个参数：发射功率、接收天线增益、目标散射截面积、距离和大气衰减等。

3. 雷达图像化处理为了更好地理解和分析雷达数据，需要将其图像化处理。

常见的处理方法包括：平面图像化处理、立体图像化处理和三维图像化处理。

其中，三维图像化处理可以更直观地展示雷达回波的特征。

三、雷达回波三维特征1. 目标形状通过对雷达回波的三维可视化处理，可以直观地观察目标的形状。

例如，球形目标在雷达图像中呈现出圆形，而长方体目标则呈现出矩形。

2. 目标大小通过对雷达回波强度的分析，可以判断目标的大小。

通常情况下，反射能力强的目标会产生强回波，而反射能力弱的目标则会产生弱回波。

3. 目标速度通过比较不同时刻的雷达回波数据，可以计算出目标的速度。

例如，在航空领域中，飞机在飞行时会产生多个雷达回波信号，在比较这些信号之间的时间差时就可以计算出飞机的速度。

4. 目标位置通过测量雷达发射信号和接收信号之间的时间差，并根据雷达方程计算距离，可以确定目标在空间中的位置。

5. 目标材质不同材质的物体对电磁波有不同程度的反射和吸收，因此可以通过分析雷达回波的强度和形状来判断目标的材质。

例如，金属表面通常会产生反射信号，而木材表面则会产生吸收信号。

四、应用案例1. 航空领域在航空领域中，雷达回波三维特征广泛应用于飞机的导航、飞行控制和防撞预警等方面。

通过分析飞机的位置、速度和形状等信息，可以帮助飞行员更好地掌握飞机的状态，并及时做出相应的调整。

新一代天气雷达非降水回波的识别与应用吴迎旭，张礼宝，石慕真（黑龙江省人工影响天气中心，黑龙江哈尔滨 150030）摘要：通过对2002-2004年哈尔滨新一代天气雷达资料的整理分析，总结出各种非降水回波的特征，并着重讨论了其识别方法及其在回波分析中的意义，分析说明了非降水回波在实际天气预报中的应用。

关键词：新一代天气雷达；非降水回波1、引言非降水回波是指还没有产生降水的云、雾、晴空大气、地物或是虚假的旁瓣、超折射等雷达回波。

随着新一代天气雷达的广泛应用，回波分析在天气预报、人工影响天气等气象业务上的应用显得越来越重要。

人们在雷达回波分析过程中往往只注重对降水回波的分析，而忽略了对非降水回波分析，这样有时就会混淆降水回波与非降水回波，甚至有时候将非降水回波识别为降水回波，影响对降水回波的判断，从而影响预报的准确性，另外某些非降水回波还对天气具有重要的指导作用，忽略了对它的分析，会使我们失去准确快捷的预报工具。

本文从这个意义出发分析和讨论非降水回波，从而能够对其有个准确的认识。

2、地物回波由地表及其上的各种建筑物等对电磁波的反射产生的回波，统称为地物回波。

这些回波和地形、地物显得比较一致，强度图上（图1a）回波表现为边缘清晰，固定不变，速度图上（图1b）回波表现为白色，即速度为零。

识别地物回波最常用的方法就是抬高仰角，因为地物回波的高度比较低，随着仰角的抬高回波会消失；此外，地物回波在速度场上表现为零速度，观测中容易与其它回波区分开。

（a）（b）图1 地物回波（a）强度图（b）速度图3、晴空回波云体很稀薄或没有云雨的晴空大气里，或在由很小粒子所组成的云区内能探测到的回波，称为晴空回波，由于早期没有寻出其形成原因，也称做“神仙波”[1]。

现在，人们发现产生这种回波的气象条件有二种：一是大气中存在折射指数不均匀的区域，即湍流大气造成了对雷达波的散射；二是分层大气中存在折射指数垂直梯度很大的区域，即大气对雷达波造成了镜式反射[1]。

雷达假回波分类雷达假回波是指雷达系统接收到的信号中，由于某些原因而产生的虚假回波信号。

这些虚假回波信号可能来自于各种各样的物体，如大气中的水滴、冰晶、飞鸟、昆虫等，它们会对雷达系统的探测和识别造成干扰，影响雷达系统的性能和可靠性。

因此，对雷达假回波进行分类和识别是非常重要的。

雷达假回波分类主要有以下几种：1. 雷达地面回波：雷达地面回波是指雷达系统发射的信号在地面上反射后返回的信号。

这种回波信号通常是稳定的，而且强度较大。

在雷达系统中，可以通过滤波器等技术将地面回波信号滤除，从而提高雷达系统的性能。

2. 雷达天空回波：雷达天空回波是指雷达系统接收到的来自天空的回波信号。

这种回波信号通常是非常弱的，而且容易受到大气条件的影响。

在雷达系统中，可以通过信号处理技术来提高天空回波信号的信噪比，从而减少对雷达系统的干扰。

3. 雷达气象回波：雷达气象回波是指雷达系统接收到的来自大气中的水滴、冰晶等物体的回波信号。

这种回波信号通常是比较强的，而且容易产生多普勒频移。

在雷达系统中，可以通过多普勒滤波器等技术来识别和分类气象回波信号，从而提高雷达系统的性能。

4. 雷达杂波回波：雷达杂波回波是指雷达系统接收到的来自各种杂波源的回波信号。

这种回波信号通常是非常弱的，而且容易受到外界干扰。

在雷达系统中，可以通过杂波滤波器等技术来滤除杂波回波信号，从而提高雷达系统的性能。

5. 雷达目标回波：雷达目标回波是指雷达系统接收到的来自目标物体的回波信号。

这种回波信号通常是比较强的，而且具有一定的特征。

在雷达系统中，可以通过目标识别技术来识别和分类目标回波信号，从而实现雷达系统的目标跟踪和识别功能。

总之，雷达假回波分类是雷达系统中非常重要的一部分，它可以帮助雷达系统减少干扰和误判，提高雷达系统的性能和可靠性。