微型雨雷达产品在几次不同量级降水过程中的表现特征

探析ECMWF细网格产品在一次大到暴雨天气预报中的使用2018年第8期65农业科技1.ECMWF细网格产品概述。

ECMWF为建立在EPS之上的极端天气预报产品，由EFI 和SOT 构成，包含平均气温、降水量、10m阵风等多种天气要素。

所谓的EPS，则是集合预报系统，EFI则是极端天气预报指数，SOT为某极端事件发生概率相对气候概率大小，可以通过补充EFI更好的进行极端天气预报。

而ECMWF产品包含粗网格和细网格两类，前一种空间和时间分辨率分别为2.5°×2.5°和24h，后一种则为0.25°×0.25°和3h。

在过去天气预报业务中，主要依靠ECMWF粗网格产品提供数据依据，可以进行天气的准确、可靠预报。

但是相较于ECMWF细网格产品，利用ECMWF粗网格产品制作的预报产品依然不够精细，难以实现定点、定时和定量的预报，无法满足极端天气的预警需求，因此还应加强对ECMWF细网格产品的应用分析。

2.ECMWF细网格产品在大到暴雨天气预报中的使用2.1天气概况。

某地区在2017年7月23日出现暴雨天气，共6个国家站和区域站暴雨，降水中心过程降水量达74mm，降水强度较强，涉及范围较广，造成了部分地区基础设施受损，引起了洪涝灾害和经济损失。

针对该地区出现的暴雨天气，利用ECMWF细网格产品进行预报分析，从而确定暴雨天气预报的准确率。

采用的ECMWF细网格产品为中央气象台每日下发的大尺度降水分析资料，从北京时间20时开始预报，实效为未来1-2天。

2.2产品的使用。

对产品500hPa形势分析场进行分析可以发现，降雨地区位于副热带高压西侧外围，处于偏南风环流形势中，西部位于大陆高压东侧，处于偏西北环流中，而北侧和南侧分别位于高压低压槽偏西气流和高原低涡偏东气流中，造成了高压外围暖湿气流与低压槽中弱冷空气结合，继而导致大的降水在交汇区出现。

根据23日20点地面温度场情况来看，加密区域站附近存在较大的温度梯度，造成了地面锋生。

第42卷第1期2021年3月气象研究与应用JOURNAL OF METEOROLOGICAL RESEARCH AND APPLICATIONV〇1.42No.lMar. 2021姜嘉俊，王晓慧，刘圣楠.微雨雷达在宁波典型降水过程中的表现特征[J].气象研究与应用，2021，42( 1) :20-26.Jiang Jiajun,Wang Xiaohui,Liu Shengnan.Performance characteristics of micro rain radar in typical precipitation process in Ningbo J .Journal of Meteorological Research and Application,2021,42(1) ：20-26.微雨雷达在宁波典型降水过程中的表现特征姜嘉俊\王晓慧2,刘圣楠3(1.宁波市气象台，浙江宁波315012; 2.宁波市海曙区气象局，浙江宁波315012;3.金华市气象局，浙江金华321023)摘要：利用宁波微雨雷达（M RR)数据，进行仪器观测雨强评估，在此基础上，分析了宁波地区=.次典型过程的雨 滴谱和降水特征量分布情况，并对降水特征量在雨强预报中的应用做了初步分析结果表明，M KR具备较可靠的降 水观测能力，三次过程中雨滴粒子浓度均随雨滴直径增大而减小。

西风槽和梅雨过程雨滴谱基本相似.液态水含量均 较小且变化不明显；而台风“黑格比”雨滴粒子浓度更高，粒径范围更大，液态水含量显著提高且随高度降低而减小，粒子有效直径随高度降低明显增大，粒子数浓度明显减小，说明台风中雨滴碰并增长作用较强，大量小粒子相互碰并 成大粒子。

，整层积分的液态水含量和整层平均的粒子有效直径对降水强度预报有较好的指示作用，二者变化均提前 于降水强度变化约lOmin左右。

关键词：微雨雷达；雨滴谱；液态水含量；雨强中图分类号：P412.25 文献标识码：A doi：10.19849/45-1356/P.202U.04 O SID：引言深人了解降水垂直结构和微物理过程对降水精 细预报和人工影响天气具有重要意义雨滴谱是指雨滴数浓度随雨滴直径的分布关系，是表征降水 微物理特征的重要参数，对于了解降水微物理过程，改进数值模式中微物理参数化方案具有重要作用〜5:。

重庆一次暴雨过程的雷达产品特征分析陈鹏;刘德;甘薇薇;周盈颖;翟丹华;何跃【摘要】利用重庆万州CINRAD/SB雷达产品对2010年7月8～10日发生在重庆东北部的暴雨过程进行了分析.结果表明:(1)此次过程主要以局地的对流性降水为主,降水回波在原地发展滞留时间较长,造成单点降水强度较大.回波相互合并,意味着能量的集中和辐合上升运动的增强,所以回波单体合并会导致单体呈现增强趋势;(2)降水过程中逆风区与邻近风场构成了强烈的辐合上升运动,影响水平辐合辐散的强弱和分布,有利于低层水汽的向上传输和降水粒子的降落;(3)从风暴移动情况来看,风暴均具有稳定少动、强度较强的特点,且消亡与生成时间相衔接,同一时间内无2个风暴并存现象.另外,风暴跟踪信息产品(STI)对风暴生成和消亡时的路径预测准确率不高,而成熟阶段的预报与实况吻合度相对较高.【期刊名称】《干旱气象》【年(卷),期】2015(033)003【总页数】7页(P468-473,496)【关键词】暴雨;雷达回波;逆风区;辐合线【作者】陈鹏;刘德;甘薇薇;周盈颖;翟丹华;何跃【作者单位】重庆市气象台,重庆400039;重庆市气象台,重庆400039;中国气象局成都高原气象研究所,四川成都610072;重庆市万州区气象局,重庆万州404100;重庆市气象台,重庆400039;重庆市气象台,重庆400039【正文语种】中文【中图分类】P458.1+21.1众所周知，暴雨天气属于强对流天气的一种，为中小尺度系统，时空分辨率较低的常规地面、高空探测资料难以作为判断强降水出现时间和强度的依据[1]。

因此，利用天气雷达产品可以分析判断中尺度系统的发生发展演变规律，对暴雨临近预报预警有一定的指示意义[2-6]。

在对川渝地区暴雨的研究上，国内外学者取得了一些成果,如陈鹏等[7]发现低层切变线会激发中尺度对流系统的发生发展从而带来强降水，并且低层切变线与MCS的发生有着很好的对应关系；Wang等[8]研究表明在副高向西延伸和云贵高原上升气流的影响下，西南低涡发展，高原东侧的背风槽加深，从而使得中尺度对流系统发展并维持；陈忠明等[9]对1998 年盛夏西南低涡活动的主要特征进行了分析，结果表明西南低涡的发生发展导致低涡东部气流辐合和非平衡性增强，强辐合和非平衡强迫结合是诱发低涡东部发生大暴雨的重要原因；周国兵等[10]研究发现，西南低涡生成后由于受“桑达”台风的阻塞影响，西南低涡移动速度变慢，强度增大，生命期延长；同时“桑达”台风西侧吹入内陆的东北气流在西南低涡的东南侧转变为西南气流的过程中出现气流辐合并使得水汽迅速聚积，从而在西南低涡附近形成特大暴雨天气过程；黄福均[11]发现当中层有扰动重迭在低涡上空,引起剧烈的“抽气效应”，扰动后部有冷平流从涡的西侧进人时，会使低涡演变成斜压涡同时触发大暴雨；刘富明等[12]研究提出青藏高原—四川盆地垂直涡旋耦合作用观点，并认为当两者处于非耦合状态时，抑制盆地系统发展；当两者成为耦合系统后，激发盆地系统发展与暴雨发生；矫梅燕等[13]发现西南涡东侧的切变线和低涡的暖区是中尺度对流活动容易发生发展的区域,强的对流活动主要出现在低涡东侧的暖式切变线上；孙建华等[14]通过模拟也得出了低涡东部的对流系统发生在气旋东部的暖切变上。

３ — ４ ｋ ｍ ） 的平均反射率和整层 最大反射率 ； （ ２ ） 不 同类型强降水中 ， 高层（ 高度在 ０ ｏ Ｃ 、 一 ｌ ０。 Ｃ 和一 ２ ０ Ｃ 层 以上） 的Ｖ Ｉ Ｌ 、整层 Ｖ Ｉ Ｌ 、高层（ 高度在 ５ ～ ６ ｋ ｍ、６ ～ ７ ｋ ｒ ｎ 和７ ～ ８ ｋ ｍ） 的平均反射率 、总地闪和负地 闪频次这 ５ 个因 子对 雨强 的作用各有不 同； （ ３ ） 对应不 同降水类型的平 均反射率垂直廓线具有不同的垂直结构和发展演变特 征 ；
短 历 时强 降水往 往 引起 山洪暴 发 、泥石 流 、
城市 内涝 、交通堵塞等灾害 ，造成严重的人员伤 亡和经济损失 。随着经济、社会的发展以及城市 化的不断推进 ，对其预报准确性的要求也越来越
高 ，并不断朝精细化方 向发展…。在短历时强降
水的定量估测与临近预报业务中，一般采用某一
第２ ９ 卷 第４ 期
２ ０ １ ３年 Ｏ ８ 月
热 带 Ｉ 气 象Ｍ Ｅ 学 报 Ｊ ＯＵＲ Ｎ ＡＩ ， ＯＦ ＴＲＯＰ Ｃ ＡＬ ＴＥ ＯＲＯＬ ＯＧＹ
Ｖ ０ ＿ １ ． ２ ９ ． Ｎ ｏ ． ４
Ａｕ ｇ ． ，２ ０ １ ３
日 晨 ，郭 品文 ，戴 建华 ． 上 海短 历时 强 降水 的雷达 和 闪电话 动特 征 【 Ｊ 】 ． 热带 气象 学报 。２ ０ １ ３ ，２ ９ （ ４ ） ： ６ ５ ６ ・ ６ ６ ４ ．
强回波（ ５ ５ ｄ Ｂ Ｚ以上） 发展高度可达０℃层以上 ，
下降过程中处于融化中的冰雹对雷达电磁波的后
高度（ ３ ｋ ｍ 以下） 或最低 ４个仰角混合扫描方式 （ Ｈ ｙ ｂ ｒ ｉ ｄ Ｓ ｃ ａ ｎ ） ［ 】 的雷达资料结合 自动站资料来进

２ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆＣ ｈ ｉ ｎ ｅ ｓ ｅ Ａ ｃ ａ ｄ ｅ ｍ ｙ ｏ ｆ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ｓ ， Ｂ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ １ ０ ０ ０ ４ ９
ｍｅ ａ ｓ ｕ ｒ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ａ ｃ ｃ ｕ ｒ ａ ｃ ｙ ｏ ｆ Ｍｉ ｃ ｒ ｏ Ｒ ａ ｉ ｎ Ｒ ａ ｄ ａ ｒ［ Ｊ ］ ． Ｃ ｌ ｉ ｍａ ｔ ｉ ｃ ｎｄ ａ Ｅ ｎ ｖ ｉ ｒ ｏ ｎ ｍｅ ｎ ｔ ａ ｌ Ｒ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ（ ｉ ｎ Ｃ ｈ ｉ ｎ ｅ ｓ ｅ ） ， ２ ２（ ４ ） ： ３ ９ ２ ＿ １ ４ ０ ４ ， ｄ ｏ ｉ ： １ Ｏ ． ３ ８ ７ ８ ￣ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ６ － ９ ５ ８ ５ ． ２ ０ １ ７ ．
含水量 Ｌ ＷＣ等 参数 的影 响。 ＭＩ Ｅ散射主 要影响直 径为 １ ． ２ ０ ～４ ． ０ ０ ｍｍ 的粒 子， ＭＩ Ｅ散射效应 影响的 Ⅳ、 ｚ、 １ 、 Ｌ ＷＣ
偏差 的平 均值 分别为 ２ ． ７ ４ ｍ－ ａｍ－ ｒ 、１ ． ４ ７ ｄ ＢＺ 、Ｏ ． ０ ０ ６ １ ｍｍ ｈ 一、０ ． ０ ０ ０ ４ ｇ ｍ～。下沉气流使反演液滴直径偏大 ，上 升气流使得反演 的液滴直径偏小 ，下沉气流的影响更大 ，尤其是对低层影 响大于高层。例如 ，在 ３ ０ ０ ｍ 高度 上，当 液滴直径为 ２ ． ６ ７ ａｉ ｒ ｎ时，下沉气流 为 ２ ． ０ ０ ｍ ｓ 时，理论上反演的直径为 ８ ． ０ ７ ｎ ｌ ｌ Ｔ ｌ ，超 出了 ＭＲ Ｒ探测 的阈值 ，其相 对误差值能接近 ２ ０ ０ ％。下沉气流使得 反射率谱 向大粒子方向平移 ，且谱型展 宽；上升气流则相反 。将 ＭＲ Ｒ资料与 同步观测的 Ｔ ＨＩ Ｅ Ｓ雨滴谱仪数据进行 比对 ，分析 ＭＲ Ｒ 资料 的可靠性 。选取 ２ ０ １ ５年 ４月 １日 ０ １ ～ｌ ２时 （ 协调世 界时 ）山东济南的一次降水过程 ，将 ＭＲ Ｒ在 ３ ０ ０ ｍ 高度上反演 的雷达反射率 因子 、雨强、数浓度、 中值体积直 径与雨滴谱仪资料进行对 比。结果表 明：两种仪器探测 的 ｚ 、， 、Ⅳ、中值体积直径 Ｄ。 在时间序列上都有较好的吻 合度 ，变化趋势和幅度相近 ，ｚ 、 、Ｄ０ 的平均偏差分别 为 １ ． １ ９ ｄ Ｂ Ｚ 、０ ． ３ ４ｍ ｉ ｌ ｌ ｈ － 、０ ． ３ ６ｍｍ。ＭＲ Ｒ反演 的 值偏 大 ，而粒子直径偏小 ，分析 了产生偏差的主要原 因，除 了探测系统偏差 、分析方法本身存在 的偏差外 ，上升气流 导致 的偏差不容忽视 。这些结果初步验证 了微 降水雷达观测 的功率谱密度及其反演方法 的可靠性 。 关键词 微 降水雷达 ＭＩ Ｅ散射 垂直气流 精度验证

两次降水过程的微降雨雷达探测精度分析温龙;刘溯;赵坤;李杨;李力【期刊名称】《气象》【年(卷),期】2015(000)005【摘要】MRR is a vertically pointing Micro Rain Radar which can measure vertical profiles of radar re-flectivity and drop size distribution (DSD).It plays an important role in understanding precipitation micro-physical structure and improving quantitative precipitation estimation.In this study,the observations from an S-band Doppler radar,a 2D-Video-Disdrometer and a rain gauge during two summer precipitation events in Nanjing are used to assess the performance of MRR.The intercomparison analyses of these four instru-ments in stratiform and convective precipitation are also performed.The results show that,the vertical profile of reflectivity measured by MRR and S-band radar has a good agreement below 4 km with the mean difference less than 1 dB.Above 4km,however,MRR tends to underestimate the reflectivity due to the precipitation attenuation.The difference of reflectivity between MRR and S-band radar increases with the height.Furthermore,MRR can accurately estimate the rain rate with the reflectivity below 35 dBz,but underestimate the rain rate with the reflectivity above 35 dBz.The rainfall estimation for stratiform clouds is more accurate than that for convectiveclouds.Especially,MRR exhibits good performance for the weak rainfallbelow 0.1 mm·h-1 ,which cannot be measured by rain gauge.Due to the inherent limitation of MRR and the precipitation attenuation,MRR shows high consistency with 2DVD for raindrops with size from 1 mm to 5 mm,but underestimates the concentration of drops larger than 5 mm and overestimates the concentration of drops smaller than 1 mm.Overall,MRR is an effective instrument for the precipitation measurements,especially suitable for quantitative estimation of stratiform.%提垂直指向微降雨雷达（MRR）能够测量从近地面至高空的雷达反射率因子和雨滴谱分布特征，对认识降水微物理结构，改进雷达定量降水估计精度有重要作用。

雷达测量降水1雷达测雨的基本原理天气雷达天线发射脉冲式电磁波，当电磁波遇到降水或某些云目标，一部分电磁波会被散射。

雷达接收从云雨散射回来的回波信号，通过对回波信号强度的分析处理，可确定降水或云的存在及其特性。

根据电磁波传播的速度和发射与接收脉冲信号的时间差可计算出目标物到雷达的距离；根据雷达扫描转动的方位角和仰角以及目标物至雷达的距离，可确定目标物的空间位置。

通过对返回信号强度的测量，由雷达气象方程可计算出目标物对电磁波的散射能力。

用于降水粒子时，简化的气象雷达方程式为： 式中：Pr 为平均接收功率。

C 为由雷达型号决定的雷达常数，它与发射功率、波长、天线增益、波束宽度等雷达参数有关。

k 2为降水粒子相态的函数，与降水粒子介电常数有关，一般来说，水的k 2值为0.93，冰为0.18。

r 为距雷达的距离。

Z 为雷达反射因子，是单位体积中降水粒子直径6次方的累计和，表示为，常以1mm 6/m 3为基准的分贝表示，记为dBz ，可以应用气象雷达方程式根据平均接收功率求取。

由于降水粒子直径并非均一分布，在实际应用中常用其一般形式： , 式中的A 和b 为经验系数，随降水类型和地理位置的不同而变。

在各种Z~R 关系式中，在A 在16.6~730范围内。

因此，测定了降水区的反射因子Z ，则可计算降水强度R 及其分布。

2雷达测雨误差分析由于雷达测量降水可以得到具有一定精度的、大范围高时空分辨率的实时降水信息，因此应用雷达进行降雨监视和面雨量计算，可以提高洪水预报的精度和时效性。

但要清楚地认识到，由于技术本身的复杂性和其它原因，目前的雷达测雨存在一定的误差，特别是大范围降水测量的准确性尚不能完全满足气象业务应用的要求。

雷达测雨误差主要来源于以下几方面： a)雷达电磁波的波长对降水测量的影响。

在雷达气象方程式中，平均接收功率Pr 与雷达波长、天线增益及波束宽度等有关。

在天线大小固定的情况下，Pr 与波长的4次方成反比，即波长越短，Pr 越大，探测能力越强，因此波长短有利于探测降水。

3.2 强对流天气发生的背景环境
• 大气垂直稳定度 • 水汽条件 • 抬升 • 垂直风切变
3.3 垂直风廓线及其对对流风暴的作用
• 普通单体风暴的风向随高度的分布杂乱无章，基本上是一 种无序分布，而且风速随高度的变化也较小；
• 多单体强风暴和超级单体风暴的风向风速随高度变化分布 是有序的，风向随高度朝一致方向偏转，而且风速随高度 的变化值也比普通单体风暴的大。
• 影响速度谱宽的主要因子有四个： 1. 垂直方向上的风切变； 2. 大气的湍流运动； 3. 不同直径的降水粒子产生的下落末速度的不均匀分布； 4. 由波束宽度引起的横向风效应。
1.8 标准大气雷达测高公式 • H=h0+R*sinθ+R2/17000，单位：千米
1.9 PPI图上距离与高度
1.10 天气雷达的局限性
衰减的暂时的解决办法
• 结合S波段雷达使用 波长:10cm, 强天气的衰减不明显
衰减的暂时的解决办法
课间休 息
3、多普勒天气雷达识别对流风暴及其强烈天气
单元重难点： • 1、风暴的运动 • 2、对流风暴的模型 • 3、个例分析
3.1 对流风暴的分类
普通单体风暴 多单体风暴 超级单体风暴 线风暴（飑线）
• 多普勒频移与目标物在雷达径向方向上的速度分量v有关，满足如下 关系： fd= 2v∕λ (式中λ是雷达波长，fd是多普勒频移)
• 多谱勒速度是径向速度，垂直于雷达波束的速度分量（切向速度）不 能直接测量。
1.7 多谱勒速度谱宽W
• 多谱勒速度谱宽 表征着雷达有效照射体积内不同大小的多谱勒速度偏离其平均值的 程度，实际上它是由散射粒子具有不同的径向速度所引起的。
1.1 天气雷达基本结构

发射机 天线 接收机 信号处理器 RDA内的数 据记录 宽带通讯 雷达监控系统
雷达产品生成子系统（RPG）
RPG是一个多功能的单元。它由宽带通讯线路 从RDA接受数字化的基数据，对其进行处理生成 各种产品，并将产品通过窄带通讯线路传给用户。 RPG还可以通过雷达控制台（UCP）对RDA进行 监控（遥控方式）。RPG是整个雷达系统的指令 中心。
中国气象局计划在全国范围内建设126部CINRAD多普勒天气雷达， 其中有66部S波段多普勒天气雷达，60部C波段多普勒天气雷达。图中 红色圆点表示S波段。兰色方块表示C波段雷达。
一般，在沿海地区安装S波 段雷达，内陆地区安装C波段 雷达，这样可以减少衰减， 成本也较小。 S波段雷达与C 波段雷达价格相差10倍。
雷达图上，一般用紫色时表示不能识别的 值，观测时通过调整要尽量使紫色最小。
什么是Doppler速度 风矢量的径？向分量
不完全是水平的径向分量 一个体积内的主要风矢量 （注意：不是平均风矢量） 不是同一水平面上的风矢量（ 仰角不是零度） 风矢量的代表性（多尺度性） 误差 （器差，信息提取误差） 云、雨粒子的三维运动矢量
CINRAD雷达与常规 天气雷达相比的优势
1.灵敏度提高 2.分辨率提高 3.具有风场探测 4.具有三维数据的自动采集能力 5.具有一套科学的数据处理的能力
频率控制精 度10-9 ！
10
•较合理的硬件工作模式和观测模式
为了能够获得最大不折叠距离探测范围同时获得最大 的不模糊径向速度，在雷达硬件工作模式方面，采用了连 续监测模式CS、连续Doppler模式CD和批模式B，对雷达脉 冲对数、脉冲宽度、脉冲重复频率等雷达参数进行了组合 ，以适应上述要求。在观测模式方面，设有四种观测模式 ，其中：降水模式有VCP11模式和VCP21模式两种，以适应 不同降水类型的需要。CINRAD-SA雷达由于发射机功率强大 ，接受机灵敏度高，还设有晴空模式：VCP31模式和VCP32 模式，用以探测晴空湍流、风切变等。在上述降水观测模 式中，为了达到获得最大探测不折叠距离和最大不模糊径 向速度，雷达采用了扫描方式与雷达参数相结合的办法实 现上述目标。

青海东部两次大暴雨过程雷达产品特征对比分析青海东部两次大暴雨过程雷达产品特征对比分析近年来，全球气候异常频发，我国各地也经历了不少自然灾害。

其中，特强降雨造成的暴雨灾害屡见不鲜。

而青海东部地区正是我国西北地区的高原山区，其气候条件和地理环境对暴雨的形成与发展具有一定的影响。

本文将通过对青海东部两次大暴雨过程中的雷达产品特征进行对比分析，探讨其在暴雨监测与预警中的作用。

青海东部地区的大暴雨过程往往与锋区活动、强逆温等因素密切相关。

利用雷达技术可以实时监测到暴雨云团的形成、演变和消亡过程，提供有力的气象信息支持。

本次分析选取了发生在2019年和2020年的两次大暴雨过程，分别位于青海省海南州和海东市。

下面将分别对两次暴雨过程中的雷达产品特征进行具体对比。

首先，从雷达回波强度来看，2019年暴雨过程中的雷达回波强度整体较强，多处站点出现了50dBz以上的回波，甚至出现了一些70dBz以上的超强回波。

而2020年的暴雨过程中，雷达回波强度相对较弱，主要集中在40-50dBz之间。

这表明2019年的暴雨过程具有更强的降水能力和强度，而2020年的暴雨过程相对较弱。

其次，从雷达降水计算产品来看，2019年和2020年的两次暴雨过程中，累积雨量分布形态存在一定的差异。

2019年暴雨过程中，大范围的高降雨区主要出现在暴雨云的核心区域，降雨量较为集中。

而2020年暴雨过程中，降雨量分布相对均匀，没有出现明显的高降雨区。

这说明2019年暴雨过程的降水强度更强，降雨范围相对较小而集中，而2020年的暴雨过程降水相对均匀，范围更广。

另外，从雷达产品的回波高度来看，2019年和2020年两次暴雨过程中的回波高度有一定的差异。

2019年暴雨过程中，回波高度较高，多数云团高度超过10公里。

而2020年的暴雨过程中，回波高度相对较低，多数云团高度在5-10公里之间。

这说明2019年暴雨过程中的云团发展更为强劲，云顶高度较高，暴雨能量更强；而2020年的暴雨过程云团发展相对较弱，云顶高度较低，暴雨能量相对较弱。

文山州南部大暴雨的雷达产品特征分析摘要：利用常规气象资料及文山新一代天气雷达探测到的回波资料对文山州南部2020年5月22~23日大暴雨天气进行详细的分析。

通过分析，这次暴雨过程持续时间长，雷达回波面积大，回波形态为强对流型和积层混合型降水回波，回波强度大，回波中心强度值大于50dBz，降水效率高，当强风暴在某一地持久维持时，在很短的时间内，就可能降产生大暴雨量级的降水。

多普勒速度图上，逆风区、气旋式辐合、垂直风切变是造成本次暴雨过程的直接的中小尺度天气系统。

降水量的大小不仅与回波的强弱有关，同时与回波的持续时间相关，回波越强，降水效率越高，持续时间越长，累积降水越多。

关键词：大暴雨多普勒雷达强度速度回波分析引言暴雨作为一种主要的气象灾害，由其引发的山洪、泥石流等自然灾害每年都有发生，给人民的生命、财产等带来很大威胁，暴雨的分析一直倍受广大气象工作者的关注，尤其是通过新一代天气雷达的探测，对暴雨进行跟踪、判断，研究其发展变化规律，准确及时做好短时补充订正预报，对减轻暴雨灾害具有现实的重要意义。

暴雨和大尺度环流背景下发生、发展的中小尺度天气系统有密切的关系，过去，往往用云团来分析中小尺度降水系统，它能在一定程度上反映降水的范围、强度和随时间变化的大致特征，但是，由于受降水观测的时空限制，它不能准确的反映降水发生、发展和演变的情况，特别是对降水前后风场的变化情况，它更难以捕捉。

而多普勒雷达弥补了这些不足，它可以详尽地反映降水发生、发展和演变过程，更能获取降水前后风场的变化情况，这对暴雨的分析和预报提供了重要的信息。

本文针对2020年5月22日至23日凌晨云南文山州南部发生的大暴雨天气由大尺度背景分析入手，重点利用多普勒雷达探测资料进行分析，以期加深对此类天气的认识，提高短时跟踪预警的能力。

1天气概况2020年5月22日下午及23日凌晨，受天气影响，文山州南部文山市、马关县、西畴县、麻栗坡县出现大到暴雨，局部大暴雨天气。

第35卷第4期2020年8月成都信息工程大学学报JOURNAL OF CHENGDU UNIVERSITY OF INFORMATION TECHNOLOGYVol.35 No.4Aug.2020文章编号：2096-1618(2020)044)39248基于微雨雷达观测北京地区夏冬季降水个例特征分析饶晨\肖辉2，姚振东、冯启祯3，林慧玲1(1.成都信息工程大学电子工程学院，四川成都610225;2.中国科学院大气物理研究所LACS,北京100000;3.中国民用航空飞行学院绵阳分院，四川绵阳621000)摘要：利用微雨雷达在北京地区的降水观测数据，对夏冬两季降水情况进行降水参数反演及垂直分布特征分 析。

选取一次夏季层状云降水个例，利用速度谱低端法剔除垂直气流对雨滴下落末速度的影响，进行微雨雷达观测数据的质量控制，剔除垂直气流影响后，反演反射率因子2、降雨强度f t、液态含水量LWC、雨滴总数浓度/V。

等降雨参数;通过直接积分多普勒频谱计算等效反射率因子Z,和降雪率S,减小M RR雷达观测冬季降雪特征量与实际特征量的误差。

实验结果表明，剔除垂直气流影响对后续降雨参数的反演误差有一定改善。

关键词：微雨雷达；夏季降雨；冬季降雪；垂直分布中图分类号:TN957 文献标志码：Adoi：10.16836/j. cnki. jcuit. 2020.04.005〇引言降水是大气水循环过程中必不可少的环节，同时 也是大气科学的研究热点，对一个地区降水结构和降 水过程及特征分析，对于该地区降水的精细预报和人 工影响天气意义十分重大。

降水过程具有时间和空间 分布变化特点，降水粒子在下落时因自身重力、空气阻 力和张力等及粒子间的作用，发生形变、碰并、破裂、蒸 发等物理过程，这些过程是降水粒子在垂直方向上发 生变化的主要原因[11。

以往，对于降水观测及特征分 析主要依靠地面雨滴谱仪、机载云雨粒子谱仪及天气 雷达、气象卫星等观测仪器。

S波段多普勒天气雷达对小滴谱降水探测能力的探讨喜度;王凌震【摘要】S波段多普勒天气雷达是通过测量降水粒子散射回雷达天线的电磁波功率(P)的大小来确定照射体积内云体的反射率Z.在实际大气中,每次降水的雨滴谱基本上是不一样的,所以对于同样降水量的云体,雷达探测回波强度会有较大差异。

特别是弱降水,一般雨滴直径很小,散射截面本来就很小,加上S波段雷达采用的10cm 发射波长,相比3cm和5cm波长的雷达,对弱降水的探测能力要弱些。

通过计算,对S波段多普勒天气雷达在不同滴谱的弱降水的探测能力进行分析探讨,对预报人员正确使用新一代多普勒天气雷达的产品有一定的帮助。

【期刊名称】《科技与创新》【年(卷),期】2019(000)004【总页数】2页(P65-66)【关键词】S波段;多普勒天气雷达;雨滴谱;探测能力【作者】喜度;王凌震【作者单位】[1]江苏省气象探测中心,江苏南京210008;[1]江苏省气象探测中心,江苏南京210008;【正文语种】中文【中图分类】P412.251 引言新一代S波段多普勒天气雷达已在江苏省使用多年，近三年来又新增淮安和宿迁两部雷达，使得江苏省气象业务使用中雷达数量达到9部。

多年的使用让许多业务人员耳闻目睹的是雷达的高灵敏度和高精度，但是对雷达气象不很熟悉的业务人员，在业务工作应用雷达资料的时候，对雷达的探测能力仍不是很了解。

许多业务人员认为既然是高灵敏度雷达，应该连云回波都能看到，并且能观测到所有降水。

不少业务人员试图用S波段新一代多普勒天气雷达观测雾回波，而在秋冬季实况有降水而雷达没有回波时，就认为雷达有故障了。

因此，有必要对S波段新一代多普勒天气雷达的探测能力再进行一些探讨。

2 降水粒子直径、雷达波长和雷达散射截面的关系当粒子直径d＜＜λ雷达波长时，降水粒子对雷达波的散射称为瑞利散射。

对S波段多普勒雷达，波长为10 cm，在探测弱降水时肯定满足瑞利散射。

在瑞利散射下，δ=cd6/λ4，其中δ为雷达散射截面，也就是δ和降水粒子直径的6次方成正比，和雷达波长的4次方成反比。

天气雷达简介一、概述天气雷达是探测大气中气象变化的千里眼、顺风耳。

天气雷达通过间歇性地向空中发射电磁波（脉冲），然后接收被气象目标散射回来的电磁波（回波），探测400多千米半径范围内气象目标的空间位置和特性，在灾害性天气，尤其是突发性的中小尺度灾害性天气的监测预警中发挥着重要的作用。

天气雷达主要由天线、馈线、伺服、发射机、接收机、信号处理、产品生成、显示终端等组成。

天线：发射/接收电磁波馈线：传导电磁波伺服：天线等的运转发射机：产生电磁波接收机：接收处理电磁波信号处理：处理回波信息产品生成：根据算法，生成应用产品/控制雷达显示终端：显示产品、控制雷达目标距离的测定：由电磁波的传播速度(近似v=c)和探测脉冲与回波信号之间的时间间隔Δt来确定。

r=c Δt /2 (1.1) 通常，时间间隔以μs为单位，故上式可写成：r=0.15Δt(km)或r=150Δt (m) (1.2)目标方位角和仰角的测定:目标的方位角和仰角的测定是依靠天线的方向性来实现的。

天气雷达的天线具有很强的方向性，它能将探测脉冲的能量集中地向某一方向发射。

同样，它也只能接收沿同一方向来的回波信号。

所以，只有当天线对准目标时，才能接收到目标的回波信号。

根据这一原理，当发现目标时，天线所在的方位角和仰角就是目标相对于雷达的方位角和仰角。

目标特性的测定:气象目标对雷达电磁波的散射是雷达探测大气的基础。

降水回波：云、降水粒子的散射。

随相态、几何形状不同而异，雷达回波功率是由有效照射体积内所有气象目标产生的。

晴空回波：在大气中的无云区或很小粒子所组成的云区探测到回波。

气象条件两种：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。

多普勒速度探测：多普勒雷达发射出的电磁波，遇到运动的目标物后，返回信号产生频率漂移，从而可导出目标物相对于雷达运动的径向速度。

当年意气风发的青年，如今已生出华发。

我国处于北太平洋西部台风活动带，台风暴雨内涝一直是部分地区面临的主要自然灾害。

获取降水资料，过去主要借助雨量计、地基雷达等手段，但受设备数量和分布位置限制，大范围高空间分辨率的地面降水信息很难得到。

1997年，美日联合发射装载降水雷达的TRMM（热带降雨测量任务）卫星，开创了星载雷达探测降水的先河，也为我国新一代低轨风云气象卫星发展提供了借鉴思路。

21世纪初，704所科研人员开始收集材料，对星载降水雷达开展前期研究。

他们敏锐地觉察到，相比TRMM 卫星所用的单频雷达，双频降水雷达在实际应用中效果更好。

“Ku、Ka 双频降水测量雷达能将雷达观测分辨率高和卫星观测范围广的优势结合起来。

”704所微波遥感技术研究室主任江柏森介绍，Ku 频段有利于探测强降水，Ka 频段有利于探测弱降水，两者同步工作可以扩大降水探测能力，哪怕是每小时0.2毫米的毛毛雨，也能精准感知。

此外，利用降水粒子对不同频段雷达信号散射不同的特性，双频测量可以分辨雨、雪、冰雹等，探测降水过程中的液态、固态变化，这在气象应用中十分重要。

当时，美日联合实施的全球降水观测计划（GPM）启动不久，星载双频降水雷达在国际上也处于探索阶段。

“那时我们就想，要做就做最好。

”江柏森说。

在2006年举办的气象卫星发展论坛上，研制国产降水测量卫星成为共识。

704所奋勇“揭榜”，扛下了卫星主载荷降水测量雷达的研制重任。

这是我国首次研制星载降水测量雷达，方向新、技术也新，科研工作面临诸多挑战。

听到火箭点火升空的轰响，正在测试厂房检查数据的杨润峰百感交集。

“就像养育多年的孩子，突然间真的离开你了。

”日前接受科技日报记者采访时，他这样回忆雷达上天时的感觉。

今年4月16日，我国首颗降水测量专用卫星风云三号G 星发射升空，其主载荷是由中国航天科技集团九院704所研制的我国首套星载Ku、Ka 双频降水测量雷达。

截至记者发稿时，该雷达凭借犀利的“双睛”，已成功探测到全球中低纬度地区降水的三维精细结构，捕捉到“玛娃”“泰利”等台风降雨系统的三维立体结构。

雷达定量测量降水(1小时、3小时累积降水、风暴总降水)
3、风场反演产品
风场反演产品：
多普勒雷达系统获取的径向速度分布数据，在某些假定的条件下通过反演可以 获取某高度平面上的平均风向风速(VAD)、二维水平风场、垂直剖面二维风场 及三维风场(VVP)等，除VAD技术比较成熟外，其余均在试验或试用阶段。
一个例子是：当一辆紧急 的火车（汽车）鸣着喇叭 以相当高的速度向着你驶 来时，声音的音调（频率） 由于波的压缩（较短波长） 而增加。当火车（汽车） 远离你而去时，这声音的 音调（频率）由于波的膨 胀（较长波长）而减低。
相干波:两束振幅、频率和相位完全相同的电磁波称为相干波。
相干发射：发射出振幅、频率和相位完全一样的脉冲波，所以各 个脉冲之间是相干的。
平面位置显示(PPI) 垂直最大回波强度显示 (CR) 等高平面位置显示(CAPPI) 距离高度显示(RHI)、 任意垂直剖面显示(VCS)
WSR-88D基本 数据产品
相对于风暴的
平均径向速度产 品图(SRM)
与基本速度产品类似，只不过减去了由风 暴
跟踪信息(STI)识别的所有风暴的平均运 动速度，
WSR-88D工作模式（Operational Mode）
两种工作模式，即降水模式和晴空模式。雷达的 工作模式决定了使用哪种VCP，而VCP又确定了 具体的扫描方式。
工作模式A：降水模式使用VCP11或VCP21，相 应的扫描方式分别为14/5 和9/6。
工作模式B：晴空模式使用VCP31或VCP32，两 者都使用扫描方式5/10。
全相干多普勒天气雷达：它的发射主控信号频率由稳定的晶体振 荡器产生，保证发射的高频相干。它的相干性能好，地物消除能 力强。
半相干（伪相干）多普勒天气雷达：它是通过对发生信号采样， 与本振混频以及锁相技术，以保证中频相干，达到测量频率变化， 它的发射部分采用同轴磁控管。它的相干性能差，消除地物的能 力较全相干多普勒天气雷达差。

农业研究 农业气象
吉林省白山新一代天气雷达产品释用浅析
文 / 刘 娜 范林林 王健洋
白山新一代天气雷达（CINRAD/CC）建成使用多年，雷达运行状况良好，在短时临近预报中发挥了非常重要的作用， 雷达基数据产品和二次产品在灾害性天气过程中为预报预警的提前发布提供准确及时的信息。在应用产品过程中，不 断总结常用产品量化指标，并且针对不同产品的不同量化指标所反馈的信息，能及时判断天气的种类和强度，经过不 断的总结分析，得出一些产品应用的经验指标，为今后的预报预警工作提供参考。
回波大小 反射率因子强值在 ３５ｄＢＺ 以上 反射率因子一般在 １５ ～ ３５ｄＢＺ 反射率因子回波范围比较广
Ｖ 等径向速度为直线 “Ｓ”型和反“Ｓ”型 “弓”型 “零”存在折角
表 ２ Ｖ 常见回波特征 回波特征
“牛”眼结构 “Ｓ”型风随高度顺转，反“Ｓ”型风随高度逆转 “零线”呈弓装弯曲，开口向左，开口向右 “零”线存在折角或弯曲
超级单体风暴 钩状、逗点状和螺旋状回波，前后 Ｖ 型缺口 与 Ｍ 相对应出现 风暴顶存在辐散 冰雹、龙卷、下击暴流、短时强降水
148 北京农业 2016 年 2 月 中旬刊
农业气象 农业研究
业务改革后地面测报异常数据的分析与处理
文 / 常智莹 1 刘要如 2
在推动气象现代化的进程中，地面测报工作发挥着重要作用，而测报业务质量要受到测报数据性能的影响，在地 面测报工作中往往会有各种观测数据出现异常的情况，这种现象不仅影响了气象观测数据的可靠性，同时也使观测效 率大幅度降低。基于此，结合黑龙江省塔河县气象局在地面测报中的实际情况，对业务改革后地面测报异常数据的分 析和处理进行详细探讨，同时提出观测过程中的注意事项，最大限度地降低和避免异常数据问题的出现。