新一代天氣雷達(dá)在災(zāi)害天氣預(yù)警預(yù)報(bào)中的應(yīng)用

1、新一代天氣雷達(dá)新一代天氣雷達(dá)在災(zāi)害天氣預(yù)警預(yù)報(bào)中在災(zāi)害天氣預(yù)警預(yù)報(bào)中的應(yīng)用的應(yīng)用楊楊 梅梅江西省環(huán)境預(yù)報(bào)中心江西省環(huán)境預(yù)報(bào)中心主要內(nèi)容介紹主要內(nèi)容介紹一、前言一、前言二、新一代天氣雷達(dá)的特點(diǎn)二、新一代天氣雷達(dá)的特點(diǎn)三、新一代天氣雷達(dá)基本原理三、新一代天氣雷達(dá)基本原理四、多普勒速度圖的基本識(shí)別四、多普勒速度圖的基本識(shí)別五、五、WSR98DWSR98D產(chǎn)品在災(zāi)害天氣中的應(yīng)用產(chǎn)品在災(zāi)害天氣中的應(yīng)用六、強(qiáng)風(fēng)暴個(gè)例六、強(qiáng)風(fēng)暴個(gè)例七、小結(jié)七、小結(jié) 各位領(lǐng)導(dǎo)、各位老同仁和新同仁：各位領(lǐng)導(dǎo)、各位老同仁和新同仁： 你們好！你們好！ 受領(lǐng)導(dǎo)的委托，向各位匯報(bào)一下南昌新一受領(lǐng)導(dǎo)的委托，向各位匯報(bào)一下南昌新一代天氣雷

2、達(dá)在災(zāi)害性天氣和短時(shí)預(yù)報(bào)中的應(yīng)用代天氣雷達(dá)在災(zāi)害性天氣和短時(shí)預(yù)報(bào)中的應(yīng)用情況，感到義不容辭。但同時(shí)也感到勉為其難。情況，感到義不容辭。但同時(shí)也感到勉為其難。雖然從事雷達(dá)探測(cè)多年，但接觸多普勒雷達(dá)畢雖然從事雷達(dá)探測(cè)多年，但接觸多普勒雷達(dá)畢竟時(shí)間太短，分析應(yīng)用能力太弱。尤其是徑向竟時(shí)間太短，分析應(yīng)用能力太弱。尤其是徑向速度的分析與應(yīng)用差距更大。但恰恰這又是多速度的分析與應(yīng)用差距更大。但恰恰這又是多普勒雷達(dá)應(yīng)用的重要組成部分。普勒雷達(dá)應(yīng)用的重要組成部分。 為了讓新來大學(xué)生們對(duì)徑向速度場(chǎng)有一個(gè)為了讓新來大學(xué)生們對(duì)徑向速度場(chǎng)有一個(gè)初步的了解，在今天的匯報(bào)中，我想利用前輩初步的了解，在今天的匯報(bào)中，我想利

3、用前輩總結(jié)的徑向速度模擬圖向各位介紹一下徑向速總結(jié)的徑向速度模擬圖向各位介紹一下徑向速度的基本概念。另外結(jié)合實(shí)際簡要介紹新一代度的基本概念。另外結(jié)合實(shí)際簡要介紹新一代雷達(dá)在災(zāi)害性天氣預(yù)警預(yù)報(bào)中的應(yīng)用。雷達(dá)在災(zāi)害性天氣預(yù)警預(yù)報(bào)中的應(yīng)用。一、前言一、前言 新一代天氣雷達(dá)在我省的應(yīng)用即將進(jìn)入第新一代天氣雷達(dá)在我省的應(yīng)用即將進(jìn)入第4 4個(gè)年頭了。實(shí)踐表明：新一代天氣雷達(dá)確實(shí)個(gè)年頭了。實(shí)踐表明：新一代天氣雷達(dá)確實(shí)優(yōu)于常規(guī)天氣雷達(dá)。它分辨率高、探測(cè)距離遠(yuǎn)、優(yōu)于常規(guī)天氣雷達(dá)。它分辨率高、探測(cè)距離遠(yuǎn)、產(chǎn)品豐富且時(shí)空分布密度大；它不但可以探測(cè)產(chǎn)品豐富且時(shí)空分布密度大；它不但可以探測(cè)云雨區(qū)內(nèi)降水量強(qiáng)度的大小而且可

4、以探測(cè)降水云雨區(qū)內(nèi)降水量強(qiáng)度的大小而且可以探測(cè)降水區(qū)內(nèi)氣流的分布，并從中分析出與冰雹、龍卷區(qū)內(nèi)氣流的分布，并從中分析出與冰雹、龍卷等密切相關(guān)的中尺度氣旋、下?lián)舯┝?、陣風(fēng)鋒等密切相關(guān)的中尺度氣旋、下?lián)舯┝?、陣風(fēng)鋒等強(qiáng)風(fēng)暴特征。從而為強(qiáng)對(duì)流天氣的預(yù)警預(yù)報(bào)等強(qiáng)風(fēng)暴特征。從而為強(qiáng)對(duì)流天氣的預(yù)警預(yù)報(bào)提供了確切依據(jù)。同時(shí)也為強(qiáng)對(duì)流和暴雨天氣提供了確切依據(jù)。同時(shí)也為強(qiáng)對(duì)流和暴雨天氣發(fā)生發(fā)展的動(dòng)力機(jī)制分析提供了依據(jù)。發(fā)生發(fā)展的動(dòng)力機(jī)制分析提供了依據(jù)。 除此之外，在人工增雨工作中的應(yīng)用前景除此之外，在人工增雨工作中的應(yīng)用前景也十分廣闊。也十分廣闊。 二、新一代天氣雷達(dá)的特點(diǎn)二、新一代天氣雷達(dá)的特點(diǎn) 和常規(guī)天氣雷

5、達(dá)比較，新一代天氣雷達(dá)和常規(guī)天氣雷達(dá)比較，新一代天氣雷達(dá)有以下優(yōu)點(diǎn)：有以下優(yōu)點(diǎn)： 1 1、新一代雷達(dá)分辨率高，探測(cè)距離遠(yuǎn)。、新一代雷達(dá)分辨率高，探測(cè)距離遠(yuǎn)。 常規(guī)天氣雷達(dá)受發(fā)射功率和波長限制，常規(guī)天氣雷達(dá)受發(fā)射功率和波長限制，有效探測(cè)距離在有效探測(cè)距離在200200公里以內(nèi)，對(duì)湖南境公里以內(nèi)，對(duì)湖南境內(nèi)東移影響我省的回波很難發(fā)現(xiàn)。而新一內(nèi)東移影響我省的回波很難發(fā)現(xiàn)。而新一代天氣雷達(dá)分辨率高，探測(cè)距離一般可以代天氣雷達(dá)分辨率高，探測(cè)距離一般可以達(dá)到達(dá)到400400公里以上。當(dāng)強(qiáng)對(duì)流處于萌芽狀公里以上。當(dāng)強(qiáng)對(duì)流處于萌芽狀態(tài)時(shí)就能發(fā)現(xiàn)。大大提高了強(qiáng)對(duì)流天氣的態(tài)時(shí)就能發(fā)現(xiàn)。大大提高了強(qiáng)對(duì)流天氣的預(yù)警預(yù)

6、報(bào)準(zhǔn)確率和有效預(yù)警時(shí)間。預(yù)警預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率和有效預(yù)警時(shí)間。2 2、具有高密度、高時(shí)空分布的雷達(dá)回波、具有高密度、高時(shí)空分布的雷達(dá)回波產(chǎn)品產(chǎn)品 常規(guī)天氣雷達(dá)不但探測(cè)距離近而且品常規(guī)天氣雷達(dá)不但探測(cè)距離近而且品種也比較單一。新一代天氣雷達(dá)具有每種也比較單一。新一代天氣雷達(dá)具有每6 6分鐘一個(gè)體掃的分鐘一個(gè)體掃的3030余種產(chǎn)品可供選擇。余種產(chǎn)品可供選擇。其中常用的有基本反射率、基本速度及其中常用的有基本反射率、基本速度及其由此衍生的組合反射率、風(fēng)廓線、液其由此衍生的組合反射率、風(fēng)廓線、液態(tài)含水量、回波頂高、風(fēng)暴追蹤信息、態(tài)含水量、回波頂高、風(fēng)暴追蹤信息、冰雹指數(shù)等非常直觀的產(chǎn)品。冰雹指數(shù)等非常直觀的產(chǎn)

7、品。3 3、徑向速度產(chǎn)品的應(yīng)用、徑向速度產(chǎn)品的應(yīng)用 徑向速度產(chǎn)品的應(yīng)用是新一代天氣雷達(dá)最大徑向速度產(chǎn)品的應(yīng)用是新一代天氣雷達(dá)最大的優(yōu)勢(shì)之處。雖然目前雷達(dá)顯示的還不是真實(shí)的優(yōu)勢(shì)之處。雖然目前雷達(dá)顯示的還不是真實(shí)風(fēng)場(chǎng)，但通過徑向風(fēng)場(chǎng)分析還是可以確定氣流風(fēng)場(chǎng)，但通過徑向風(fēng)場(chǎng)分析還是可以確定氣流的走向、強(qiáng)弱等，根據(jù)與零速度線的配置可以的走向、強(qiáng)弱等，根據(jù)與零速度線的配置可以分析冷、暖平流；輻合、輻散；冷鋒；冷、暖分析冷、暖平流；輻合、輻散；冷鋒；冷、暖切變線和低槽等天氣系統(tǒng)。尤其是一些對(duì)人們切變線和低槽等天氣系統(tǒng)。尤其是一些對(duì)人們生命財(cái)產(chǎn)造成嚴(yán)重?fù)p失的中、小尺度天氣現(xiàn)象。生命財(cái)產(chǎn)造成嚴(yán)重?fù)p失的中、小尺

8、度天氣現(xiàn)象。如中尺度氣旋、下?lián)舯┝?、陣風(fēng)鋒等。如中尺度氣旋、下?lián)舯┝?、陣風(fēng)鋒等。 4 4、有利定量和更精細(xì)產(chǎn)品的開發(fā)、有利定量和更精細(xì)產(chǎn)品的開發(fā) 前不久，國家氣象局網(wǎng)站已經(jīng)公布了新一前不久，國家氣象局網(wǎng)站已經(jīng)公布了新一代天氣雷達(dá)產(chǎn)品的基數(shù)據(jù)。根據(jù)代天氣雷達(dá)產(chǎn)品的基數(shù)據(jù)。根據(jù)6 6分鐘一體掃分鐘一體掃的高密度基數(shù)據(jù)資料與相應(yīng)時(shí)間的自動(dòng)雨量站的高密度基數(shù)據(jù)資料與相應(yīng)時(shí)間的自動(dòng)雨量站資料進(jìn)行相關(guān)分析，可以大大提高對(duì)水庫蓄水、資料進(jìn)行相關(guān)分析，可以大大提高對(duì)水庫蓄水、防洪和暴雨落區(qū)落點(diǎn)的精確預(yù)報(bào)。防洪和暴雨落區(qū)落點(diǎn)的精確預(yù)報(bào)。 勿容置疑，新一代天氣雷達(dá)的應(yīng)用確實(shí)為勿容置疑，新一代天氣雷達(dá)的應(yīng)用確實(shí)為災(zāi)

9、害性天氣的預(yù)警預(yù)報(bào)帶來了福音，同時(shí)也為災(zāi)害性天氣的預(yù)警預(yù)報(bào)帶來了福音，同時(shí)也為強(qiáng)對(duì)流天氣的研究提供了依據(jù)。強(qiáng)對(duì)流天氣的研究提供了依據(jù)。三、新一代天氣雷達(dá)基本原理三、新一代天氣雷達(dá)基本原理 1 1、探測(cè)原理、探測(cè)原理 和常規(guī)雷達(dá)類似，新一代天氣雷達(dá)也是和常規(guī)雷達(dá)類似，新一代天氣雷達(dá)也是利用目標(biāo)物對(duì)電磁波的散射原理來對(duì)云雨、冰利用目標(biāo)物對(duì)電磁波的散射原理來對(duì)云雨、冰晶等進(jìn)行探測(cè)的（圖晶等進(jìn)行探測(cè)的（圖1 1）。）。圖1 雷達(dá)探測(cè)原理 目標(biāo)物的性質(zhì)、強(qiáng)弱直接影響返回目標(biāo)物的性質(zhì)、強(qiáng)弱直接影響返回到雷達(dá)的回波強(qiáng)弱。而回波的強(qiáng)弱與雷到雷達(dá)的回波強(qiáng)弱。而回波的強(qiáng)弱與雷達(dá)性能、參數(shù)密切相關(guān)。它們之間的關(guān)達(dá)性

10、能、參數(shù)密切相關(guān)。它們之間的關(guān)系可以用一個(gè)方程式表達(dá)：系可以用一個(gè)方程式表達(dá)： 式中：式中：PrPr是雷達(dá)接收到的回波功率是雷達(dá)接收到的回波功率, ,單單位：位：KWKW；PtPt是雷達(dá)的發(fā)射峰值功率是雷達(dá)的發(fā)射峰值功率, ,單位：單位：KWKW；G G為天線增益為天線增益, ,單位：倍；單位：倍；為水平為水平波束寬度，單位：波束寬度，單位：；h h為發(fā)射脈沖長度為發(fā)射脈沖長度, ,單位：單位：m m；為垂直波束寬度為垂直波束寬度, ,單位：單位：；r r為目標(biāo)物到雷達(dá)天線的距離為目標(biāo)物到雷達(dá)天線的距離, ,單位：單位：kmkm；為波長為波長, ,單位：單位：mmmm；為反射因子為反射因子,

11、,單單位：位：mm6.m-3mm6.m-3；k2k2為折射指數(shù)，當(dāng)反射體為折射指數(shù)，當(dāng)反射體為液體時(shí)為液體時(shí), ,其數(shù)值為其數(shù)值為0.930.93，反射體為固體，反射體為固體時(shí)，其數(shù)值為時(shí)，其數(shù)值為0.1970.197。 從上述雷達(dá)氣象方程可以看到：雷達(dá)參從上述雷達(dá)氣象方程可以看到：雷達(dá)參數(shù)是一個(gè)常數(shù)。而回波強(qiáng)度與回波離雷達(dá)的數(shù)是一個(gè)常數(shù)。而回波強(qiáng)度與回波離雷達(dá)的距離則是變數(shù)。距離越遠(yuǎn)接收到的回波功率距離則是變數(shù)。距離越遠(yuǎn)接收到的回波功率越弱；反射因子越大接受到的功率也越大。越弱；反射因子越大接受到的功率也越大。而反射因子而反射因子Z Z與雨滴的與雨滴的6 6次方成正比。雨滴越次方成正比。雨滴

12、越大，回波反射率越大，即雷達(dá)回波強(qiáng)度越強(qiáng)。大，回波反射率越大，即雷達(dá)回波強(qiáng)度越強(qiáng)。這也是為什么冰雹等外包水成物的雷達(dá)回波這也是為什么冰雹等外包水成物的雷達(dá)回波特別強(qiáng)的緣故。特別強(qiáng)的緣故。 2 2、多普勒效應(yīng)、多普勒效應(yīng) 和常規(guī)脈沖雷達(dá)所不同的是：多普勒雷達(dá)和常規(guī)脈沖雷達(dá)所不同的是：多普勒雷達(dá)不但可以探測(cè)雷達(dá)回波的位置和強(qiáng)度，還可不但可以探測(cè)雷達(dá)回波的位置和強(qiáng)度，還可以探測(cè)各散射體之間相對(duì)于雷達(dá)的運(yùn)動(dòng)速度、以探測(cè)各散射體之間相對(duì)于雷達(dá)的運(yùn)動(dòng)速度、方向等，即相繼發(fā)送的脈沖波之間的初相位方向等，即相繼發(fā)送的脈沖波之間的初相位是相同的。這就是相干雷達(dá)。而多普勒雷達(dá)是相同的。這就是相干雷達(dá)。而多普勒雷達(dá)

13、就是典型的相干雷達(dá)。就是典型的相干雷達(dá)。 多普勒雷達(dá)的理論基礎(chǔ)是電磁波的多普多普勒雷達(dá)的理論基礎(chǔ)是電磁波的多普勒效應(yīng)。所謂多譜勒效應(yīng)，是指波源相對(duì)于勒效應(yīng)。所謂多譜勒效應(yīng)，是指波源相對(duì)于觀察者運(yùn)動(dòng)時(shí)，觀察者接到的信號(hào)頻率和波觀察者運(yùn)動(dòng)時(shí)，觀察者接到的信號(hào)頻率和波源發(fā)出的頻率是不同的。而且發(fā)射頻率和接源發(fā)出的頻率是不同的。而且發(fā)射頻率和接收頻率之間的差值，和波源運(yùn)動(dòng)的速度有關(guān)。收頻率之間的差值，和波源運(yùn)動(dòng)的速度有關(guān)。 這種現(xiàn)象叫多譜勒效應(yīng)。由多譜勒效應(yīng)而這種現(xiàn)象叫多譜勒效應(yīng)。由多譜勒效應(yīng)而引起的頻率變化，叫多譜勒頻移。這種頻率引起的頻率變化，叫多譜勒頻移。這種頻率的變化量和相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度的大小之間

14、的關(guān)系，的變化量和相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度的大小之間的關(guān)系，有如一列行駛中鳴笛的火車，月臺(tái)上候車的有如一列行駛中鳴笛的火車，月臺(tái)上候車的人們可以感覺到鳴笛頻率的變化，當(dāng)火車朝人們可以感覺到鳴笛頻率的變化，當(dāng)火車朝向月臺(tái)行使時(shí)，頻率變高，當(dāng)火車遠(yuǎn)離月臺(tái)向月臺(tái)行使時(shí)，頻率變高，當(dāng)火車遠(yuǎn)離月臺(tái)而去，則頻率變低，而且其頻率變化量與火而去，則頻率變低，而且其頻率變化量與火車行使的速度成正比。用一公式表示它們之車行使的速度成正比。用一公式表示它們之間的關(guān)系為：間的關(guān)系為： f =2v/ f =2v/ 上式中上式中f:f:多譜勒頻率；多譜勒頻率；v:v:運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的徑向速運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的徑向速度；度；:雷達(dá)工作波長。雷達(dá)工作波

15、長。 3 3、多普勒兩難、多普勒兩難 脈沖多普勒雷達(dá)象常規(guī)雷達(dá)一樣，脈沖多普勒雷達(dá)象常規(guī)雷達(dá)一樣，發(fā)射一系列在空間上相隔一定距離發(fā)射一系列在空間上相隔一定距離d d的脈的脈沖。這個(gè)距離沖。這個(gè)距離d d與脈沖重復(fù)頻率（與脈沖重復(fù)頻率（prfprf）有）有如下關(guān)系：如下關(guān)系： d=c/prf d=c/prf 其中其中C C: :是雷達(dá)脈沖能量在大氣中的傳播是雷達(dá)脈沖能量在大氣中的傳播速度速度, ,其值為其值為3 3* *108108米秒米秒-1-1。 一個(gè)脈沖傳播并且在下一個(gè)脈沖發(fā)射一個(gè)脈沖傳播并且在下一個(gè)脈沖發(fā)射前回到雷達(dá)的最大距離是脈沖間隔前回到雷達(dá)的最大距離是脈沖間隔d d的一的一半。這個(gè)

16、最大距離定義為：半。這個(gè)最大距離定義為： rmax=C/（2prf） 從公式可以看到，要得到最大距離范圍內(nèi)的所從公式可以看到，要得到最大距離范圍內(nèi)的所有散射區(qū)可以用降低有散射區(qū)可以用降低prf的方法。但因?yàn)椋旱姆椒?。但因?yàn)椋?Vmax=+-（prf）/4 Vmax是最大多普勒速度測(cè)量范圍。如果是最大多普勒速度測(cè)量范圍。如果PRF減小，那么就會(huì)產(chǎn)生速度混淆。解與式得減小，那么就會(huì)產(chǎn)生速度混淆。解與式得出：出： VmaxRmax=+-/8 因此，對(duì)一個(gè)具有一定波長的多普勒雷達(dá)來說因此，對(duì)一個(gè)具有一定波長的多普勒雷達(dá)來說Vmax與與Rmax的積是一個(gè)常數(shù)，的積是一個(gè)常數(shù)，Rmax增加則增加則Vmax

17、減小，反之亦然。這就是多普勒的兩難。減小，反之亦然。這就是多普勒的兩難。 在目前新一代雷達(dá)還沒有解決這個(gè)難題。在目前新一代雷達(dá)還沒有解決這個(gè)難題。 4 4、WSR98DWSR98D簡介簡介 目前南昌使用的是北京敏視達(dá)公司生產(chǎn)目前南昌使用的是北京敏視達(dá)公司生產(chǎn)的的WSR98DWSR98D。它由五個(gè)主要部分構(gòu)成：雷達(dá)。它由五個(gè)主要部分構(gòu)成：雷達(dá)數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)（數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)（RDARDA）、寬）、寬/ /窄帶通訊子系窄帶通訊子系統(tǒng)（統(tǒng)（WNCWNC）、雷達(dá)產(chǎn)品生成子系統(tǒng)（）、雷達(dá)產(chǎn)品生成子系統(tǒng)（RPGRPG）、）、主用戶處理器（主用戶處理器（PUPPUP）和附屬安裝設(shè)備。主）和附屬安裝設(shè)備。主要構(gòu)

18、成如圖要構(gòu)成如圖2 2。RDARDA是用戶所使用的雷達(dá)數(shù)據(jù)是用戶所使用的雷達(dá)數(shù)據(jù)的采集單元。它的主要功能是產(chǎn)生和發(fā)射射的采集單元。它的主要功能是產(chǎn)生和發(fā)射射頻脈沖、接收目標(biāo)物對(duì)這些脈沖的反射能量，頻脈沖、接收目標(biāo)物對(duì)這些脈沖的反射能量，并通過數(shù)字化形成基數(shù)據(jù)。并通過數(shù)字化形成基數(shù)據(jù)。 RPGRPG是整個(gè)雷達(dá)系統(tǒng)的指令中心。也是雷達(dá)是整個(gè)雷達(dá)系統(tǒng)的指令中心。也是雷達(dá)產(chǎn)品生成子系統(tǒng)產(chǎn)品生成子系統(tǒng)RPGRPG是它由寬帶通訊線路從是它由寬帶通訊線路從RDARDA接受數(shù)字化的基數(shù)據(jù)，對(duì)其進(jìn)行處理并生成各接受數(shù)字化的基數(shù)據(jù)，對(duì)其進(jìn)行處理并生成各種產(chǎn)品，并將產(chǎn)品通過窄帶通訊線路傳給用戶。種產(chǎn)品，并將產(chǎn)品通過

19、窄帶通訊線路傳給用戶。RPGRPG還可以通過雷達(dá)控制臺(tái)（還可以通過雷達(dá)控制臺(tái)（UCPUCP）對(duì)）對(duì)RDARDA進(jìn)行進(jìn)行監(jiān)控（遙控方式）。監(jiān)控（遙控方式）。 PUP PUP的主要功能是產(chǎn)品請(qǐng)求、產(chǎn)品數(shù)據(jù)的存的主要功能是產(chǎn)品請(qǐng)求、產(chǎn)品數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和管理等。儲(chǔ)和管理等。圖圖2 WSR98D2 WSR98D主要系統(tǒng)構(gòu)成主要系統(tǒng)構(gòu)成四、多普勒速度圖的基本識(shí)別四、多普勒速度圖的基本識(shí)別 1 1、實(shí)際風(fēng)與徑向風(fēng)的關(guān)系、實(shí)際風(fēng)與徑向風(fēng)的關(guān)系 多普勒雷達(dá)測(cè)量的是風(fēng)場(chǎng)在雷達(dá)徑向多普勒雷達(dá)測(cè)量的是風(fēng)場(chǎng)在雷達(dá)徑向上的分量。上的分量。 假定某高度平面上的實(shí)際風(fēng)向風(fēng)速均假定某高度平面上的實(shí)際風(fēng)向風(fēng)速均勻，則雷達(dá)以某個(gè)仰角作

20、勻，則雷達(dá)以某個(gè)仰角作360360度掃描時(shí)，在度掃描時(shí)，在這個(gè)高度相應(yīng)的距離圈上，雷達(dá)徑向速度這個(gè)高度相應(yīng)的距離圈上，雷達(dá)徑向速度隨方位角的分布是典型正（余）旋曲線。隨方位角的分布是典型正（余）旋曲線。雷達(dá)波束與實(shí)際風(fēng)向的夾角越大，則徑向雷達(dá)波束與實(shí)際風(fēng)向的夾角越大，則徑向速度值越小，實(shí)際風(fēng)速越小，徑向速度也速度值越小，實(shí)際風(fēng)速越小，徑向速度也越?。▓D越?。▓D3 3）。）。 在雷達(dá)上，徑向速度的大小和正負(fù)是通在雷達(dá)上，徑向速度的大小和正負(fù)是通過顏色變化表示的。一般暖色表示正徑過顏色變化表示的。一般暖色表示正徑向速度，冷色表示負(fù)徑向速度。作為一向速度，冷色表示負(fù)徑向速度。作為一種約定俗成，離開雷

21、達(dá)的徑向速度為正，種約定俗成，離開雷達(dá)的徑向速度為正，流向雷達(dá)的徑向速度為負(fù)。離開雷達(dá)和流向雷達(dá)的徑向速度為負(fù)。離開雷達(dá)和流向雷達(dá)的速度分別被稱為出流和入流流向雷達(dá)的速度分別被稱為出流和入流速度。速度。圖3a圖3b2 2、關(guān)于零速度、關(guān)于零速度 當(dāng)實(shí)際風(fēng)速為零時(shí)或雷達(dá)波束與實(shí)際風(fēng)向垂當(dāng)實(shí)際風(fēng)速為零時(shí)或雷達(dá)波束與實(shí)際風(fēng)向垂直時(shí)，徑向速度為零，稱為零速度。因此，可直時(shí)，徑向速度為零，稱為零速度。因此，可根據(jù)徑向風(fēng)的分布反推實(shí)際風(fēng)。主要依據(jù)是零根據(jù)徑向風(fēng)的分布反推實(shí)際風(fēng)。主要依據(jù)是零速度線的分布：速度線的分布： (1)(1)零等速度線的實(shí)際風(fēng)與雷達(dá)波束垂直。零等速度線的實(shí)際風(fēng)與雷達(dá)波束垂直。 (2)

22、(2)假定在雷達(dá)探測(cè)范圍內(nèi)，同一高度層上假定在雷達(dá)探測(cè)范圍內(nèi)，同一高度層上的實(shí)際風(fēng)是均勻的。從的實(shí)際風(fēng)是均勻的。從PUPPUP顯示屏中心出發(fā)，顯示屏中心出發(fā)，沿徑向劃一直線到達(dá)零等速度線上某一點(diǎn)：過沿徑向劃一直線到達(dá)零等速度線上某一點(diǎn)：過該點(diǎn)劃一矢量垂直此直線。方向從入流徑向速該點(diǎn)劃一矢量垂直此直線。方向從入流徑向速度一側(cè)指向出流徑向速度一側(cè)，此矢量即表示度一側(cè)指向出流徑向速度一側(cè)，此矢量即表示垂足點(diǎn)所在高度層的實(shí)際風(fēng)向。（圖垂足點(diǎn)所在高度層的實(shí)際風(fēng)向。（圖4 4） 另外，還可以根據(jù)零速度帶的走向判斷冷另外，還可以根據(jù)零速度帶的走向判斷冷暖平流、輻合、輻散以及識(shí)別各類中小尺度天暖平流、輻合、輻

23、散以及識(shí)別各類中小尺度天氣系統(tǒng)。氣系統(tǒng)。圖4 環(huán)境風(fēng)場(chǎng)的平面圖3 3、大尺度風(fēng)場(chǎng)連續(xù)流型的識(shí)別、大尺度風(fēng)場(chǎng)連續(xù)流型的識(shí)別 風(fēng)向不變風(fēng)速隨高度變化的風(fēng)向不變風(fēng)速隨高度變化的各種圖象變化（見圖各種圖象變化（見圖5-85-8）圖圖5 5 風(fēng)速風(fēng)向均不隨高度變化的風(fēng)速風(fēng)向均不隨高度變化的多普勒速度圖象和垂直風(fēng)廓線多普勒速度圖象和垂直風(fēng)廓線 圖圖7 7 風(fēng)速在圖象中間達(dá)到最大值（風(fēng)速在圖象中間達(dá)到最大值（4040海里海里/h/h） 圖圖8 8 圖象中間風(fēng)速最大圖象中間風(fēng)速最大 地面及圖象邊緣風(fēng)速為零地面及圖象邊緣風(fēng)速為零非均勻水平風(fēng)場(chǎng)的圖象變化（見圖9-11）圖圖9 風(fēng)速在所有高度上相同風(fēng)速在所有高度上

24、相同 風(fēng)向水平輻散的流場(chǎng)（左圖）風(fēng)向水平輻散的流場(chǎng)（左圖）圖圖10 10 同前水平流場(chǎng)在各高度輻合同前水平流場(chǎng)在各高度輻合圖圖11 11 向上由西向東傾斜的多普勒速度圖象向上由西向東傾斜的多普勒速度圖象風(fēng)速不變風(fēng)向隨高度變化的風(fēng)速不變風(fēng)向隨高度變化的各種圖象變化（見各種圖象變化（見12-1412-14）圖圖12 12 風(fēng)向逆轉(zhuǎn)風(fēng)速不變的風(fēng)向逆轉(zhuǎn)風(fēng)速不變的 多普勒速度圖象和垂直風(fēng)廓線多普勒速度圖象和垂直風(fēng)廓線圖圖13 13 風(fēng)向隨高度順轉(zhuǎn)風(fēng)速不變的風(fēng)向隨高度順轉(zhuǎn)風(fēng)速不變的 多普勒速度圖象和垂直風(fēng)廓線多普勒速度圖象和垂直風(fēng)廓線 圖圖14 14 風(fēng)向隨高度先順轉(zhuǎn)后逆轉(zhuǎn)風(fēng)向隨高度先順轉(zhuǎn)后逆轉(zhuǎn)風(fēng)速風(fēng)向都

25、隨高度變化的風(fēng)速風(fēng)向都隨高度變化的各種圖象變化（見圖各種圖象變化（見圖15） 圖圖15 15 風(fēng)速隨高度增加（地面為風(fēng)速隨高度增加（地面為0 0）風(fēng)向隨高度順）風(fēng)向隨高度順 轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)的多普勒速度圖象和垂直風(fēng)廓線，圖象東部和西部邊緣的多普勒速度圖象和垂直風(fēng)廓線，圖象東部和西部邊緣的顏色突變代表了己被混淆的更大的速度值。顏色突變代表了己被混淆的更大的速度值。風(fēng)場(chǎng)中垂直不連續(xù)的風(fēng)場(chǎng)中垂直不連續(xù)的圖象變化（見圖圖象變化（見圖16）圖圖1616風(fēng)向突變的多普勒速度圖象和垂直風(fēng)廓線，風(fēng)向突變的多普勒速度圖象和垂直風(fēng)廓線，上下風(fēng)向相差上下風(fēng)向相差9090，之間存在一連續(xù)區(qū)的兩對(duì)牛眼顏色，之間存在一連續(xù)區(qū)的兩對(duì)

26、牛眼顏色突變表示有更大的速度值。突變表示有更大的速度值。風(fēng)場(chǎng)中水平面不連續(xù)的圖象變風(fēng)場(chǎng)中水平面不連續(xù)的圖象變化（見圖化（見圖17-19）圖圖1717鋒面對(duì)應(yīng)的多普勒速度圖象鋒前低層有一西鋒面對(duì)應(yīng)的多普勒速度圖象鋒前低層有一西南風(fēng)極大值，鋒后有一西北風(fēng)極大值。南風(fēng)極大值，鋒后有一西北風(fēng)極大值。圖圖18 18 鋒面對(duì)應(yīng)的多普勒速度圖象鋒面對(duì)應(yīng)的多普勒速度圖象鋒面已移過測(cè)站鋒面已移過測(cè)站圖圖19 19 鋒面已到測(cè)站東南鋒面已到測(cè)站東南 鋒前風(fēng)隨高度順轉(zhuǎn)，風(fēng)速隨高度增加，鋒前風(fēng)隨高度順轉(zhuǎn)，風(fēng)速隨高度增加， 而鋒后風(fēng)向隨高度逆轉(zhuǎn)，風(fēng)速隨高度增加而鋒后風(fēng)向隨高度逆轉(zhuǎn)，風(fēng)速隨高度增加. . 4 4、中、中尺

27、度（尺度（2-20km2-20km）流場(chǎng)特）流場(chǎng)特 征識(shí)別（見圖征識(shí)別（見圖20-2820-28） 圖圖20 20 小區(qū)域方位示意圖小區(qū)域方位示意圖小區(qū)域方位示意圖圖圖21 21 純氣旋純氣旋圖圖22 22 純反氣旋純反氣旋 圖圖23 23 輻合輻合圖圖24 24 輻散輻散圖圖25 25 輻合氣旋輻合氣旋圖圖26 26 輻散氣旋輻散氣旋圖圖27 27 反氣旋輻合反氣旋輻合圖圖28 28 輻散反氣旋輻散反氣旋 5 5、基本產(chǎn)品介紹、基本產(chǎn)品介紹 CINRAD WSR-98DCINRAD WSR-98D產(chǎn)品可以分為兩大類：產(chǎn)品可以分為兩大類： （1 1）基本產(chǎn)品）基本產(chǎn)品 根據(jù)從根據(jù)從RDARDA

28、接收到的數(shù)字化基數(shù)據(jù)，接收到的數(shù)字化基數(shù)據(jù)，RPGRPG可以生成操作員指定仰角上的基反可以生成操作員指定仰角上的基反射率因子、基徑向速度和基譜寬產(chǎn)品。射率因子、基徑向速度和基譜寬產(chǎn)品。（2 2） 導(dǎo)出產(chǎn)品導(dǎo)出產(chǎn)品 即由數(shù)字化的基數(shù)據(jù)經(jīng)過使用特定即由數(shù)字化的基數(shù)據(jù)經(jīng)過使用特定的算法而得到的。的算法而得到的。 如原則上說，除了基反射率因子、如原則上說，除了基反射率因子、基徑向速度和基譜寬產(chǎn)品外的產(chǎn)品都是基徑向速度和基譜寬產(chǎn)品外的產(chǎn)品都是導(dǎo)出產(chǎn)品。其它類型的導(dǎo)出產(chǎn)品包括三導(dǎo)出產(chǎn)品。其它類型的導(dǎo)出產(chǎn)品包括三種基本數(shù)據(jù)的垂直剖面，垂直累積液態(tài)種基本數(shù)據(jù)的垂直剖面，垂直累積液態(tài)含水量含水量VILVIL、冰

29、雹指數(shù)、強(qiáng)天氣發(fā)生概、冰雹指數(shù)、強(qiáng)天氣發(fā)生概率、回波頂高、中氣旋、龍卷特征和降率、回波頂高、中氣旋、龍卷特征和降水量等共水量等共3333個(gè)。（數(shù)據(jù)流如圖個(gè)。（數(shù)據(jù)流如圖2929）圖圖29 29 雷達(dá)數(shù)據(jù)流示意圖雷達(dá)數(shù)據(jù)流示意圖雷達(dá)數(shù)據(jù)流示意圖雷達(dá)數(shù)據(jù)流示意圖雷達(dá)數(shù)據(jù)流示意圖雷達(dá)數(shù)據(jù)流示意圖 每個(gè)產(chǎn)品都由產(chǎn)品名、產(chǎn)品標(biāo)識(shí)符和產(chǎn)品每個(gè)產(chǎn)品都由產(chǎn)品名、產(chǎn)品標(biāo)識(shí)符和產(chǎn)品標(biāo)識(shí)號(hào)組成。（表標(biāo)識(shí)號(hào)組成。（表1 1） 由表由表1CINRAD WSR-98D 1CINRAD WSR-98D 部分產(chǎn)品的產(chǎn)品部分產(chǎn)品的產(chǎn)品號(hào)、產(chǎn)品標(biāo)識(shí)符、產(chǎn)品標(biāo)識(shí)號(hào)可知：號(hào)、產(chǎn)品標(biāo)識(shí)符、產(chǎn)品標(biāo)識(shí)號(hào)可知： CINRAD WSR-98D

30、 CINRAD WSR-98D 產(chǎn)品特性產(chǎn)品特性 在眾多的產(chǎn)品中，由于受約定限制，每次在眾多的產(chǎn)品中，由于受約定限制，每次申請(qǐng)的產(chǎn)品不能多于申請(qǐng)的產(chǎn)品不能多于2020個(gè)（目前多達(dá)個(gè)（目前多達(dá)3030個(gè)）。個(gè)）。特殊情況下，可以臨時(shí)申請(qǐng)某些產(chǎn)品。如回波特殊情況下，可以臨時(shí)申請(qǐng)某些產(chǎn)品。如回波剖面等。目前常用的產(chǎn)品有不同仰角的基本反剖面等。目前常用的產(chǎn)品有不同仰角的基本反射率和基本速度、風(fēng)暴相對(duì)平均徑向速度、風(fēng)射率和基本速度、風(fēng)暴相對(duì)平均徑向速度、風(fēng)廓線、垂直積分液態(tài)水、回波頂、組合反射率、廓線、垂直積分液態(tài)水、回波頂、組合反射率、反射率因子垂直剖面、風(fēng)暴追蹤速度、冰雹指反射率因子垂直剖面、風(fēng)暴追

31、蹤速度、冰雹指數(shù)等。下面主要對(duì)這些常用產(chǎn)品進(jìn)行介紹。數(shù)等。下面主要對(duì)這些常用產(chǎn)品進(jìn)行介紹。表表1 CINRAD WSR-98D1 CINRAD WSR-98D部分產(chǎn)品的部分產(chǎn)品的 雷達(dá)產(chǎn)品名、產(chǎn)品標(biāo)識(shí)符、產(chǎn)品標(biāo)識(shí)號(hào)雷達(dá)產(chǎn)品名、產(chǎn)品標(biāo)識(shí)符、產(chǎn)品標(biāo)識(shí)號(hào) a a 基本反射率（基本反射率（R R） 這是雷達(dá)進(jìn)行體積掃描時(shí)，對(duì)每個(gè)掃描這是雷達(dá)進(jìn)行體積掃描時(shí)，對(duì)每個(gè)掃描仰角的回波強(qiáng)度（仰角的回波強(qiáng)度（DBZDBZ）顯示產(chǎn)品。分辨率有）顯示產(chǎn)品。分辨率有1 1、2 2、4km4km可選。距離范圍有可選。距離范圍有230230或或460460可選。可選。圖象等級(jí)分圖象等級(jí)分8 8和和1616兩種，等級(jí)值隨探測(cè)

32、模式兩種，等級(jí)值隨探測(cè)模式（降水和晴空）而變?；痉瓷渎十a(chǎn)品用來（降水和晴空）而變?；痉瓷渎十a(chǎn)品用來估算降水強(qiáng)度、冰雹潛在性、風(fēng)暴結(jié)構(gòu)等。估算降水強(qiáng)度、冰雹潛在性、風(fēng)暴結(jié)構(gòu)等。該產(chǎn)品是使用頻率最高的產(chǎn)品，對(duì)強(qiáng)對(duì)流天該產(chǎn)品是使用頻率最高的產(chǎn)品，對(duì)強(qiáng)對(duì)流天氣的判斷和預(yù)警十分有用。（圖氣的判斷和預(yù)警十分有用。（圖3030）圖圖30 30 基本反射率基本反射率 b b 基本平均徑向速度（基本平均徑向速度（V V） 平均徑向速度是度量脈沖體積內(nèi)空氣和平均徑向速度是度量脈沖體積內(nèi)空氣和降水粒子的功率加權(quán)的徑向分量。在體掃時(shí)降水粒子的功率加權(quán)的徑向分量。在體掃時(shí)平均徑向速度顯示等級(jí)可選平均徑向速度顯示等級(jí)

33、可選8 8或或1616，分辨率，分辨率可選可選0.250.25、0.50.5和和1km1km。距離范圍可選。距離范圍可選6060、115115和和230km230km。該產(chǎn)品用于估算風(fēng)速、風(fēng)向和。該產(chǎn)品用于估算風(fēng)速、風(fēng)向和熱對(duì)流，識(shí)別風(fēng)切變和邊界層，確定輻合、熱對(duì)流，識(shí)別風(fēng)切變和邊界層，確定輻合、輻散、渦流、切變、下?lián)舯┝骱蛷?qiáng)天氣特征輻散、渦流、切變、下?lián)舯┝骱蛷?qiáng)天氣特征（見圖（見圖3131）。）。圖圖31 31 基本平均徑向速度基本平均徑向速度 c c 風(fēng)暴相對(duì)平均徑向速度風(fēng)暴相對(duì)平均徑向速度 是一個(gè)是一個(gè)1616等級(jí)的速度圖象產(chǎn)品。是從雷等級(jí)的速度圖象產(chǎn)品。是從雷達(dá)速度測(cè)值中減去風(fēng)暴運(yùn)動(dòng)的

34、徑向分量生成達(dá)速度測(cè)值中減去風(fēng)暴運(yùn)動(dòng)的徑向分量生成的。這樣得到的速度結(jié)構(gòu)如同從正在移動(dòng)的的。這樣得到的速度結(jié)構(gòu)如同從正在移動(dòng)的風(fēng)暴，而不是從地面上所看見的那種結(jié)構(gòu)。風(fēng)暴，而不是從地面上所看見的那種結(jié)構(gòu)。這種處理方法通過去除風(fēng)暴運(yùn)動(dòng)引起的非對(duì)這種處理方法通過去除風(fēng)暴運(yùn)動(dòng)引起的非對(duì)稱性，向操作員更好地展示渦旋或可能存在稱性，向操作員更好地展示渦旋或可能存在與被測(cè)速度場(chǎng)的中尺度氣旋。（見圖與被測(cè)速度場(chǎng)的中尺度氣旋。（見圖3232）。）。圖圖32 32 風(fēng)暴相對(duì)速度風(fēng)暴相對(duì)速度 d d 組合反射率因子（組合反射率因子（CRCR）（見圖）（見圖3333） 組合反射率因子為一笛卡爾投影組合反射率因子為一笛

35、卡爾投影圖象產(chǎn)品。圖象產(chǎn)品。 顯示每個(gè)坐標(biāo)格點(diǎn)上方對(duì)應(yīng)氣柱顯示每個(gè)坐標(biāo)格點(diǎn)上方對(duì)應(yīng)氣柱內(nèi)任何地方被發(fā)現(xiàn)的最大的發(fā)射率因子。內(nèi)任何地方被發(fā)現(xiàn)的最大的發(fā)射率因子。圖象等級(jí)有圖象等級(jí)有1616種種, ,分辨率有分辨率有1 1* *1 1和和4 4* *4km4km兩種。顯示組合反射率時(shí)，同時(shí)也顯示兩種。顯示組合反射率時(shí)，同時(shí)也顯示一個(gè)組合屬性表。組合屬性表摘要地給一個(gè)組合屬性表。組合屬性表摘要地給出每個(gè)由風(fēng)暴算法產(chǎn)生的每個(gè)被識(shí)別的出每個(gè)由風(fēng)暴算法產(chǎn)生的每個(gè)被識(shí)別的風(fēng)暴的主要特征。風(fēng)暴的主要特征。 例如所標(biāo)識(shí)風(fēng)暴的最大反射率因子高例如所標(biāo)識(shí)風(fēng)暴的最大反射率因子高度、最大徑向速度值、風(fēng)暴軌跡預(yù)報(bào)和度、最

36、大徑向速度值、風(fēng)暴軌跡預(yù)報(bào)和龍卷的真、假判別以及冰雹的有或無等。龍卷的真、假判別以及冰雹的有或無等。作為一種顯示最大反射率和有關(guān)風(fēng)暴征作為一種顯示最大反射率和有關(guān)風(fēng)暴征兆的方法，只用組合反射率這一個(gè)產(chǎn)品兆的方法，只用組合反射率這一個(gè)產(chǎn)品就行了，無需對(duì)每個(gè)仰角的基本反射率就行了，無需對(duì)每個(gè)仰角的基本反射率產(chǎn)品或算法的輸出數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選。它用產(chǎn)品或算法的輸出數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選。它用在強(qiáng)對(duì)流風(fēng)暴預(yù)報(bào)中相當(dāng)有效。常和其在強(qiáng)對(duì)流風(fēng)暴預(yù)報(bào)中相當(dāng)有效。常和其它一些最重要的產(chǎn)品（如風(fēng)暴跟蹤信息、它一些最重要的產(chǎn)品（如風(fēng)暴跟蹤信息、中尺度氣旋等）疊加使用。中尺度氣旋等）疊加使用。圖圖33 33 組合反射率產(chǎn)品組合反射率

37、產(chǎn)品 e e 風(fēng)暴追蹤信息（風(fēng)暴追蹤信息（STISTI）（見圖）（見圖3434） 該產(chǎn)品提供風(fēng)暴過去、現(xiàn)在和未來該產(chǎn)品提供風(fēng)暴過去、現(xiàn)在和未來位置以及整個(gè)雷達(dá)反射率覆蓋域（半徑位置以及整個(gè)雷達(dá)反射率覆蓋域（半徑460460公里內(nèi)）風(fēng)暴運(yùn)動(dòng)信息的十分可靠的公里內(nèi)）風(fēng)暴運(yùn)動(dòng)信息的十分可靠的產(chǎn)品。并且有三種形式：單一圖形、圖形產(chǎn)品。并且有三種形式：單一圖形、圖形疊加和字母數(shù)字表。與圖形產(chǎn)品同時(shí)顯示疊加和字母數(shù)字表。與圖形產(chǎn)品同時(shí)顯示的一個(gè)風(fēng)暴屬性表為每個(gè)風(fēng)暴以字母數(shù)字的一個(gè)風(fēng)暴屬性表為每個(gè)風(fēng)暴以字母數(shù)字方式提供有關(guān)的特征量，如風(fēng)暴識(shí)別號(hào)、方式提供有關(guān)的特征量，如風(fēng)暴識(shí)別號(hào)、質(zhì)心、方位和距離、移速和移

38、向、跟蹤誤質(zhì)心、方位和距離、移速和移向、跟蹤誤差、風(fēng)暴最大反射率和高度等。差、風(fēng)暴最大反射率和高度等。 根據(jù)風(fēng)暴系列算法追蹤風(fēng)暴的時(shí)間長根據(jù)風(fēng)暴系列算法追蹤風(fēng)暴的時(shí)間長短。圖形產(chǎn)品還提供過去短。圖形產(chǎn)品還提供過去1515分鐘風(fēng)暴的分鐘風(fēng)暴的位置、當(dāng)前風(fēng)暴質(zhì)心的位置和未來一小位置、當(dāng)前風(fēng)暴質(zhì)心的位置和未來一小時(shí)內(nèi)每時(shí)內(nèi)每1515分鐘風(fēng)暴所在的位置以及一條分鐘風(fēng)暴所在的位置以及一條連接這些位置的線段（移動(dòng)軌跡）。連接這些位置的線段（移動(dòng)軌跡）。STI STI 算法不斷地計(jì)算對(duì)風(fēng)暴追蹤的誤差，并算法不斷地計(jì)算對(duì)風(fēng)暴追蹤的誤差，并自動(dòng)調(diào)整預(yù)報(bào)的位置。自動(dòng)調(diào)整預(yù)報(bào)的位置。圖圖34 34 風(fēng)暴追蹤信息風(fēng)暴

39、追蹤信息 f f 冰雹指數(shù)（冰雹指數(shù)（HIHI）（見圖）（見圖3535） 它是通過有關(guān)算法產(chǎn)生的圖象它是通過有關(guān)算法產(chǎn)生的圖象產(chǎn)品。應(yīng)用它可以識(shí)別產(chǎn)生或可能產(chǎn)產(chǎn)品。應(yīng)用它可以識(shí)別產(chǎn)生或可能產(chǎn)生大冰雹的對(duì)流風(fēng)暴。冰雹指數(shù)算法生大冰雹的對(duì)流風(fēng)暴。冰雹指數(shù)算法通過檢查被風(fēng)暴系列算法所識(shí)別的風(fēng)通過檢查被風(fēng)暴系列算法所識(shí)別的風(fēng)暴的若干反射率結(jié)構(gòu)特征，提取是否暴的若干反射率結(jié)構(gòu)特征，提取是否會(huì)導(dǎo)致冰雹發(fā)生的指標(biāo)。它也可用字會(huì)導(dǎo)致冰雹發(fā)生的指標(biāo)。它也可用字目數(shù)字和圖形疊加形式產(chǎn)生。目數(shù)字和圖形疊加形式產(chǎn)生。圖圖35 35 冰雹指數(shù)冰雹指數(shù) g g 反射率因子垂直剖面（反射率因子垂直剖面（RCSRCS）（見圖

40、）（見圖3636） 反射率因子垂直剖面類似反射率因子垂直剖面類似RHIRHI產(chǎn)品。所不產(chǎn)品。所不同的是這種垂直剖面徑向上的兩個(gè)端點(diǎn)由用戶同的是這種垂直剖面徑向上的兩個(gè)端點(diǎn)由用戶任意指定。只要兩點(diǎn)見距離不超過任意指定。只要兩點(diǎn)見距離不超過230km230km。因。因此，它可以從對(duì)一個(gè)風(fēng)暴的相對(duì)透視產(chǎn)生。實(shí)此，它可以從對(duì)一個(gè)風(fēng)暴的相對(duì)透視產(chǎn)生。實(shí)際的垂直剖面是從體掃描資料獲得。應(yīng)用它能際的垂直剖面是從體掃描資料獲得。應(yīng)用它能有效地確定降水回波垂直結(jié)構(gòu)（水分累積區(qū)的有效地確定降水回波垂直結(jié)構(gòu)（水分累積區(qū)的垂直分布、弱回波區(qū)的位置等）。根據(jù)這些可垂直分布、弱回波區(qū)的位置等）。根據(jù)這些可以判斷強(qiáng)天氣的種

41、類。圖以判斷強(qiáng)天氣的種類。圖36a36a反射率因子垂直反射率因子垂直剖面。剖面。圖圖36a36a反射率因子垂直剖面反射率因子垂直剖面圖36b反射率因子垂直剖面 h h 速度垂直剖面（速度垂直剖面（VCSVCS）（見圖）（見圖3737） 速度垂直剖面除了顯示的是平速度垂直剖面除了顯示的是平均徑向速度垂直剖面外，形式上基本均徑向速度垂直剖面外，形式上基本和和RCSRCS相同。相同。VCSVCS和和RCSRCS往往配對(duì)使用，往往配對(duì)使用，主要用于分析風(fēng)暴頂輻散。主要用于分析風(fēng)暴頂輻散。圖圖37 37 速度垂直剖面速度垂直剖面 i i 回波頂（回波頂（ETET）（見圖）（見圖3838） 這是一個(gè)這是一

42、個(gè)1616等級(jí)的笛卡爾圖象產(chǎn)品。等級(jí)的笛卡爾圖象產(chǎn)品。顯示平均海平面以上回波反射率等于顯示平均海平面以上回波反射率等于18dBz18dBz對(duì)應(yīng)的高度。分辨率為對(duì)應(yīng)的高度。分辨率為4 4* *4km4km；高；高度間隔為度間隔為1.53km1.53km；高度范圍從；高度范圍從1.53km1.53km到到21.34km21.34km。用它分析對(duì)流風(fēng)暴。最高的回。用它分析對(duì)流風(fēng)暴。最高的回波頂高對(duì)應(yīng)最強(qiáng)烈的風(fēng)暴。波頂高對(duì)應(yīng)最強(qiáng)烈的風(fēng)暴。圖圖38 38 回波頂高回波頂高 j j 垂直積分液態(tài)水（垂直積分液態(tài)水（VILVIL）（見圖）（見圖3939） 這是由體積反射率數(shù)據(jù)生成的這是由體積反射率數(shù)據(jù)生成的

43、1616個(gè)個(gè)等級(jí)的笛卡爾圖象產(chǎn)品。分辨率為等級(jí)的笛卡爾圖象產(chǎn)品。分辨率為4 4* *4km4km。VILVIL算法首先假設(shè)每個(gè)坐標(biāo)網(wǎng)格上方的垂算法首先假設(shè)每個(gè)坐標(biāo)網(wǎng)格上方的垂直氣柱里所有反射率均由液態(tài)水所致，直氣柱里所有反射率均由液態(tài)水所致，然后對(duì)氣柱內(nèi)各個(gè)采樣體積的液態(tài)水含然后對(duì)氣柱內(nèi)各個(gè)采樣體積的液態(tài)水含量求和，獲得垂直累積液態(tài)水總量。覆量求和，獲得垂直累積液態(tài)水總量。覆蓋范圍是蓋范圍是230km230km。垂直累積液態(tài)水含量的。垂直累積液態(tài)水含量的多寡與冰雹的大小、多少正相關(guān)。多寡與冰雹的大小、多少正相關(guān)。圖圖39 39 垂直積分液態(tài)水垂直積分液態(tài)水 k k 風(fēng)廓線（風(fēng)廓線（VWPVWP

44、）（見圖）（見圖4040） 它是平均水平風(fēng)隨高度變化它是平均水平風(fēng)隨高度變化的圖形顯示產(chǎn)品。的圖形顯示產(chǎn)品。VWPVWP產(chǎn)品是類似風(fēng)產(chǎn)品是類似風(fēng)廓線記錄儀錄取的風(fēng)場(chǎng)信息，但它是廓線記錄儀錄取的風(fēng)場(chǎng)信息，但它是在降水和密集云層這種風(fēng)廓線儀作用在降水和密集云層這種風(fēng)廓線儀作用受到限制的氣象環(huán)境下取得的。它被受到限制的氣象環(huán)境下取得的。它被廣泛地用于識(shí)別各個(gè)高度上的風(fēng)急流、廣泛地用于識(shí)別各個(gè)高度上的風(fēng)急流、冷、暖平流結(jié)構(gòu)、垂直風(fēng)切變、鋒面冷、暖平流結(jié)構(gòu)、垂直風(fēng)切變、鋒面及其在垂直方向上的深度和風(fēng)暴相對(duì)及其在垂直方向上的深度和風(fēng)暴相對(duì)速度等。速度等。圖圖40 40 垂直風(fēng)廓線垂直風(fēng)廓線 五、五、WSR

45、98DWSR98D產(chǎn)品在災(zāi)害天氣中的應(yīng)用產(chǎn)品在災(zāi)害天氣中的應(yīng)用 近幾年通過對(duì)近幾年通過對(duì)WSR98DWSR98D產(chǎn)品的應(yīng)用，產(chǎn)品的應(yīng)用，認(rèn)識(shí)到多普勒天氣雷達(dá)確實(shí)比常規(guī)天氣認(rèn)識(shí)到多普勒天氣雷達(dá)確實(shí)比常規(guī)天氣雷達(dá)獲取的降水信息更多。除了能表征雷達(dá)獲取的降水信息更多。除了能表征降水強(qiáng)度和云中液態(tài)水含量的回波強(qiáng)度降水強(qiáng)度和云中液態(tài)水含量的回波強(qiáng)度外，還能得到降水質(zhì)點(diǎn)相對(duì)于雷達(dá)的平外，還能得到降水質(zhì)點(diǎn)相對(duì)于雷達(dá)的平均徑向速度和速度譜寬，在對(duì)強(qiáng)風(fēng)暴的均徑向速度和速度譜寬，在對(duì)強(qiáng)風(fēng)暴的監(jiān)測(cè)和臨近預(yù)報(bào)中表現(xiàn)了極大的優(yōu)越性。監(jiān)測(cè)和臨近預(yù)報(bào)中表現(xiàn)了極大的優(yōu)越性。 從單部多普勒天氣雷達(dá)提供的徑從單部多普勒天氣雷達(dá)提

46、供的徑向風(fēng)場(chǎng)分布中能有效地確定龍卷、下向風(fēng)場(chǎng)分布中能有效地確定龍卷、下?lián)舯┝?、中尺度氣旋、反氣旋、陣風(fēng)擊暴流、中尺度氣旋、反氣旋、陣風(fēng)鋒等強(qiáng)烈天氣現(xiàn)象；根據(jù)垂直風(fēng)廓線鋒等強(qiáng)烈天氣現(xiàn)象；根據(jù)垂直風(fēng)廓線可以分析冷暖平流。還可以根據(jù)徑向可以分析冷暖平流。還可以根據(jù)徑向風(fēng)場(chǎng)風(fēng)向風(fēng)速的變化和零速度線的分風(fēng)場(chǎng)風(fēng)向風(fēng)速的變化和零速度線的分布分析冷鋒、冷暖切變、低槽等大尺布分析冷鋒、冷暖切變、低槽等大尺度系統(tǒng)。下面整理了部分典型強(qiáng)對(duì)流度系統(tǒng)。下面整理了部分典型強(qiáng)對(duì)流資料介紹給各位。資料介紹給各位。 （1 1）冷鋒或冷切變）冷鋒或冷切變 地面冷鋒是造成降水和強(qiáng)對(duì)流天氣的地面冷鋒是造成降水和強(qiáng)對(duì)流天氣的主要影響系

47、統(tǒng)。但由于受資料的限制，常主要影響系統(tǒng)。但由于受資料的限制，常規(guī)天氣圖上沒有連續(xù)的形勢(shì)資料。而多普規(guī)天氣圖上沒有連續(xù)的形勢(shì)資料。而多普勒雷達(dá)的問世彌補(bǔ)了這一缺憾。勒雷達(dá)的問世彌補(bǔ)了這一缺憾。 圖圖4141是是20032003年年5 5月月1616日福建龍巖一次日福建龍巖一次典型冷鋒暴雨過程。由圖典型冷鋒暴雨過程。由圖4343可見在低層可見在低層( (測(cè)站到約測(cè)站到約47km47km處處) )有一零速度線有一零速度線( (灰色灰色) )呈呈西北西北- -東南走向東南走向,(,(對(duì)應(yīng)高度為對(duì)應(yīng)高度為0-4km0-4km高度高度) )，零速度線的左側(cè)為趨向雷達(dá)的西南風(fēng)，右零速度線的左側(cè)為趨向雷達(dá)的西

48、南風(fēng)，右側(cè)為遠(yuǎn)離雷達(dá)的風(fēng)；在側(cè)為遠(yuǎn)離雷達(dá)的風(fēng)；在0-4km0-4km的高度（可的高度（可查表）西南風(fēng)達(dá)查表）西南風(fēng)達(dá)15m/s15m/s。 值得注意的是：在值得注意的是：在310310度方位、度方位、47km47km處零速度線出現(xiàn)折角處零速度線出現(xiàn)折角, ,由西北由西北- -東南走向轉(zhuǎn)為西南東南走向轉(zhuǎn)為西南- -東北走向。零速東北走向。零速度線的左側(cè)度線的左側(cè)5m/s5m/s趨向雷達(dá)的西北風(fēng)，趨向雷達(dá)的西北風(fēng)，右側(cè)為遠(yuǎn)離雷達(dá)的風(fēng)。經(jīng)分析：零右側(cè)為遠(yuǎn)離雷達(dá)的風(fēng)。經(jīng)分析：零速度線的折角處為冷鋒所在地速度線的折角處為冷鋒所在地（850hPa850hPa為冷式切變）。但由于鋒為冷式切變）。但由于鋒面較

49、弱，西南面較弱，西南- -東北走向零速度線不東北走向零速度線不是很明顯。是很明顯。圖圖41 41 冷鋒或冷切變冷鋒或冷切變 （2 2）暖切變（見圖）暖切變（見圖4242） 暖切變速度分布大體具有對(duì)暖切變速度分布大體具有對(duì)稱性，東北方為遠(yuǎn)里區(qū)，西南方為稱性，東北方為遠(yuǎn)里區(qū)，西南方為趨近區(qū)；本例為西南風(fēng)與東南風(fēng)的趨近區(qū)；本例為西南風(fēng)與東南風(fēng)的切變。圖中圓圈處可見零速度線有切變。圖中圓圈處可見零速度線有明顯折角。明顯折角。圖圖42 42 暖切變暖切變 （3 3）槽前暖區(qū)暴雨（見圖）槽前暖區(qū)暴雨（見圖4343） 這是南昌雷達(dá)探測(cè)到的這是南昌雷達(dá)探測(cè)到的一次冬季槽前暖區(qū)暴雨過程。一次冬季槽前暖區(qū)暴雨過程

50、。在在150km150km范圍內(nèi)（范圍內(nèi)（0-4km0-4km高度）零度高度）零度線呈線呈SS型分布。風(fēng)向由低層的偏型分布。風(fēng)向由低層的偏北風(fēng)逐漸順轉(zhuǎn)為西南風(fēng)。即自下而北風(fēng)逐漸順轉(zhuǎn)為西南風(fēng)。即自下而上的暖平流環(huán)流。對(duì)應(yīng)強(qiáng)度場(chǎng)為混上的暖平流環(huán)流。對(duì)應(yīng)強(qiáng)度場(chǎng)為混合降水區(qū)。合降水區(qū)。 圖圖43 43 槽前暖區(qū)暴雨回波槽前暖區(qū)暴雨回波（4 4）強(qiáng)風(fēng)暴回波特征）強(qiáng)風(fēng)暴回波特征 強(qiáng)風(fēng)暴的出現(xiàn)經(jīng)常與冰雹、暴雨、強(qiáng)風(fēng)暴的出現(xiàn)經(jīng)常與冰雹、暴雨、下?lián)舯┝?，甚至龍卷相伴出現(xiàn)。下?lián)舯┝?，甚至龍卷相伴出現(xiàn)。 雷達(dá)強(qiáng)度大多超過雷達(dá)強(qiáng)度大多超過45dBz45dBz，個(gè)別強(qiáng)，個(gè)別強(qiáng)度達(dá)到度達(dá)到70dBz70dBz以上。（如以

51、上。（如20032003年年4 4月月1212日強(qiáng)風(fēng)暴過程）。而且強(qiáng)單體大多有日強(qiáng)風(fēng)暴過程）。而且強(qiáng)單體大多有特殊的回波結(jié)構(gòu)，如弓狀回波帶、三特殊的回波結(jié)構(gòu)，如弓狀回波帶、三體散射回波等；對(duì)應(yīng)徑向風(fēng)場(chǎng)有中尺體散射回波等；對(duì)應(yīng)徑向風(fēng)場(chǎng)有中尺度氣旋。度氣旋。（5 5）中尺度氣旋特征）中尺度氣旋特征( (圖圖44-45)44-45) 中尺度氣旋的出現(xiàn)與冰雹、雷雨大中尺度氣旋的出現(xiàn)與冰雹、雷雨大風(fēng)甚至龍卷密切相關(guān)。凡滿足下列判據(jù)風(fēng)甚至龍卷密切相關(guān)。凡滿足下列判據(jù)的小尺度渦旋即為中氣旋：的小尺度渦旋即為中氣旋： a a 核區(qū)直徑（最大入流速度和最大出流速核區(qū)直徑（最大入流速度和最大出流速度間的距離）小于

52、等于度間的距離）小于等于5nm(10km)5nm(10km)。 b b 轉(zhuǎn)動(dòng)速度（即最大入流速度和最大出流轉(zhuǎn)動(dòng)速度（即最大入流速度和最大出流速度絕對(duì)值之和的速度絕對(duì)值之和的1/21/2（/Vrmax/+/Vrmin/Vrmax/+/Vrmin/）超過圖中相應(yīng)的數(shù)值。超過圖中相應(yīng)的數(shù)值。 c c 圖圖45 45 中氣旋的強(qiáng)度劃分中氣旋的強(qiáng)度劃分45a 45a 中氣旋實(shí)例中氣旋實(shí)例1 1圖圖45b45b中氣旋實(shí)例中氣旋實(shí)例2圖圖45c45c中氣旋實(shí)例中氣旋實(shí)例3 3 圖圖45d45d中氣旋實(shí)例中氣旋實(shí)例4 4 （6 6）三體散射長釘特征）三體散射長釘特征( (圖圖46-48)46-48) 一個(gè)可用

53、于業(yè)務(wù)的大雹特征。三體散射現(xiàn)一個(gè)可用于業(yè)務(wù)的大雹特征。三體散射現(xiàn)象為沿電磁波發(fā)射方向出現(xiàn)釘狀強(qiáng)回波。象為沿電磁波發(fā)射方向出現(xiàn)釘狀強(qiáng)回波。 ZrnicZrnic（19871987）和）和WilsonWilson和和 ReumReum（19861986，19881988）研究了一個(gè)雷達(dá)回波假象，）研究了一個(gè)雷達(dá)回波假象，ZrnicZrnic稱其為稱其為“三體散射特征（三體散射特征（three body scatter three body scatter signaturesignature）”，WilsonWilson和和 ReumReum稱其為稱其為“火焰火焰回波（回波（flare echof

54、lare echo）”或或“雹釘（雹釘（hail hail spikespike）”。ZrnicZrnic指出該現(xiàn)象包含大的水凝結(jié)指出該現(xiàn)象包含大的水凝結(jié)物如大的濕冰雹對(duì)雷達(dá)波的非瑞利散射（米散物如大的濕冰雹對(duì)雷達(dá)波的非瑞利散射（米散射）所引起的。從垂直剖面圖看，火焰回波似射）所引起的。從垂直剖面圖看，火焰回波似乎是對(duì)這一特征的更合適的命名；但從乎是對(duì)這一特征的更合適的命名；但從PPIPPI圖來圖來看，長釘似乎是更合適的術(shù)語?？?，長釘似乎是更合適的術(shù)語。 這里我們將稱這一雷達(dá)假象為三體散射長釘這里我們將稱這一雷達(dá)假象為三體散射長釘（three-body scatter spikethree-b

55、ody scatter spike）或簡稱為）或簡稱為TBSSTBSS。 根據(jù)根據(jù)ZrnicZrnic的推理，這個(gè)過程由下列步驟組成：的推理，這個(gè)過程由下列步驟組成： a a 向前的雷達(dá)波束的一部分被大的降水粒子向前的雷達(dá)波束的一部分被大的降水粒子（如濕冰雹）散射到地面。（如濕冰雹）散射到地面。 b b 地面將散射波反射回空中的由降水粒子構(gòu)地面將散射波反射回空中的由降水粒子構(gòu)成的強(qiáng)散射區(qū)域。成的強(qiáng)散射區(qū)域。 c c 由地面反射到空中的由降水粒子構(gòu)成的強(qiáng)由地面反射到空中的由降水粒子構(gòu)成的強(qiáng)散射區(qū)域的雷達(dá)波又被散射回雷達(dá)。其過程如散射區(qū)域的雷達(dá)波又被散射回雷達(dá)。其過程如下圖下圖4949所示。所示。

56、圖圖46a46a三體散射三體散射1 1圖圖46b 46b 三體散射三體散射2 2 圖圖47 47 三體散射原理三體散射原理 圖圖48 48 產(chǎn)生龍卷的超級(jí)單體產(chǎn)生龍卷的超級(jí)單體 （7 7）下?lián)舯┝鳎ㄒ妶D）下?lián)舯┝鳎ㄒ妶D4949） 對(duì)大量觀測(cè)事實(shí)研究表明，下?lián)舯┝靼闯邔?duì)大量觀測(cè)事實(shí)研究表明，下?lián)舯┝靼闯叨瓤煞譃閮煞N：度可分為兩種： a a 微下?lián)舯┝魑⑾聯(lián)舯┝?水平輻散尺度小于水平輻散尺度小于4km4km，持續(xù)時(shí)間，持續(xù)時(shí)間2-102-10分分鐘；由于微下?lián)舯┝鞯某叨刃?，低層可出現(xiàn)相鐘；由于微下?lián)舯┝鞯某叨刃?，低層可出現(xiàn)相當(dāng)大的水平切變，因而這類下?lián)舯┝鲗?duì)飛行安當(dāng)大的水平切變，因而這類下?lián)舯┝鲗?duì)

57、飛行安全危害極大。全危害極大。 b b 宏下?lián)舯┝骱晗聯(lián)舯┝?水平輻散尺度大于等于水平輻散尺度大于等于4km4km，持續(xù)時(shí)間，持續(xù)時(shí)間5-5-2020分鐘，簡稱下?lián)舯┝??？稍诘孛嬉瘕埦盹L(fēng)分鐘，簡稱下?lián)舯┝??？稍诘孛嬉瘕埦盹L(fēng)狀的破壞。狀的破壞。圖圖49 49 下?lián)舯┝飨聯(lián)舯┝鳎? 8）陣風(fēng)鋒）陣風(fēng)鋒（圖（圖5050）（9 9）弓狀颮線（圖）弓狀颮線（圖5151） 六、強(qiáng)風(fēng)暴個(gè)例六、強(qiáng)風(fēng)暴個(gè)例 受高空低槽和地面冷鋒共同影響，受高空低槽和地面冷鋒共同影響，20032003年年4 4月月1212日日9:00-22:009:00-22:00，江西境內(nèi)自北向南出現(xiàn)了，江西境內(nèi)自北向南出現(xiàn)了一次集冰雹、

58、雷雨大風(fēng)和強(qiáng)降水于一體的強(qiáng)風(fēng)一次集冰雹、雷雨大風(fēng)和強(qiáng)降水于一體的強(qiáng)風(fēng)暴天氣過程。其中冰雹暴天氣過程。其中冰雹6 6站次；雷雨大風(fēng)站次；雷雨大風(fēng)9 9站次；站次；30mm30mm強(qiáng)降水強(qiáng)降水8 8站次，部分縣區(qū)還出現(xiàn)了暴雨和站次，部分縣區(qū)還出現(xiàn)了暴雨和大暴雨。贛東北的弋陽縣城區(qū)災(zāi)情最嚴(yán)重，最大暴雨。贛東北的弋陽縣城區(qū)災(zāi)情最嚴(yán)重，最大冰雹直徑大冰雹直徑50mm50mm；蠶豆大小的冰雹密度；蠶豆大小的冰雹密度500n/m2500n/m2；降雹時(shí)間持續(xù)了降雹時(shí)間持續(xù)了1515分鐘以上。冰雹來時(shí)伴有分鐘以上。冰雹來時(shí)伴有8 8級(jí)級(jí)以上大風(fēng)，導(dǎo)致弋陽縣城及周圍以上大風(fēng)，導(dǎo)致弋陽縣城及周圍1010多個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)遭多個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)遭受嚴(yán)重冰雹、大風(fēng)災(zāi)害。受嚴(yán)重冰雹、大風(fēng)災(zāi)害。 據(jù)民政部門統(tǒng)計(jì)：這次強(qiáng)風(fēng)暴天氣過程，據(jù)民政部門統(tǒng)計(jì)：這次強(qiáng)風(fēng)暴天氣過程，全省有全省有2 2個(gè)市、個(gè)市、5 5個(gè)縣（市、區(qū)）受災(zāi)，個(gè)縣（市、區(qū)）受災(zāi)，5 5人死亡，人死亡，240240人受傷，直接經(jīng)濟(jì)損失近人受傷，直接經(jīng)濟(jì)損失近3 3億元。億元。 南昌新一代多普勒天氣雷達(dá)這次強(qiáng)風(fēng)暴天南昌新一代多普勒天氣