1.下雪雷达会有**回波吗为什么
2.天气雷达图是什么
3.测雨雷达的在天气预报中的应用
4.什么是雷达气象方程,雷达回波与哪些因素有关
5.为什么气象雷达能定量估测降水?
6.气象雷达回波的介绍
下雪雷达会有**回波吗为什么
会。降雪量较大时反射物体的密度会增加,从而导致回波强度增加,出现**回波。在下雪天气中,降雪量大,雪层结构不均匀,都会导致雷达回波呈现**。雷达回波的颜色受到多种因素的影响,包括反射物体的密度、形状、大小、位置、速度、方向等因素,以及雷达本身的参数设置和环境影响等。
天气雷达图是什么
关于气象雷达和雷达图
基本概况
专门用于大气探测的雷达。属于主动式微波大气遥感设备。与无线电探空仪配套使用的高空风测风雷达,只是一种对位移气球定位的专门设备,一般不算作此类雷达。气象雷达是用于警戒和预报中、小尺度天气系统(如台风和暴雨云系)的主要探测工具之一。 常规雷达装置大体上由定向天线、发射机、接收机、天线控制器、显示器和照相装置、电子计算机和图象传输等部分组成。 气象雷达使用的无线电波长范围很宽,从1厘米到1000厘米。它们常被划分成不同的波段,以表示雷达的主要功能。气象雷达常用的1、3、5、10和?20厘米波长各对应于?K波段(波长0.75~2.4厘米)、X波段(波长?2.4~3.75厘米)、C波段(波长3.75~7.5厘米)、S波段(波长7.5~15厘米)和?L波段(波长15~30厘米),超高频和甚高频雷达的波长范围分别为10~100厘米和100~1000厘米。雷达探测大气目标的性能和其工作波长密切有关。把云雨粒子对无线电波的散射和吸收结合起来考虑,各种波段只有一定的适用范围。常用K波段雷达探测各种不产生降水的云,用X、C和S波段雷达探测降水,其中S波段最适用于探测暴雨和冰雹,用高灵敏度的超高频和甚高频雷达可以探测对流层-平流层-中层的晴空流场。气象雷达通过方向性很强的天线向空间发射脉冲无线电波,它在传播过程中和大气发生各种相互作用。如大气中水汽凝结物(云、雾和降水)对雷达发射波的散射和吸收;非球形粒子对圆极化波散射产生的退极化作用,无线电波的空气折射率不均匀结构和闪电放电形成的电离介质对入射波的散射,稳定层结大气对入射波的部分反射;以及散射体积内散射目标的运动对入射波产生的多普勒效应等。
气象雷达回波不仅可以确定探测目标的空间位置、形状、尺度、移动和发展变化等宏观特性,还可以根据回波信号的振幅、相位、频率和偏振度等确定目标物的各种物理特性,例如云中含水量、降水强度、风场、铅直气流速度、大气湍流、降水粒子谱、云和降水粒子相态以及闪电等。此外,还可利用对流层大气温度和湿度随高度的变化而引起的折射率随高度变化的规律,由探测得到的对流层中温度和湿度的铅直分布求出折射率的铅直梯度,并通过分析无线电波传播的条件,预报雷达的探测距离,也可根据雷达探测距离的异常现象(如超折射现象)推断大气温度和湿度的层结。种类划分
凡是不具有多普勒性能的雷达称为非相干雷达或常规气象雷达,具有多普勒性能的雷达称为相干雷达或多普勒雷达。主要的气象雷达有:? ①?测云雷达。是用来探测未形成降水的云层高度、厚度以及云内物理特性的雷达。其常用的波长为1.25厘米或0.86厘米。? ②?天气雷达。是用来探测降水的发生、发展和移动,并以此来警戒和跟踪降水天气系统的雷达。? ③?圆极化雷达。一般的气象雷达发射的是水平极化波或垂直极化波,而圆极化雷达发射的是圆极化波。雷达发射圆极化波时,球形雨滴的回波将是向相反方向旋转的圆极化波,而非球形大粒子(如冰雹)对圆极化波会引起退极化作用,利用非球形冰雹的退极化性质的回波特征,圆极化雷达可用来识别风暴中有无冰雹存在。? ④?调频连续波雷达。它是一种探测边界层大气的雷达。有极高的距离分辨率和灵敏度,主要用来测定边界层晴空大气的波动、风和湍流(见大气边界层)。? ⑤?气象多普勒雷达。利用多普勒效应来测量云和降水粒子相对于雷达的径向运动速度的雷达。? ⑥?甚高频和超高频多普勒雷达。利用对流层、平流层大气折射率的不均匀结构和中层大气自由电子的散射,探测1~100公里高度晴空大气中的水平风廓线、铅直气流廓线、大气湍流参数、大气稳定层结和大气波动等的雷达。? 在研究试验的雷达中还有双波长雷达和机载多普勒雷达等。70年代以来,利用一个运动着的小天线来等效许多静止的小天线所合成的一个大天线的合成孔径雷达的新发展,必将加速机载多普勒雷达今后的发展进程。机载多普勒雷达的机动性很强,可以用来取得分辨率很高的对流风暴的多普勒速度分布图。可以再第一时间发现危险天气的邻近,及时做好预防措施
测雨雷达的在天气预报中的应用
1.雷达探测到的降水回波位置、移动方向、移动速度和变化趋势等资料,可用来预报本地区的降水及其开始和终止时间、降水区的范围和强度等。如用外推法可计算云雨回波的移向、移速,或利用700--.500毫巴之间的平均风向、风速计算网波单体的移向、移速,以预报云雨区到站的时间。当几块回波合并、扩大、加强时,说明天气正在发展,可能有较严重的天气现象出现。反之,周波分裂、缩小减弱,说明云雨区正在减弱,天气将好转。 2.利用降水回.波的分布、强度和结构、演变等特征,还可以对天气过程进行分析和判断。如根据回波的排列和移动情况,可分析锋面的位置和移动;也可以利用雷达提供的台风螺旋雨带结构情况,以判断台风中心位置。 3.根据雷达探测报告所作出的回波图(雷达天气图),可以掌握更大范围的降水分布情况以及降水性质、移动、强度演变等情况。’如北京地区的经验指出:积雨回波顶高在7000米以下时,一般有阵雨;顶高为7000-10000米时,有中、小雷阵雨顶高为10000-13000米时,有大雷阵雨;大于13000米时,出现雹的可能性很大。南京地区的经验指出:积雨云回波高度在lO000米以上、强中心在4000-5000米、中心强度大于40分贝时,常有雹、龙卷出现。
什么是雷达气象方程,雷达回波与哪些因素有关
气象雷达方程主要用于估计雷达探测能力及定量测定降雨率。在设天线发射的能量集中且均匀地分布在一针状波束内的情况下,并忽略雷达波在传播介质中的衰减,则可导出下列简单形式的雷达方程:
式中:
Pt为雷达发射功率;
Pr为雷达回波功率;
G为天线增益;
λ为雷达波长;
θ为波束横截面在水平方向上的角宽度;
Φ为波束横截面在垂直方向上的角宽度;
h为雷达发射脉冲长度;
r为雷达至目标物的距离;
Σσ为反射率,即单位体积内全部散射粒子后向散射截面的总和;
θ、Φ为波束半功率点间的角宽度;
K为路径衰减因子;
ψ为波束充实因子。
雷达回波强度与雷达参数、目标、距离、云和降水散射及衰减特性等因素之间的关系式。
为什么气象雷达能定量估测降水?
气象学家还能利用一种叫做“天气雷达”的气象雷达来定量估测降水。气象雷达发射出电磁波,电磁波遇到空气中的雨滴、云滴、冰晶、雪花等会发生散射,返回的电磁波被雷达天线所接收并显示在屏幕上,气象学家根据回波图像可以得知大气中降水的强度、分布、移动和演变情况,以此了解天气系统的结构和特征。气象雷达能探测台风、局部地区强风暴、冰雹、暴雨和强对流云等,并能监视天气的变化。
但是,在雷达屏幕上,我们所能看到的只是雷达回波的强度、分布、移动和演变情况,气象工作人员又是怎样来定量估测降水的呢?通常情况下,雷达回波强度与降水强度具有相同的概率分布。气象台站会收集和统计不同地区、不同降水类型和不同降水强度的雨滴谱,也就是单位体积内各种大小雨滴的数量随其直径的分布,然后找到不同类型的降水的回波强度与其对应的降水强度之间的关系,比如层状云降水、对流云降水、地形云降水、干雪和湿雪等,这样就可以得到一组经验公式,用来定量估测降水。
实际工作中,为了利用气象雷达测量某区域在某时段的降水总量,可把区域、时间进行分割,然后对雷达测得的多个降水量进行累加或平均,这样可以去除随机误差的影响,使该区域上的雨量或平均强度比单点的瞬时强度更为准确,从而保证了估测精度。
近年来,气象雷达估测降水的技术也在不断翻新。而且,将设置在地面上的雷达组成网络,并利用以卫星为载体的雷达,就可实现大范围内的降水观测,可以弥补单点观测的不足。但是,利用雷达组网来进行定量监测及预报大范围降水,也会存在各种问题。例如,把组网的雷达回波图拼在一起时,拼图本身的技术问题,会使降水估测的精度达不到预期目的。而且,即使是同一型号的气象雷达,探测的结果也会有差别,例如各雷达的选址不同、雷达回波受到不同地形和建筑物的影响、有效覆盖区的雨量计站点分布密度不同等,这些因素都会影响结果,使组网后的数据出现误差,最终会影响预报质量。
气象雷达回波的介绍
由雷达发射、经大气及其悬浮物散射而返回被雷达天线所接收的电磁波。它可以在荧光屏上显示出来。大气中使电磁波散射的成分,有雨滴、云滴、冰晶、雪花、冰雹、尘埃和折射率分布很不均匀的空气等。