Mount256的博客

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，然后找到不同类型的降水回波强度与其对应的降水强度之间的关系，这样就可以得到一组经验公式，用来定量估测降水。在上一篇文章我们已经知道，不同类别的水凝物在双偏振雷达上表现出不同的特性，因此可以根据双偏振雷达观测推测出水凝物的相态类型，或者说推测出回波的类型。，是通过输入双偏振雷达观测量、相关导出量、温度廓线等信息，经过物理约束下的运算，可以获取回波对应的散射目标或水凝物的算法。空间中，一个明显的特征是：融化过程中混合相态会使水凝物的。

Zλ4π5∣K∣2∑i1NσZπ5∣K∣2λ4​i1∑N​σ式中，λ\lambdaλ为电磁波波长，Km2−1m22Km22m2−1​mmm为粒子的复折射系数，σ\sigmaσ为降水粒子的后向散射截面。Zhvλ4π5∣K∣2∑i1NσhvZhv​π5∣K∣2λ4​i1∑N​σhv​这个σhvσhv​。

图中 C 处为反射率因子核心区（即强回波区），当雷达发射的电磁波遇到 C 时，一部分通过后向散射返回雷达形成回波，而有一部分被散射到地面后，被地面反射回 C，然后再次被 C 散射，这其中有部分电磁波被散射回雷达。如下图的第一张子图所示，雷达在扫描过程中，主瓣还没扫到强回波区时，旁瓣已经碰到强回波区并散射回雷达，但雷达又将其定位到主瓣所在的径向上，从而出现这种虚假的回波，如下图的第二张子图所示。对流风暴的下沉气流空间分布是极不均匀的，往往在大片的下沉气流中，会有一股或几股较强的下沉气流，即为。

在通常情况下，旁瓣所产生的能量很弱；如下图所示，雷达在旋转扫描过程中，主瓣还没扫到强回波区时，旁瓣已经碰到强回波区并散射回雷达，但雷达又将其定位到主瓣所在的径向上，从而出现这种虚假的回波。在以前，生物回波被视为“杂波”，如今则经常被用于监测空中迁飞生物，应用于农业、林业、草原病虫害预报和防治等领域。地物杂波有两种，一种是固定地物回波，另一种是超折射地物回波，这一节所说的是第一种，第二种在“超折射回波”那节会讲到。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。

从本篇文章开始介绍反射率因子图（即雷达回波强度图）的分析与识别方法。

确定旋转方向：若速度对位于雷达的一条径向方向的两侧，则为气旋式旋转或反气旋式旋转其中一种，需画出入流和出流方向进行判断；若速度对都在雷达径向上（像串一个糖葫芦），则为径向辐合或径向辐散。确定辐合辐散：类似于“串糖葫芦”的方法，把绿色区域和红色区域都平移到同一个雷达径向上，可判断辐合还是辐散。如下图中右上角的“3”，我们想象一下：将绿色区域和红色区域都平移到同一个雷达径向上（虽然平移后两者重合的区域比较多，但不影响结论），可得到绿色区域是靠近雷达那一侧的，而红色区域是远离雷达那一侧的，于是可知这是辐散。

举个例子，如上图所示，零速度线呈“S”型分布，在“S”的左边和右边都有浅黄色区域和浅蓝色区域相邻，浅黄色和浅蓝色区域对应的径向风速分别为 -27m/s 和 +27m/s，风速突变，说明左右两边都发生了速度模糊。当你在运动的声波的后方时，声波被拉长，波长变得较大，从而频率变低，声音听起来低沉。比如，某个雷达的最大径向速度的测定范围为 -20m/s ~ +20m/s，一旦实际径向风速超过 +20m/s，假设为 +21m/s，那么在 PPI 图像上显示的可能就变成 -20m/s 了，这就是“爆表”。

本篇文章将介绍雷达的几个常用参数，并给大家看看“传说”中的雷达气象方程长什么样。

当波束路径的曲率大于地球表面的曲率时，即雷达波束在传播过程中将碰到地面，经地面反射后继续向前传播，然后，再弯曲到地面，再经地面反射，重复多次。现在我们来讨论电磁波在大气中的折射情况，根据折射指数随高度的变化，可分为五种：标准大气折射、临界折射、超折射、零折射、负折射。由于地球本身近似为球体，当考虑折射时，雷达波束的传播路径是弯曲的，地球表面也是弯曲的，这样给定量计算带来不便，如下图左边所示。如果雷达波束不是向下弯曲，而是向上弯曲，出现这种折射时，电磁波传播路径的绝对曲率小于零，称为负折射。

因此，当 5cm 和 3cm 的雷达波束通过冰雹云后，会受到比较严重的衰减，雹云后面的云雨回波往往会变得很弱，甚至探测不到，造成回波范围和强度失真。波长为 3.2cm 时，若降水强度为 10mm/h，在球形情况下，湿雪的衰减接近干雪衰减的 4 倍。但是，冰雹的形状及组成情况比较复杂，对冰雹衰减的理论研究比较困难，冰雹衰减的实际定量测量工作目前做得也不多。图（b）和图（c）的雷达发射点均在图的左侧，可以看出对于 3cm 波长的雷达，雨区面积变小，发生了畸变，而且出现 V 型缺口。在较短的波长处，当距离。

雷达天线接收到的是一群大小不同的云、雨滴的后向散射功率的总和。假定组成这群云、雨滴的粒子是互相独立、无规则分布的，则这群粒子同时在天线处造成的总散射功率平均值,等于每个粒子散射功率的总和。上一节中我们使用后向散射能流密度来表示粒子的散射能力，但是这个式子中涉及到距离变量，所以当同样的粒子在不同距离时，后向散射能流密度是不一样的，但实际上散射能力是相同的。需要注意的是，上式是在瑞利散射的条件下得到的，如果降水粒子的直径较大或雷达波长较短，就应该用米散射理论计算，不过我们还是想使用上面的公式，于是引进了。

经常关注气象（尤其是喜欢关注强对流天气）的朋友，可能听说过很多次这个词了——“新一代天气雷达系统”，那么它究竟是什么呢？让我们从我国的天气雷达历史发展说起吧。