雷达回波的识别技术

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1、第五章雷达回波的识别技术目录5.1雷达回波分析技术5.2多普勒雷达的径向速度模式5.3雷达回波的分类5.4降水回波5.1雷达回波分析技术雷达回波大致可分为气象回波和非气象回波两大类，气象回波又可分为降水回波和非降水回波两类。非气象回波这类回波形成的直接来源是地物、飞机等非气象目标物对电磁波的反射以及由于雷达的性能而引起的虚假回波。但在这类回波中，有些回波的出现也和气象条件有关，如海浪回波的强弱与海面上大风强度有关，超折射间波和大气中逆温层的存在有关。这类回波包括：地物回波、超折射回波、同波长干扰回波、飞机、船只等的回波、海浪回波、由天线辐射特性造成的

2、虚假回波。气象回波形成这类回波的直接因素是大气中云、降水中的各种水汽凝结物对电磁波的后向散射和大气中温、压、湿等气象要素剧烈变化而引起的。按其地面是否有降水，可分为降水回波和非降水回波两部分：降水回波包括：层状云连续性降水回波、对流云阵性降水回波、积层混合云降水回波、雪的回波、其它类型降水回波(冻雨、沙暴中降水、第二次扫描回波)。非降水回波包括：云的回波、雾的回波、闪电信号及其回波、晴空大气回波(点状或圆点状、窄带状、细胞状、层状、大气波动和湍流、环状、海风)。一、回波强度分析技术由雷达反射率因子Z值大小即可判别回波强弱．瑞利散射另外，回波形态特征、

3、回波特殊结构和形态、回波移动特点可知回波强度二、脉冲多普勒天气雷达径向速度场分析技术与方法对多普勒径向速度场基本特征的研究，可按零径向速度线；朝向雷达分量(负)、离开雷达分量(正)范围、分布及中心；强多普勒径向速度梯度带三个方面进行分析。(一)多普勒零径向速度线特征1．零径向速度线是否与向径平行2．零径向速度线走向方无显著折角3．零径向速度线走向是否和距离圈平行二、朝向分量(负)、离开分量(正)分布特征1．大片正区和负区是否和原点(测站)对称范围是否大致相等2．大片正区和负区是否与向径对称3．有无紧密相邻的成对强小尺度正、负中心存在4．有无多普勒径向

4、速度等值线密集带存在三、强多普勒径向速度梯度带径向速度切向梯度愈大，水平风速愈大，它往往与强对流大气，诸如快速移行冷锋、飑线、中尺度气旋相联系。当它们成弧状排列，可能存在强辐合带或飑线，当它们成近似圆形排列，则可能存在强中尺度气旋5.2多普勒雷达的径向速度模式多普勒雷达观测示意图。(a)固定仰角度φ，绕垂直轴z的雷达扫描；(b)从上往下看图(a)，表示一个PPI显示。Rs是相应离地高度为H的显示边缘的斜距（在圆锥面上）。任一散射体的三维坐标（x,y,h）由方位角度θ，仰角度φ和斜距Rs算出在每个仰角上，沿着雷达波向外径向距离增加代表了离地高度增加，因

5、此，当环境风场只随高度变化时，雷达扫描一周便能揭示出从地面直到雷达显示范围边缘高度上的所有风（对晴空来说，这个高度就是相干雷达回波的高度）。SingleDopplerInterpretationThingstoremember:当径向平行于风速时,雷达显示最大风速当径向垂直于风速时,雷达显示零速-This“zerozone”iscalledthe“ZeroIsodop”.雷达探测到的真实风速百分比?00=100%-Parallel150=97%300=87%450=71%600=50%750=26%900=0%-PerpendicularTheZer

6、oIsodop“Problem”（a）环境风场的平面图：固定风速为40海里/小时，风向在地面为南风（图象中心），均匀地经西南风变为图象边缘处的西风。（b）相应的单多普勒速度图象。（c）说明如何利用多普勒零值曲线来解释水平均匀流场的风向。（a）中的箭头长度正比于风速。颜色表示多普勒速度值：正值（红色，桔黄色）表示离开雷达，负值（绿色，兰色）表示朝向雷达。在所有的高度上风速都是一样的（40海里/小时）,风向则从地面上的南风均匀地改变到显示边缘高度上的正西风，图c表明了如何沿着多普勒速度的零值带来解释风的方向。零值区表明此地的风向是与雷达径向相垂直的。例如

7、，在显示区的外缘，当雷达指向正北和正南时多普勒速度值为零，这意味着在相应的高度上风向要么是由西向东要么是由东向西的，由于在显示区的西部边缘多普勒速度值是负的（朝向雷达的分量），东部边缘的多普勒速度值是正的（离开雷达的分量），那么很明显在相识区边缘的高度上风向是由西向东的。当雷达指向零值带上的点2时，其方位是330°，那点上的风向是330°±90°。由于风从整体上是由西向东的，那么点2处的风向应是330°-90°=240°，以此类推，点3,5和6上的风向分别是300°-90°=210°，120°+90°=210°和150°+90°=240°。在地面雷达

8、站处零值带是东西向的，因为地面风是由南面过来的，风向180°。一、几种典型流场的PPI多普勒径向速度模式风向