《雷达气象学》PPT课件

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1、雷达气象学电子版（第二版）第六章多普勒天气雷达回波的识别和分析6.1雷达回波分析技术6.2多普勒雷达的径向速度模式6.3雷达回波的分类6.4降水回波雷达回波可分为气象回波形成这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。降水回波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)。非气象回波形

2、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，有：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虚假回波6.1雷达回波分析技术一、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、回波特殊结构和形态、回波移动特点可知回波强度分析回波的发展阶段和演变趋势。二、径向速度场分析技术与方法三个方面进行分析：零径向速度线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

3、向是否和距离圈平行朝向雷达分量(负)、离开雷达分量(正)范围、分布及中心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．有无多普勒径向速度等值线密集带存在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，往往与强对流大气（快速移行冷锋、飑线、中尺度气旋）相联系。成弧状排列时，可能存在强辐合带或飑线，近似圆形排列时，则可能存在强中尺度气旋6.2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φ，绕垂直轴z的雷达扫描；(b)从上往下看图(a)，即一个PP

4、I显示。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）。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Thingstoremember:（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

5、流场的风（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。零值区表明此地的风向是与雷达径向相垂直的。例如，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

6、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天线方位取径向速度Vr(r)为常数c:雷达作低仰角探测：风向若在所有高度上保持一致，那么多普勒速度图象总有一条直的零值带，图象的其他部分就反映了风速的垂直廓线。风速若不随高度变化，是个非零常数，那么多普勒速度的极值便由显示区边缘向内延伸到中心雷达位置（地面），因此，表示所有其他多普勒

7、速度值的颜色必须收敛于中心点.当地面风速小于最大（但仍大于零）时，那么相应于小于或等于地面风速值的风速的颜色则会聚在图象的中心，那些相应与较大速度的颜色则向中心会聚但并不到达中心。当地面风速为零时，只有相应与零值速度的颜色穿过中心。当在显示区高度内存在一个风速的最大值时，那么图象上就会出现一对近似椭圆的牛眼，牛眼中心位于雷达的上风向（负值）和下风向（正值）处，对应着风速极大值所在高度的斜距上。(一)风向不变、风速随高度变化的各种图象相应于风速风向均不随高度变化的垂直风廓线（左图）的多普勒速度图象（右图）。多普勒速负值是朝向雷达的而正值是离开雷达的。雷达位

8、于图象中心。风速是从地面20海里/小时增至图象边缘高度的40海里/小时风向不变，