雷达在灾害性天气预警中应用研究

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1、雷达在灾害性天气预警中应用研究　　摘要:利用天气雷达制作临近天气预报和灾害性天气预警必须从观测入手，需根据需求制定观测方法。不同预报对象要采取不同的雷达资料的数据处理方法，以便突出预报对象的回波特征。制作临近预报和灾害性天气预警的主要依据是雷达回波分析，而掌握回波演变的全过程是雷达回波分析的基础，需根据回波特征判断识别影响本地区的天气系统，通过回波分析判断回波的未来发展趋势。为了从回波上识别灾害性天气，需要建立各种灾害性天气的识别判据和方法，因此建立预报流程和积累经验是非常重要的。关键词:天气雷达天气预警中图分类号：P45文献标识码：A引言天气雷达为临近天气预报和灾害性

2、天气预警提供了重要的高质量的大气观测资料，它与其他大气观测系统一起能更加完整地给出大气状况的图像。因此充分地利用好天气雷达探测数据，能提高灾害性天气的预报能力、气象服务能力和防灾减灾能力，使它在气象业务中发挥更大的作用。7定量测量降水是天气雷达的重要任务之一。天气雷达可探测大气中的多种天气系统及其结构如锋面、槽线、台风、辐合带、飑线、中气旋、对流风暴等天气系统，尽管它们尺度不同，有大有小，天气雷达都可以探测它们的生、消、移动、演变及其结构特征。如龙卷、雷暴、冰雹、阵性降水、连续性降水、下击暴流和大风等。正是由于天气雷达具有以上探测能力，因此在气象领域有多种用途。主要用于

3、:a.临近天气预报和灾害性天气警报b.人工防雹作业指挥c.人工增雨作业指挥d.雷电监测及预报e.定量测量降水及洪水预报f.航空保障g.数值预报h.气象学和气候学研究一、雷达扫描模式及在灾害性天气预警中的重要性1.1雷达扫描模式目前我国天气雷达业务观测采用美国WSR288D的观测模式，即降水模式采用VCP211或VCP221模式，这两种模式都是立体扫描模式，仰角都是从0.5°开始抬高到19.5°结束。不少高山站需要0°或负仰角扫描才能抓到的低层天气系统，而采用上述观测模式后低层天气系统将监测不到了。1.2雷达在临近天气预报和灾害性天气预警中的重要性临近天气预报主要指0～3

4、小时的天气预报。灾害性天气预警一般在0～17小时之内。美国发布的龙卷风警报平均提前量只有十几分钟。制作临近天气预报和发布灾害性天气预警的主要依据是天气雷达观测资料，其他资料由于时效和分辨率原因只能作为辅助。二、雷达回波显示及分类2.1天气雷达图像显示当仰角不为0°时，扫描面是一个圆锥面，而显示是一个二维平面。分析员应牢记,在显示图像上不同距离的回波距地面的高度是不同的。把一个圆锥面作为一个二维平面，实际上把回波面积扩大化了,仰角越高则扩大效应越大。只有在0°仰角时显示的面积才是真正的面积，当仰角是90°时把一条线显示成了一个面。2.2雷达回波分类在临近预报过程中，首先要

5、分清哪些是降水回波，哪些是晴空回波，哪些是地物回波，哪些是超折射回波，哪些是海浪回波等。对一个没有观测经验的同志来说这是困难的。回波的主要特点如下：a.降水回波。一般呈片状、块状、带状等，移动有规律性，不同性质的降水回波强度差异大，但一般都大于20dBz。径向速度分布有规律。b.7晴空回波。一般都分布在雷达周围，低仰角范围大些、高仰角范围小些。回波强度一般小于20dBz，径向速度图清晰，正负速度分布较典型。有的雷达把晴空回波作为地物回波处理,这是不对的。因此不能作为地物回波把它们滤除。c.地物回波。一部雷达周围的山脉和高层建筑的阻挡都可形成地物回波，有经验的雷达观测员一

6、般都知道哪块是山的回波，哪块是建筑物的阻挡。回波强而梯度大，测到的径向速度一般很小，在1～2m·s-1以下，甚至为零速度区。不同天气条件下强度会有变化，但不会移动。用RHI扫描很容易看到山峰,雷达测到的山峰高度一般都比实际高度高，其上部还常出现旁瓣回波(一种虚假回波)。2.3雷达坐标变换雷达坐标与地理坐标的变换问题是一个重要问题。否则在预报中将造成预报地点的错误。在这里预报员应记注:a.雷达坐标的0°～180°是地理坐标的南、北，但90°～270°不是地理坐标的东、西。b.采用的背景地图要通过等距保角变换,才能与观测回波相匹配，否则将产生较大误差。c.不同观测仰角采用的

7、背景图应该不同,不进行投影变换是不行的。具体变换公式可参考文献[1]306-307页的变换公式。在回波分析中经验是十分重要的，掌握回波的演变全过程是回波分析的基础。对于降水回波来说回波分析应从以下几个方面入手。7三、回波分析方法3.1回波分类根据回波特征分清回波的降水性质一般说来,层状云降水回波不会出现灾害性天气，对流云降水回波常会造成雷暴、大风、冰雹和局地暴雨天气，混合性降水回波常常会造成暴雨、大暴雨。3.2回波发展趋势预报分析回波的未来发展趋势为了做好预报，总体上可以把回波分为初生阶段、发展阶段、维持阶段和消散阶段。回波的总体生消与单