多普勒雷达课件.ppt

确定雷达上空大尺度流场风向的原理 雷暴的分类（根据Browning 1976） 普通单体与超级单体 单单体风暴、多单体风暴、超级单体风暴、线状多单体风暴（飑线） 多单体风暴回波移动 多单体风暴回波移动是平流和传播的合成 * 多普勒雷达及其业务应用 安庆市气象台 黄洋 应用领域 强对流天气的监测和预警 天气尺度和次天气尺度降水系统的监测 降水估计 改善数值预报模式初值场 散射的概念 后向散射截面 瑞利散射和Mie散射（3.14D/波长） 粒子对雷达波的散射 2、散射的分类（圆球形） 散射的分类 当雷达波的波长 λ一定时，粒子的散射情况主要取决于粒子直径 d 与波长之比: Dλ 时的小球形粒子的散射，称为瑞利(Rayleigh)散射; 后向散射截面与雷达波长的四次方成反比 σb =(π5/λ4)│K│2D6 D≈λ 时的大球形粒子的散射，称为米(Mie)散射; 后向散射截面（σ）：设有一理想的散射体，其截面为σ，它能全部接收射到其上的电磁波能量，并全部均匀地向四周散射，若该理想散射体返回雷达天线处的电磁波能流密度，恰好等于同距离上实际散射体返回雷达天线的电磁波能流密度，则该理想散射体的截面就称为实际散射体的后向散射截面。 后向散射截面是一个虚拟的面积，它可用来定量地表示粒子后向散射能力的强弱。后向散射截面越大，粒子的后向散射能力越强，在同样条件下，它所产生的回波信号也越强。 雷达波在大气中的传输 折射 衰减－吸收和散射 主要雷达参数 波长λ 脉冲重复频率PRF 脉冲持续时间（τ）和脉冲宽度（h） 峰值功率 波束宽度 一.新一代天气雷达系统的主要构成 雷达数据采集子系统（RDA）雷达产品生成子系统（RPG）主用户处理器（PUP） 连接线路及附属设备 * PRT τ、h 散射是全方位的 散射是不均匀的 1、散射的概念 大气中引起雷达波散射的主要物质： 大气介质：大气气体分子的散射，大气介质折射指数分布不均匀引起的散射与反射； 云和降水粒子：因相态、几何形状而不同。 * 综合考虑天线在两半功率点之间不均匀、衰减、充塞程度的影响，且满足雷利散射时，有： 反射率因子 常数项 雷达参数项 距离因子项 充塞因子项 气象因子项 衰减因子项 2、多普勒速度的获取 多普勒效应是指发射源和接收器之间有相对的径向运动时，虽然发射源所发射的信号频率固定不变，但接受器所收到的信号频率相对于发射源的频率却发生了变化。 多普勒频率 由相对运动造成的频率变化称为多普勒频移，频移量称作多普勒频率fD。 最大径向速度与速度模糊 最大不模糊速度 Vmax：最大不模糊速度是雷达能够不模糊地测量的最大平均径向速度，其对应的相移是180度。 速度模糊 速度的可能值 v-2nVmax或v+2nVmax 当多普勒雷达显示的速度由渐变到最大值（或渐变最小值）后，突变为负的最小值（或突变为正的最大值），这种现象就称为“速度模糊”现象。突变的边界就是模糊区域的边界。 * 距离获取与距离折叠 * * 降水回波分类 层状云降水回波:分布较均匀，梯度小，15，（纯粹的层状云降水回波较少见） 积状云和层状云混合降水回波 积状云降水回波：结构较密实，梯度大，35 1、非气象回波 非气象回波是由于一些非气象类的目标体对电磁波的散射所产生的回波和由于雷达性能而引起的虚假回波。这类回波往往根据其所产生的目标体的类型，将回波分为：地物回波、海浪回波、晴空回波、同波长干扰回波、超折射回波和旁瓣假回波等。 五种折射的射线传播路径 大气折射指数不均匀导致传播路径的变化，原因是温、压、湿随高度变化引起折射指数变化，在标准大气折射下，最大探测距离可增加16% 非降水回波：了解窄带回波、鸟、火、锋面过境 地物回波 海浪回波 昆虫和鸟的回波 云的回波 超折射回波和旁瓣假回波等。 零度层亮带由于缓慢降落的冰晶和雪花在零度层附近发生表面融化而使反射率增大的结果。在亮带下面，粒子融化成雨滴，下落速度较大，使粒子浓度减小，反射率降低. 三种基本数据产品 1.反射率因子 2. 平均径向速度 3. 谱宽 反射率因子与反射率 z是雷达反射因子，与雨滴谱直径的六次方成正比，单位是mm6/m3(6,3均为次方)； db是分贝，也可以理解为一个运算符号，dbz 和z 的换算关系是：dbz = 10 log(z)。 4、多普勒速度（V）图象分析步骤 确定零速度线和速度的来去向区域； 识别速度模糊，确定真实速度值； 注意仰角，计算各特征区对应的高度位置； 掌握最近时次天气形势，结合中尺度概念模式的流场特征，分析多普勒速度资料的天气意义； * * * * * 层状云降水回波水平范围大、连绵成片、均匀幕状，RHI上，中高纬