新一代天氣雷達復(fù)習筆記

1、新一代天氣雷達復(fù)習筆記龍巖市氣象局目 錄第一章 引論21.1 新一代天氣雷達概述21.2 天氣雷達的局限性2第二章 多普勒天氣雷達原理32.1 后向散射截面32.2 球形粒子的散射32.3 電磁波在大氣中的衰減和折射32.4 雷達氣象方程42.5 最大不模糊距離和距離折疊52.6 多普勒效應(yīng)52.7 最大不模糊速度和速度模糊52.8 譜寬52.9 雷達取樣技術(shù)6第三章 多普勒雷達圖識別基礎(chǔ)63.1 識別反射率基本知識73.2 識別速度圖的基本知識7第四章 雷達數(shù)據(jù)質(zhì)量控制114.1 地物雜波抑制11第五章 對流風暴及其雷達回波特征125.1 普通風暴單體生命史：125.2 強風暴的雷達回波特征

2、：125.3 弱垂直風切變中的強風暴脈沖風暴的回波特征125.4 中等到強垂直風切變環(huán)境中多單體風暴的雷達回波特征135.5 超級單體13第六章 災(zāi)害性對流天氣的探測與預(yù)警156.1 龍卷156.2 大冰雹166.3 災(zāi)害性大風166.4 暴洪（短時強降水）176.5 強對流天氣預(yù)報和預(yù)警的發(fā)布17第七章 雷達產(chǎn)品與算法187.1 產(chǎn)品概述187.2 基本產(chǎn)品197.3 一些算法簡單的重要導(dǎo)出產(chǎn)品207.4 風暴單體識別與跟蹤算法及其產(chǎn)品247.5 冰雹指數(shù)產(chǎn)品及其算法247.6 中氣旋（M）和龍卷渦旋特征（TVS）算法和產(chǎn)品257.7 VAD風廓線算法257.8 降水算法及其產(chǎn)品26參考文獻

3、：29第一章 引論1.1 新一代天氣雷達概述CIRNAD/SA型雷達主要由RDA（Radar Data Acquisition）、RPG（Radar Product Generator）、PUP（Principal User Processor）三部分構(gòu)成。RDA（Radar Data Acquisition）由四個部分組成：發(fā)射機、天線、接收機、信號處理器。發(fā)射機：產(chǎn)生高功率（峰值功率750KW）非常穩(wěn)定的10cm的射頻脈沖。天線：掃描方式：掃描方式告訴雷達在一次體積掃描中使用多少仰角和時間。CINRAD/SA使用三種掃描方式：掃描方式1#：5分鐘完成14個不同仰角上的掃描；掃描方式2#：6

4、分鐘完成9個不同仰角上的掃描；掃描方式3#：10分鐘完成5個不同仰角上的掃描；體掃模式：體掃模式規(guī)定使用哪個掃描方式，并且規(guī)定哪些具體的仰角。目前CINRAD/SA定義的體掃模式有4個：VCP11(掃描方式1# )、VCP21(掃描方式2# )、VCP31(掃描方式3# )、VCP32(掃描方式3# )。VCP31和VCP32的區(qū)別在與VCP31使用長脈沖而VCP32使用短脈沖。最常用的VCP為VCP21接收機：放大由天線接收的回波能量，以便模數(shù)轉(zhuǎn)換和后續(xù)處理。信號處理器完成三種重要功能：地物雜波消除、模數(shù)轉(zhuǎn)換，以及退多普勒數(shù)據(jù)的距離折疊。RPG（Radar Product Generator

5、）主要任務(wù)是把RDA傳來的基本數(shù)據(jù)，對其處理和生產(chǎn)各種產(chǎn)品分發(fā)給PUP。產(chǎn)品分為基本產(chǎn)品和導(dǎo)出產(chǎn)品。基本產(chǎn)品：指定仰角上的基本反射率因子、基本徑向速度和基本譜寬產(chǎn)品。導(dǎo)出產(chǎn)品：把體掃基數(shù)據(jù)經(jīng)過特定算法而得到的產(chǎn)品。PUP（Principal User Processor）獲取、存儲和顯示產(chǎn)品。主要功能包括：產(chǎn)品請求（獲?。?、產(chǎn)品數(shù)據(jù)存儲和管理、狀態(tài)監(jiān)視、產(chǎn)品編輯注釋產(chǎn)品請求方式：常規(guī)產(chǎn)品列表（RPS）、一次性請求（OTR）、產(chǎn)品-預(yù)警配對（PAP）1.2 天氣雷達的局限性（1）是波束中心的高度隨距離的增加而增加；（2）是波束寬度隨距離的增加而展寬；（3）是靜靜錐區(qū)的存在。（4）探測能力和雷達周

6、圍凈空環(huán)境有關(guān)，受地物阻擋的影響大。前兩點使得雷達對于遠距離的目標的探測能力降低，而第三點使得雷達對于非常近的目標物的探測能力受限。第二章 多普勒天氣雷達原理2.1 后向散射截面后向散射截面的定義是：設(shè)有一個理想的散射體，其截面面積為，它能全部接收射到其上的全部能量，并且均勻地向四周散射，若該理想散射體返回雷達天線的電磁波能流密度，恰好等于同距離上實際散射體返回雷達天線的電磁波能流密度，則該理想散射體的截面面積就稱為實際散射體的后向散射截面。后向散射截面是一個虛擬的面積，它可以用來定量地表示粒子后向散射能力的強弱。粒子的后向散射截面不等于它的幾何截面。2.2 球形粒子的散射球形粒子的散射很大程

7、度上依賴于粒子直徑D和入射波長之比。對于D遠小于的情況下的球形粒子的散射稱為瑞利散射（雷利散射）；而對于D和相當?shù)那闆r下的球形粒子的散射稱為米散射。雷利散射，當<<1時（<0.13）， ，D為粒子直徑，為入射波長，其中m為構(gòu)成粒子介質(zhì)的復(fù)折射指數(shù)。有雷利散射的后向散射截面的公式可以看出：在雷利散射條件下，后向散射截面和粒子直徑的6次方成正比和波長的4次方成反比。后向散射還和有關(guān)，水球的值對為0.93左右，冰球的為0.197，所以瑞利散射情況下冰球的后向散射截面大約只有同樣大小水球的1/5。米散射無論是冰球或和水球，其后向散射截面都隨著球形粒子直徑的增加而迅速地呈波動性地增大，

8、當D較大時，冰球后向散射截面隨D的增加而增大的速度超過水球。2.3 電磁波在大氣中的衰減和折射衰減電磁波在大氣中的衰減是因為電磁波投射到氣體分子或云雨粒子上時，一部分能量被散射，一部分能量被吸收而轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮芑蚱渌问降哪芰?。折射標準大氣折射、臨界折射、超折射、無折射、負折射標準大氣折射：在標準大氣情況下，Rm=8500Km（等效地球半徑），為實際地球半徑的4/3倍，波束路徑向下彎曲，這種折射稱為標準大氣折射?？梢源碇芯暥鹊貐^(qū)對流層中大氣折射的一般情況，一般稱為正常折射。臨界折射：當波束路徑的曲率和地球表面的曲率相同時，即波束傳播路徑與地表面平行，則稱為臨界折射。超折射：當波束路徑大于地球表面

9、的曲率時，即雷達波束在傳播的過程中將碰到地面，經(jīng)地面反射后繼續(xù)向前傳播，再彎曲到地面，再經(jīng)地面反射，重復(fù)多次，雷達波束在地面和某層大氣之間，依靠地面的反射向前傳播，與波導(dǎo)管中的微波傳播相似，故稱為大氣波導(dǎo)傳播，又稱超折射。等效地球半徑Rm<0。 產(chǎn)生超折射地物回波，呈輻輳狀排列的短線強回波（和當?shù)氐匦蔚匚锸忠恢拢?。產(chǎn)生的氣象條件：氣溫向上遞增，同時水汽壓向上迅速遞減，也就是常說的暖干蓋的大氣層結(jié)。無直射：雷達波束沿直線傳播。負折射：雷達波束向上彎曲（濕度隨高度增加，溫度向上迅速遞減）。（多產(chǎn)生在盛夏大陸的中午，大氣底層溫度的遞減率有可能大于干絕熱遞減率，從而產(chǎn)生負折射）2.4 雷達氣象

10、方程參數(shù)與發(fā)射機有關(guān)的參數(shù)波長，決定氣象雷達性能的一個重要參數(shù)。X、C、S波段，我國新一代天氣雷達使用C、S波段（即5公分、10公分雷達）。脈沖寬度：探測脈沖的持續(xù)振蕩時間。所以，脈沖長度 h=c。因為雷達的收發(fā)特性，所以，有效照射深度為脈沖長度的一半c/2（雷達徑向的最小分辨率）。脈沖功率Pt：雷達脈沖的峰值功率稱為脈沖功率。為了增強雷達的探測能力，其脈沖功率常常很大。我國新一代天氣雷達的Pt在650800Kw之間。脈沖重復(fù)頻率：雷達每秒產(chǎn)生的觸發(fā)脈沖的數(shù)目，PRF表示。我國新一代天氣雷達的PRF在3001300Hz之間。 脈沖重復(fù)周期PRT為PRF的倒數(shù)。與天線有關(guān)的參數(shù)天線的方向圖及波束

11、寬度：在天線方向圖上，兩個半功率點方向的夾角，稱為波束寬度。CINRAD/SA的天線直徑9米左右，波束寬度在1°左右。波束寬度越小，角分辨率越高，探測精度也越高，是雷達天線的重要技術(shù)參數(shù)。天線增益G：定向天線在最大輻射方向的能流密度和各向均勻輻射的天線能流密度之比。CINRAD/SA的天線增益G44dB與接收機有關(guān)參數(shù)接收機靈敏度：接收機能分辨的最小可辨功率，Pmin表示。CINRAD/SA的Pmin短脈沖(1.57s)為-107dBm，對于長脈沖（4.71s）為-113dBm氣象雷達方程氣象目標強度的度量反射率和反射率因子反射率：單位體積中云雨粒子后向散射截面的總和稱為反射率。（和

12、雷達參數(shù)有關(guān)）反射率因子：單位體積中降水粒子直徑6次方的總和稱為反射率因子。（和雷達參數(shù)無關(guān)，不同雷達可以相互比較）由于反射率因子Z的變化區(qū)間很大（可以跨越幾個數(shù)量級），為方便起見，采用dBZ來表示反射率因子的大小dBZ = ，其中。在雷達上dB和dBZ是完全不同的兩個概念。dB表示回波功率的大小 。2.5 最大不模糊距離和距離折疊最大不模糊距離是這樣一個距離，當雷達發(fā)出一個脈沖遇到該距離處的目標物產(chǎn)生的后向散射回波返回到雷達時，下一個脈沖剛好發(fā)出，也就是他等于說光速在雷達兩個脈沖之間的時間間隔所走距離的一半。 C是光速，T是雷達重復(fù)周期，PRF是雷達重復(fù)頻率。距離折疊是指雷達對產(chǎn)生雷達回波的

13、目標位置的一種辨認錯誤，當目標物位于最大不模糊距離以外時，雷達卻把目標物顯示在最大不模糊距離以內(nèi)的某個位置。一般形象地稱為“距離折疊”2.6 多普勒效應(yīng)多普勒天氣雷達通常不是直接測量多普勒頻移，而是通過測量相繼返回的脈沖之間的位相差來確定目標物的徑向速度的2.7 最大不模糊速度和速度模糊多普勒雷達測量多普勒速度的方法是利用相繼返回的兩個脈沖之間的相位變化來確定多普勒速度值的，而它們的最大相位相移的上限是180°（），與180°脈沖對相移所對應(yīng)的目標物徑向速度值稱為最大不模糊速度， ，其中是波長，PRF是雷達重復(fù)頻率。速度模糊是指當多普勒速度大于Vmax時，相繼返回的兩個脈沖

14、之間的相位變化超過180°（），而雷達卻只能測量出小于180°（）的值，相應(yīng)的給出的多普勒速度值也是小于Vmax的值，我們稱這個現(xiàn)象就叫速度模糊。2.8 譜寬譜寬實際上是指速度譜寬數(shù)據(jù)，它是對一個距離庫中速度離散度的度量，譜寬越大，速度估計的可靠性就減小。些典型的氣象特征和條件可導(dǎo)致相對高的譜寬，他們包括：（1）氣團的界面附近，如鋒面邊界和雷暴的出流邊界；（2）雷暴；（3）切變區(qū)域；（4）湍流；（5）風切變；（6）降落速度不同的尺度不同的雨和雪。一些非氣象條件也可使譜寬增加，包括：（1）天線轉(zhuǎn)速；（2）距離；（3）雷達的信噪比；2.9 雷達取樣技術(shù)多普勒兩難由“最大不模糊距

15、離”和“最大不模糊速度”的公式： 和 可知，當雷達波長一定時，rmax與PRF成反比，而Vmax與PRF成正比，即不存在一個PRF，既使rmax較大，又使Vmax較大，我們稱為“多普勒兩難”。由于“多普勒兩難”，多普勒天氣雷達常用不同的重復(fù)頻率來測量反射率因子和徑向速度數(shù)據(jù)。用低PRF測量反射率因子（得到大的Rmax），用高PRF測量徑向速度（得到大的Vmax）。VCP21模式的取樣方式：CINRAD/SA SB雷達的基數(shù)據(jù)中的反射率因子是通過對沿著雷達徑向的4個取樣體積平均得到的，平均徑向速度的分辨率和雷達的取樣體積一致?；鶖?shù)據(jù)的反射率因子的分辨率為1km×1°，而徑向速

16、度和譜寬的分辨率為0.25km×1°第三章 多普勒雷達圖識別基礎(chǔ)新一代天氣雷達是在一系列固定仰角上掃描360°進行采樣的，我們實際看到的雷達圖實際上是在圓錐的俯視平面圖上分析空間的雷達回波。3.1 識別反射率基本知識降水的反射率因子回波降水的反射率因子回波大致可以分為三種類型：積云降水回波、層狀云降水回波、積云層狀云混合降水回波。零度層亮帶：在0層上，冰晶和雪花在下降過程中開始融化時，表面上出現(xiàn)水膜，而尺寸變化不大，此時反射率因子因為水膜的出現(xiàn)而迅速增加，形成“零度層亮帶”。l 利用雷達進行臺風定位，精度高于氣象衛(wèi)星定位。l “弓形回波”是地面大風的一個很好的指示

17、。（颮線）l 超級單體風暴是對流風暴中最強烈的一種形式，可伴隨強烈龍卷、大冰雹、災(zāi)害性地面大風和暴洪。其地層反射率因子最明顯的特征是鉤狀回波。非降水回波非降水回波主要包括：地物回波、海浪回波、昆蟲和鳥的回波、超折射回波（大氣折射指數(shù)脈動引起的回波）、云的回波等。3.2 識別速度圖的基本知識雷達探測到的速度都是實際風在雷達徑向上的投影。一般以離開雷達為正（暖色），吹向雷達為負（冷色）。零速度：當實際風速為零或雷達波束與實際風向垂直時，徑向速度為零，稱為零速度；零速度線：是由沿雷達徑向速度為零的點組成的線。它在速度圖識別上有重要意義。1、風向風速不隨高度變化2、風向不變，風速隨高度線性增加3、風速

18、不變，風向隨高度逆轉(zhuǎn)（冷）4、風速不變，風向隨高度順轉(zhuǎn)（暖）5、輻合6、輻散7、鋒面過境前、中、后小尺度系統(tǒng)多普勒圖像均場輻散氣旋中氣旋中的龍卷渦旋多普勒速度圖象分析步驟l 確定零速度線和速度的來去向區(qū)域；l 識別速度模糊，確定具體來去向速度值；l 注意仰角，計算各特征區(qū)對應(yīng)的高度位置；l 掌握最近時次天氣形勢，結(jié)合中尺度概念模式的流場特征，分析多普勒速度資料的天氣意義；l 配合反射率因子（回波強度）的觀測情況，得出多普勒雷達觀測分析意見；l 結(jié)合其他常規(guī)和非常規(guī)氣象資料，分析未來天氣演變趨勢，做出短時天氣預(yù)報。第四章 雷達數(shù)據(jù)質(zhì)量控制在雷達定標正確的情況下，新一代天氣雷達基數(shù)據(jù)的質(zhì)量主要受到

19、三個因素的影響：地物雜波、距離折疊和速度模糊。4.1 地物雜波抑制普通地物雜波主要影響最低仰角的產(chǎn)品；是指由山脈、高大建筑物等地物在雷達波束正常傳播情況下造成的雜波，一般發(fā)生在離雷達較近的地方；幾個特點：l 一般影響最低仰角，離雷達較近的地方，和雷達站周圍地形有關(guān)；l 從一個體掃到下一個體掃，地物回波位置、強度很少有變化，在一般折射條件下都會出現(xiàn)；l 反射率因子較大，從一個距離庫到下一個距離庫有很大變化（反射率因子梯度不平滑）。l 徑向速度和譜寬為零（海浪回波除外）；異常地物回波有雷達超折射造成的回波一般叫異常地物回波。幾個特征：l 一般影響雷達的較低仰角，可發(fā)生在不同距離上，一般發(fā)生在逆溫和

20、/或濕度隨高度增加而迅速減小的大氣層（暖干蓋）。l 由于雷達異常傳播取決與大氣條件，所以顯示在雷達產(chǎn)品上的相應(yīng)的異常地物回波有較大變化；l 在反射率產(chǎn)品上，表現(xiàn)為雜斑點，斑點值變化范圍很寬，并可以擴展到很大范圍。反射率因子相當高，反射率因子梯度不如氣象回波光滑；l 一般情況下速度和譜寬為零；第五章 對流風暴及其雷達回波特征對流風暴都是有對流單體構(gòu)成的，對流風暴可以劃分為普通單體風暴、多單體風暴、線風暴（颮線）、超級單體風暴。5.1 普通風暴單體生命史：1） 塔狀積云階段；初始回波的水平尺度為1km左右，垂直尺度略大于水平尺度。初始回波頂通常在-40C-160C之間的高度上，回波底在00C高度附

21、近。初始回波形成后，回波向上向下同時增長，但是不及地，回波強度最強在云體的中上部。2）成熟階段；雷達回波及地是對流單體成熟階段的開始。云中上升氣流達到最大。出現(xiàn)的冷性下沉氣流在垂直和水平方向上擴展，與單體運動前方的低層暖濕空氣交匯而形成颮鋒，又稱陣風鋒，雷達回波表現(xiàn)為在風暴前方有一細條弱回波。3）消亡階段。雷達回波強中心下降到地面附近，回波強度減弱；5.2 強風暴的雷達回波特征：產(chǎn)生普通單體風暴的風向隨高度的分布雜亂無章，基本上是一種無序分布，而且風速隨高度的變化也較??；而多單體風暴和超級單體風暴的風向風速隨高度變化分布是有序的，風向隨高度朝一致方向偏轉(zhuǎn)，而且風速隨高度的變化值也比普通單體風暴

22、的大。熱力不穩(wěn)定（浮力）和垂直風切變是影響風暴組織和種類的最重要因子。浮力最好由CAPE來估計，CAPE與風暴中最強上升氣流速度相關(guān)。強垂直風切變的作用可以歸納為： 能夠產(chǎn)生強的風暴相對氣流（storm-relative flow）； 能夠決定上升氣流（加強輻合）附近陣風鋒的位置； 能夠延長上升氣流和下沉氣流共存的時間； 能夠產(chǎn)生影響風暴的組織和發(fā)展的動力效應(yīng)。另外，風暴及其環(huán)境（地形、邊界等）之間的相互作用對風暴的組織和種類也有重要影響。5.3 弱垂直風切變中的強風暴脈沖風暴的回波特征脈沖風暴是發(fā)展迅速的強風暴，它產(chǎn)生于弱的垂直風切變環(huán)境中，同時環(huán)境具有較厚的低層濕層和高度的垂直不穩(wěn)定性。這

23、種出現(xiàn)于弱垂直風切變環(huán)境中的強風暴又稱為“脈動風暴（pulse storm）” 。脈沖風暴的回波結(jié)構(gòu)有三個特點：1）初始回波出現(xiàn)的高度，一般在69km之間；2）強回波中心值一般大于50dBZ；3）強中心高度比較高，一般能在-10等溫線高度左右。雷達探測脈沖風暴的較有效的方法是：要注意出現(xiàn)初始回波的高度，最大回波強度值及其所在高度；同時也可以應(yīng)用垂直累積液態(tài)水含量VIL產(chǎn)品和組合反射率CR產(chǎn)品來幫助識別這類風暴，當VIL值較大，CR產(chǎn)品中的最大回波強度值很大及其所在高度較高時，可以推斷可能產(chǎn)生強脈沖單體風暴。在弱的垂直風切變環(huán)境中風暴很難有組織地增長, 在某一程度上是由于風暴內(nèi)上升氣流和下沉氣流

24、不能長時間共存。因此，風暴無法持續(xù)足夠長而發(fā)展成為強風暴。如果風暴不能發(fā)展，它就無法產(chǎn)生災(zāi)害性天氣。但是，即便在弱的垂直風切變環(huán)境中，某些外部特征，如邊界效應(yīng)等，也對風暴的組織起重要影響。另外，某些在弱的垂直風切變環(huán)境中發(fā)展的風暴所產(chǎn)生的運動也將產(chǎn)生明顯的風暴相對氣流?？梢哉f，能夠產(chǎn)生風暴相對氣流的任何情形均有利于強的有組織的對流的發(fā)展。5.4 中等到強垂直風切變環(huán)境中多單體風暴的雷達回波特征非強風暴和強風暴區(qū)別在于風暴中存不存在強烈的上升氣流，在雷達回波上表現(xiàn)為低層弱回波區(qū)（WER）。剖面產(chǎn)品表現(xiàn)為回波高層回波懸垂。它往往造成地面災(zāi)害性大風。 中等至強的垂直風切變環(huán)境通常導(dǎo)致有組織風暴的產(chǎn)生

25、和發(fā)展，這種多單體風暴通常由處于不同發(fā)展階段的單體風暴核序列組成，且在有利于風暴生成的一側(cè)不斷新生單體（通常是沿陣風鋒的輻合最強處），新生單體的發(fā)展具有較好的組織。 多單體風暴中單個單體的移動方向與其氣層內(nèi)平均氣流方向一致，而整體風暴的運動通常偏離單個風暴的運動方向，這是由于新生單體沿著外流邊界（outflow boundary）出現(xiàn)周期性發(fā)展而引起的。與弱垂直風切變環(huán)境中的強天氣脈動相比較，多單體風暴產(chǎn)生的強烈天氣包括下?lián)舯┝鳌⒅械酱蟮谋ⅲㄍǔＩ儆?.0cm）、暴洪和弱龍卷等。同時，非超級單體風暴也能演變成超級單體風暴。多單體風暴由于不斷有新生單體的補充和發(fā)展，老單體的減弱消散等新陳代謝過

26、程，因此維持時間較長。一旦新單體停止產(chǎn)生和并入，多單體風暴就趨于消亡。當新單體發(fā)展成為主體回波時，老的單體減弱，而另一個新的單體形成，每個單體維持2030分鐘。一個典型的多單體風暴在其生命史中可以有30個或以上的單體形成。強風暴低層相對于風暴的入流常在低層反射率因子梯度較大的一側(cè)，同時弱回波區(qū)和回波頂也偏向與低層入流的一側(cè)。5.5 超級單體超級單體風暴是一種具有特殊結(jié)構(gòu)的強風暴，它比正常的成熟階段的強單體風暴的水平尺度要大得多，在云底的中低層，雷達回波強度的水平尺度可達到幾十公里。它維持的時間很長，可達幾個小時，出現(xiàn)的天氣現(xiàn)象也比其它類型的強風暴要嚴重得多，常伴有大風、局地暴雨、冰雹、下?lián)舯┝?/p>

27、，甚至龍卷。出現(xiàn)超級單體風暴的有利環(huán)境條件為：（1）大氣層結(jié)不穩(wěn)定，在500hPa處熱力浮力超過40C，但是在超級單體出現(xiàn)前，在低層常伴有淺薄的逆溫層，這樣有利于不穩(wěn)定能量的積累；（2）風速的垂直切變很強，平均可達5×10-3s-1左右，同時，風向隨高度強烈順轉(zhuǎn)，可超過900；（3）云體低層的環(huán)境風速較強，平均可達10m/s（這也是和多單體強風暴的環(huán)境條件主要差別）。通常情況下，在適當?shù)膬?nèi)、外動力過程作用下，非超級單體風暴能發(fā)展成為超級單體風暴，超級單體風暴只存在與中等到強垂直風切變環(huán)境中。超級單體風暴包括三種主要類型，即經(jīng)典型、強降水型（HP）和弱降水型（LP）。HP主要特征是其中

28、中氣旋部分地或完全地為降水所包裹。經(jīng)典超級單體風暴具有相對固定的形態(tài)，而強降水的超級單體風暴形態(tài)多變。LP比較罕見。l 經(jīng)典的超級單體一般在其右后方（相對風暴運動方向而言）的低層鉤狀回波l 有界弱回波區(qū)（BWER）是被中層懸垂回波所包圍的弱回波區(qū)，它是一個包含云粒子但不包含降水粒子的強上升氣流區(qū)。持續(xù)15分鐘以上的BWER是與強烈的上升氣流旋轉(zhuǎn)相聯(lián)系的，意味著一個中氣旋的存在。l 大冰雹一般降落在與BWER相鄰的反射率因子高梯度區(qū)。l 最強的龍卷一般在鉤狀回波和/或BWER小時以后發(fā)生。l 強降水的超級單體風暴，入流區(qū)大多位于它的前側(cè)（經(jīng)典超級單體的入流區(qū)通常位于其右后側(cè)，但時常也有例外）。強

29、降水超級單體風暴（HP）強降水（HP）超級單體風暴通常在低層具有豐富的水汽、較低的自由對流高度（LFC）和弱的對流前逆溫層頂蓋的環(huán)境中得以發(fā)展和維持。HP的中氣旋常包裹在強降水區(qū)域中（LP中氣旋區(qū)內(nèi)幾乎沒有降水）。HP在低層反射率因子回波主要特征表述：1) 寬廣的鉤狀、逗點狀和螺旋狀的回波表明強降水包裹著中氣旋；2) 前側(cè)V形缺口回波表明強的入流氣流進入上升氣流；3) 后側(cè)V形缺口回波表明強的下沉氣流，并有可能引起破壞性大風。弱降水超級單體回波（LP）弱降水（HP）超級單體風暴通常出現(xiàn)的環(huán)境在低層具有較低的濕度、較高的自由對流高度（LFC）幾乎所有的LP都出現(xiàn)在干線（露點鋒）附近。在LP中，與

30、降水相比，冰雹更有利于形成和增長。l 盡管LP的反射率因子較小，但它往往包含大冰雹。l LP的弱降水主要歸因于LP主要由大水滴和冰雹組成，而不是有無數(shù)小雨滴組成的。它的降水常不能到達地面。l 由于反射率因子低，往往會過低估計它的產(chǎn)生大冰雹的能力。l 有時在風暴后側(cè)，可探測到一個與中氣旋相聯(lián)系的弱回波（WER）區(qū)。l LP相伴隨的主要強天氣現(xiàn)象包括大冰雹，有時也會產(chǎn)生龍卷。同時LP通常也能演變成經(jīng)典或強降水超級單體風暴，最終產(chǎn)生各種強天氣過程。超級單體風暴的徑向速度特征中氣旋識別判斷中氣旋，最好使用相對風暴速度圖（SRM）。凡滿足下列判據(jù)的小尺度渦旋即為中氣旋：l 核區(qū)直徑（最大入流速度和最大出

31、流速度間的距離）小于等于10km，轉(zhuǎn)動速度（即最大入流速度和最大出流速度絕對值之和的二分之一）超過相應(yīng)的數(shù)值（見下圖）。l 垂直延伸厚度大于等于風暴垂直尺度的三分之一。l 上述兩個指標都滿足的持續(xù)時間至少兩個體掃。中氣旋是超級單體風暴的特征。觀測到中氣旋，90%以上的情況出現(xiàn)強烈天氣（災(zāi)害性大風、冰雹、暴洪），其中只有20%出現(xiàn)龍卷。所以只要觀測到中氣旋就可以發(fā)布強天氣警報，而只有觀測到中等以上的中氣旋，才可發(fā)布龍卷警報。颮線的雷達回波特征颮線是呈線狀排列的對流單體族，其長和寬之比大于5：1。雷達上的颮線定義比天氣學中傳統(tǒng)的颮線定義（地面大風、氣壓涌生、溫度陡降）范圍要寬得多。與多單體強風暴的

32、情形類似，強烈颮線的反射率因子垂直結(jié)構(gòu)表現(xiàn)為低層對應(yīng)于前側(cè)入流的弱回波區(qū)和中高空的懸垂回波結(jié)構(gòu)，只是多單體風暴的低層入流常位于風暴移動方向的右后側(cè)。颮線回波常成弓形回波。颮線的斷裂處往往是強天氣容易發(fā)生的地方之一。 在識別颮線的過程中，多普勒速度特征起重要作用，從速度分布圖上可以看到在低層陣風鋒前輻合、雨區(qū)內(nèi)下曳氣流輻散以及風暴頂?shù)妮椛?。一個中層后側(cè)入流急流常在颮線的后部下沉，這表明了大風的潛勢。 災(zāi)害性風暴最有可能沿著颮線發(fā)展，因為那里相對氣流最大。觀測和研究表明颮線的結(jié)構(gòu)越均勻（線性），則沿著颮線越不可能產(chǎn)生災(zāi)害性天氣。如果颮線移近某些低層邊界，則在颮線和邊界的交匯處附近的風暴可能成為強風

33、暴，甚至成為超級單體風暴，并且一直持續(xù)到颮線離開邊界之時。 颮線上最有可能形成災(zāi)害性天氣的部分可以通過低層強的反射率因子梯度、中層的懸垂回波以及回波頂位置從風暴核上方移到颮線前沿上方來識別。第六章 災(zāi)害性對流天氣的探測與預(yù)警6.1 龍卷分為超級單體龍卷和非超級單體龍卷。超級單體龍卷往往是伴隨低層中氣旋產(chǎn)生的，但由于低層中氣旋只有在離雷達很近的距離內(nèi)才能探測得到（甚至探測不到，也并不是所有龍卷超級單體都會產(chǎn)生低層中氣旋），況且低層中氣旋與龍卷出現(xiàn)之間的間隔非常短，所以龍卷的預(yù)警是建立在中層中氣旋的基礎(chǔ)上的，中層中氣旋越強出現(xiàn)龍卷的概率就越大。龍卷渦旋特征TVS：在雷達徑向速度圖上一種與龍卷緊密關(guān)

34、聯(lián)的比中尺度氣旋小旋轉(zhuǎn)快的渦旋，在速度圖上表現(xiàn)為像素到像素的很大的風切變。TVS極少出現(xiàn)，但虛報率低，一旦出現(xiàn)立即發(fā)布龍卷預(yù)警。6.2 大冰雹背景條件： -10ºC到-30ºC之間的CAPE值, 0-6km垂直風切變, 濕球溫度零度的高度（近似與冰雹開始融化的高度，23km之間的高度和大冰雹有很好的相關(guān)）?；夭◤娬{(diào)最大值及所在高度，有界弱回波區(qū)BWER或弱回波區(qū)WER區(qū)域的大小，VIL的大值區(qū)等都是強降雹潛勢的指標。雷達回波：根據(jù)冰雹增長的特征，與上升氣流強度和區(qū)域大小有關(guān)的強度回波特征和速度回波特征是大冰天氣很有價值的指標。這些特征回波是：l 高懸的強反射率因子回波l 風

35、暴頂強烈輻散特別簡單有效的判斷有無大冰雹的方法是根據(jù)強回波區(qū)（4555dBZ）相對于0和-20等溫線高度的位置。當強回波區(qū)擴展到-20等溫線高度之上時，對強降雹的潛勢貢獻最大。判斷強降雹，還可以根據(jù)VIL值的大小判斷大冰雹的出現(xiàn)的可能性。但是判斷大冰雹的VIL閾值季節(jié)差別很大。有人定義了VIL與風暴頂高度之比為VIL密度，VIL密度超過4g/m3時，則風暴幾乎肯定會產(chǎn)生直徑超過2cm的大冰雹。冰雹的三體散射現(xiàn)象及其特征形成過程：l 向前的雷達波束的一部分被大的降水粒子（如冰雹）散射到地面上；l 地面將散射波反射回空中的有降水粒子構(gòu)成的強散射區(qū)域；l 由地面反射到空中的有降水粒子構(gòu)成的強散射區(qū)域

36、的雷達回波又被散射回雷達。對于S波段（10cm）雷達，出現(xiàn)三體散射現(xiàn)象表明風暴中存在大冰雹。三體散射是大冰雹的充分條件，但不是必要條件，所以三體散射在業(yè)務(wù)上被用作大冰雹預(yù)警的一個指標。（三體散射有稱火焰回波或雹釘）而C波段三體散射出現(xiàn)的機會大一些，所以C波段的三體散射不一定表明大冰雹存在。6.3 災(zāi)害性大風是指對流風暴產(chǎn)生的除龍卷外的地面直線型風害。對流風暴中的下沉氣流到達地面是產(chǎn)生輻散，造成地面大風。在環(huán)境垂直風切變較弱的情況下主要的直線型風害是脈沖風暴產(chǎn)生的下?lián)舯┝鳎譃楦珊蜐駜煞N，其中濕下?lián)舯┝鞯念A(yù)警指標是反射率因子核心下降伴隨著云底以上的氣流輻合。在比較大的垂直風切變條件下，產(chǎn)生地面直

37、線型大風的系統(tǒng)有多單體風暴、颮線和超級單體風暴，它們的一個共同的預(yù)警指標是出現(xiàn)中層氣流輻合（MARC）。另外弓形回波是因子容易產(chǎn)生地面大風的回波形態(tài)。弓形回波弓形回波可以有很多形態(tài)和類型，經(jīng)典弓形回波、弓形回波復(fù)合體、單體弓形回波和颮線型弓形回波。顯著弓形回波特征：（比普通弓形回波增加的災(zāi)害的潛勢）1) 在弓形回波前沿（入流一側(cè)）存在高反射率因子梯度區(qū)；2) 在弓形回波入流一側(cè)存在WER（早期階段）；3) 回波頂位于WER或高反射率因子梯度區(qū)之上；4) 弓形回波的后側(cè)存在弱回波通道或RIN（后側(cè)入流缺口），表明存在強的下沉后側(cè)入流急流。（此現(xiàn)象一般意味著下?lián)舯┝黠L和可能的下?lián)舯┝鲗?dǎo)致的龍卷）6

38、.4 暴洪（短時強降水）暴洪是指強降水在短時間內(nèi)（不超過48小時，一般造成暴洪的時間要短得多）造成的局地洪水。取決于兩個條件：1）短時間內(nèi)較大的降水量；2）相應(yīng)流域的水文條件。我們一般討論氣象上的短時暴雨。天氣雷達在暴洪預(yù)報中的作用雨強估計一般來說，反射率因子越大，雨強就越強，但這個關(guān)系受到零度層亮帶和冰雹的很大影響。低空急流的識別暴雨產(chǎn)生的條件之一是要有充分的水汽供應(yīng)，而低空急流是為暴雨輸送水汽的通道。降水持續(xù)時間的估計總的降水量取決于降水率的大小和降水持續(xù)時間。降水持續(xù)時間長的兩個條件：1）系統(tǒng)移動緩慢；2）系統(tǒng)沿著雷達回波移動方向的強降水區(qū)域尺度較大。颮線的移向矢量和走向平行時會產(chǎn)生列車

39、效應(yīng)，颮線中的強降水單體依次通過同一地點，使這一地點累積大的總降水量。次流域面積上累積降水的估計暴洪的發(fā)生還和地形、流域面雨量是密切相關(guān)的。6.5 強對流天氣預(yù)報和預(yù)警的發(fā)布強對流天氣預(yù)警步驟天氣背景分析：1) 大尺度系統(tǒng)是否使得大氣變得更加不穩(wěn)定；2) 垂直風切變考察；3) 抬升機制考察；4) 水汽條件的分析；雷達產(chǎn)品的分析1) 首先檢驗1km分辨率的組合反射率因子產(chǎn)品（CR37），上面疊加冰雹指數(shù)和中氣旋產(chǎn)品，確定強對流風暴。2) 確定每個潛在的強對流風暴的位置，將其置于畫面中心，同時顯示4幅分別代表中層和低層的反射率因子和徑向速度圖。判斷是否有弓形回波、反射率因子垂直結(jié)構(gòu)傾斜、WER或B

40、WER、三體散射、輻合、中氣旋等等特征。進一步做垂直剖面進行判斷。3) 做適當?shù)拇怪逼拭?。反射率因子剖面主要判斷是否有強回波懸垂、回波穹窿，強回波伸展高度是否達到0到-20等溫線高度，徑向速度剖面主要看中層輻合區(qū)存在與否，從而判斷地面大風的可能性。4) 再進一步考察不同高度反射率因子產(chǎn)品、不同高度徑向速度產(chǎn)品、相對風暴徑向速度產(chǎn)品（環(huán)境風向風速要設(shè)置比較符合實際情況）、垂直累積液態(tài)水含量VIL。第七章 雷達產(chǎn)品與算法7.1 產(chǎn)品概述新一代天氣雷達基本產(chǎn)品是反射率因子、平均徑向速度、譜寬。l 雷達產(chǎn)品分為基本產(chǎn)品和導(dǎo)出產(chǎn)品。l 基本產(chǎn)品是指有基數(shù)據(jù)直接形成的不同分辨率和數(shù)據(jù)顯示級別的反射率因子、

41、平均徑向速度和譜寬。l 導(dǎo)出產(chǎn)品是指經(jīng)過RPG中的氣象算法處理后得到的產(chǎn)品。（其中重要的算法有風暴單體識別與跟蹤算法（SCTI）、冰雹探測算法（HDA）、中氣旋探測算法（MDA）、VAD風廓線算法以及降水算法（PPS）等。）l 導(dǎo)出產(chǎn)品算法中能改變的參數(shù)叫可調(diào)參數(shù)（適配參數(shù)，一般在RPG里可修改）。l 降水算法估計的降水量、基于速度的算法產(chǎn)生的速度導(dǎo)出產(chǎn)品都到距雷達230km，風暴識別和質(zhì)心跟蹤算法處理直到345公里的數(shù)據(jù)。在345km到460km之間沒有導(dǎo)出產(chǎn)品算法可用，但仍可以得到基本反射率因子的產(chǎn)品。l 在雷達掃描的靜錐區(qū)內(nèi)，不會有雷達產(chǎn)品。雷達產(chǎn)品分類示意圖7.2 基本產(chǎn)品反射率因子（

42、R）產(chǎn)品號（1621），主要應(yīng)用產(chǎn)品為R19（最小分辨率1km×1°，范圍230km）、R20（2km×1°，范圍460km）。最常用、最有用的雷達產(chǎn)品，也是任何型號雷達一直的標準輸出產(chǎn)品。產(chǎn)品應(yīng)用l 可以確定回波強度，識別風暴的結(jié)構(gòu)、強弱以及強降水帶l 隨時間的變化加以分析或外推可以確定未來降水回波移動、降水趨勢和回波生消變化產(chǎn)品不足：l 要識別非降水回波，排除地物回波和超折射回波等干擾，抬高仰角一般可區(qū)分此類回波。l 資料等級（R19、R20產(chǎn)品16等級，5dBZ一級）不可修改，晴空模式下最高可顯示資料強度為28dBZ大小。l 旁瓣假回波，發(fā)生在高仰

43、角近距離處，一般仰角超過19.5度，該產(chǎn)品不再適用。l 產(chǎn)品分辨率隨著離雷達站距離的增加而下降。平均徑向速度（V）產(chǎn)品號2227，常用產(chǎn)品為V26（范圍115km，分辨率0.5km×1°）、V27（范圍230km，分辨率1km×1°）。最常用、最有用的多普勒雷達產(chǎn)品。產(chǎn)品應(yīng)用：1) 探測地面相對風場，直接服務(wù)于警報、研究和預(yù)報。2) 探測大氣結(jié)構(gòu)：可根據(jù)風向風速隨高度的變化監(jiān)測各層冷暖平流及中低空急流。3) 探測風暴結(jié)構(gòu)：根據(jù)平均徑向速度圖，可識別風場氣旋、反氣旋，風暴頂或近地面層的散度等。4) 高空風分析圖：制作、調(diào)整、更新由探空資料所得的速度矢端曲線

44、（高空風分析圖）。5) 降水邊界識別：在降水邊界區(qū)平均徑向速度資料表現(xiàn)為輻合區(qū)，而在基本反射率因子場上表現(xiàn)為一個小于5dBZ的弱回波區(qū)，無法識別。產(chǎn)品不足：1) 垂直與雷達徑向的風的平均徑向速度被表示為0；2) 距離折疊和不正確的速度模糊。3) 資料等級不夠。譜寬（SW）產(chǎn)品號2830，常用產(chǎn)品為SW30（范圍230km，分辨率1km×1°）。產(chǎn)品應(yīng)用：1) 評價平均徑向速度產(chǎn)品。一般說來，高譜寬區(qū)蘊含著平均徑向速度有較大的不確定性，應(yīng)進一步與基本反射率因子資料對比分析。2) 幫助風切變、湍流。3) 降水邊界識別。產(chǎn)品不足：1) 距離折疊。2) 系統(tǒng)噪聲：系統(tǒng)噪聲可導(dǎo)致奇異

45、的譜寬值。3) 地面非氣象目標物影響。如地面移動的汽車、搖晃的樹葉、水塔等都可以導(dǎo)致虛假的譜寬值。7.3 一些算法簡單的重要導(dǎo)出產(chǎn)品相對風暴的平均徑向速度圖（SRM）SRM56號產(chǎn)品（范圍230km，分辨率1km×1°），與基本速度產(chǎn)品類似，只不過減去了有風暴追蹤信息（STI）識別的所有風暴的平均運動速度，或減去了有操作員選定的風暴運動速度。建議自己判斷風暴運動速度進行輸入，以得到更可靠的SRM產(chǎn)品。產(chǎn)品應(yīng)用：常用于識別被風暴運動掩蓋了的切變區(qū)域（如中氣旋、輻散及龍卷渦旋特征等），對快速移動的風暴最為有效。產(chǎn)品不足：假如減去的風暴移動矢量不代表被監(jiān)測的風暴移動信息，該產(chǎn)品描

46、述的風暴相對氣流將有較大誤差。相對與風暴的平均徑向速度區(qū)（SRR）SRR55號產(chǎn)品，和SRM類似但有幾點區(qū)別：1) 首先它是覆蓋50km×50km距離的窗口產(chǎn)品，其產(chǎn)品中心可由操作員在雷達半徑230km范圍內(nèi)任意指定2) 分辨率（0.5km×1°）比SRM要好。3) SRR產(chǎn)品減去的風暴運動缺省為最接近產(chǎn)品中心的風暴運動，或由操作員輸入的風暴運動值。產(chǎn)品應(yīng)用：識別局部的被風暴運動掩蓋了的切變區(qū)域。不足同SRM。強天氣分析（SWA）有四個不同產(chǎn)品，反射率因子（SWR43）、平均徑向速度（SWV44）、譜寬（SWW45）及徑向切變（SWS46）。當特定的警報（如中氣旋

47、）被觸發(fā)時，4個產(chǎn)品的SWA可以自動生成。并以被警報的氣象現(xiàn)象的方位、距離和最接近“臨界高度”的仰角為中心。該產(chǎn)品也可以由用戶指定的仰角和方位距離上生成。為50km×50km距離的窗口產(chǎn)品。特別適合四幅同屏來分析被警報天氣。組合反射率因子（CR）產(chǎn)品號35-38，常用的為CR37（1km×1km，230km）、CR38（4km×4km，460km）。組合反射率因子表示的是在一個體積掃描中，將常定仰角方位掃描中發(fā)現(xiàn)的最大反射率因子投影到笛卡爾格點上的產(chǎn)品。生成原理組合反射率因子產(chǎn)品顯示了網(wǎng)格上方各個仰角上反射率因子的最大值，示意圖如下：此外，該產(chǎn)品可疊加風暴綜合信息

48、表。產(chǎn)品應(yīng)用1) 顯示出整個可探測大氣空間的最大反射率因子分布。2) 比較于基本反射率因子，有助于探測風暴結(jié)構(gòu)特征和強度等。3) 通過組合反射率因子知道風暴的最強回波區(qū)域，再做剖面產(chǎn)品，有利于反映風暴的垂直結(jié)構(gòu)。4) 可以疊加風暴綜合屬性表。產(chǎn)品不足1) 比較弱的反射率因子被忽略。2) 反射率因子值發(fā)生的高度不可知。也許是一個值發(fā)生在0.5度仰角，而相鄰值發(fā)生于19.5度仰角。3) 回波發(fā)展高度不可知。4) 非降水回波也許影響該產(chǎn)品的質(zhì)量?；夭敚‥T）產(chǎn)品號為41（4km×4km，230km）。生成原理把反射率因子強度大于等于18.3dBZ的回波所在高度定義為回波頂高（云區(qū)上部）。

49、算法考慮了雷達天線所在高度，是以海平面為參考的高度。產(chǎn)品應(yīng)用1) 很快的測量強對流回波發(fā)展的高度、位置。2) 有助于將非降水回波從實際風暴中區(qū)分出來。3) 有助于識別風暴結(jié)構(gòu)特征，諸如傾斜，低層反射率因子梯度區(qū)上的回波頂。4) 在低層回波還未探測到時，先探測到中上層回波。產(chǎn)品不足1) 由于雷達資料和算法的不足，產(chǎn)品網(wǎng)格點間常出現(xiàn)環(huán)形階梯狀不連續(xù)現(xiàn)象。2) 雷達旁瓣回波，可能導(dǎo)致過高估計回波頂高。3) 距雷達近距離處，由于受最高仰角的限制而可能低估回波頂高。4) 對于雷達最高一層仰角上，即使仍有降水回波，并沒有進行向上垂直外推，因此對于發(fā)展較高的強風暴較難探測到其回波頂高。垂直累積液態(tài)水含量（V

50、IL）產(chǎn)品號VIL57（4km×4km，230km），表示將反射率因子數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成等價的液態(tài)水值，它用的是假設(shè)所有反射率因子返回都是由液態(tài)水滴因子的經(jīng)驗導(dǎo)出關(guān)系。生成原理垂直液態(tài)水含量產(chǎn)品是假定反射率因子強度來自于液態(tài)水滴，應(yīng)用以下公式生成每一個4×4km網(wǎng)格點上任意仰角的液態(tài)水含量，然后再對每個網(wǎng)格點進行垂直積后得到VIL產(chǎn)品。公式中Z為基本反射率因子值，M為液態(tài)水含量，單位千克/平方米。由于冰雹會導(dǎo)致液態(tài)水混合比不可靠的高值，因子所有大于55dBZ的反射率因子都取為55dBZ。產(chǎn)品應(yīng)用1) 有助于確定大多數(shù)顯著的風暴單體位置。2) 由于冰雹單體并非由液態(tài)水構(gòu)成，導(dǎo)致很強的

51、VIL，所以有助于識別較大的冰雹單體。3) 有助于識別超級單體風暴，超級單體風暴有持續(xù)高的VIL值。4) 有助于識別強風災(zāi)害天氣，強風開始時，垂直液態(tài)水含量VIL迅速減小。產(chǎn)品不足1) 生成公式?jīng)Q定了垂直液態(tài)水含量產(chǎn)品與雨滴大小密切相關(guān)，水滴滴譜的不確定性會導(dǎo)致VIL有偏差。2) 當VIL作為預(yù)報發(fā)布警報的參考，閾值應(yīng)隨大氣條件而變。3) 距離雷達40km以內(nèi)的值是過低估計的，這是由于雷達的靜錐區(qū)造成的。4) 傾斜和快速移動的風暴單體VIL值往往小于比較垂直且移動較慢單體的VIL值。5) 該產(chǎn)品有時被非降水回波干擾。6) VCP11脈動小于VCP21的脈動。因為VCP11有較小的仰角間隔。7)

52、 遠距離外（220公里）VIL值可信度較低。剖面產(chǎn)品剖面產(chǎn)品有反射率因子剖面（RCS）、速度剖面（VCS）、和譜寬剖面（WCS）。常用的為RCS，VCS一般和RCS結(jié)合使用。剖面不一定要沿著雷達徑向，可以在雷達半徑230km范圍內(nèi)任意指定小于230km距離的兩點來做剖面。剖面產(chǎn)品是體掃資料根據(jù)算法插值生成的。不同于雷達的RHI掃描。RCS產(chǎn)品應(yīng)用1) 探測強回波中心的高度，以便于判斷對流性強弱。2) 探測回波頂層，在降水模式下，該產(chǎn)品可最小探測到強度小于5dBZ反射率因子。3) 測風暴結(jié)構(gòu)特征，諸如弱回波區(qū)（WER），邊界弱回波區(qū)（BWER）風暴傾斜角等。4) 監(jiān)測降水事件的形成和消散。VCS

53、產(chǎn)品應(yīng)用1) 沿徑向剖面產(chǎn)品有利于識別風暴輻合/輻散特征和上升氣流,下沉氣流。2) 沿與徑向垂直的方向做剖面有利于識別中尺度氣旋，龍卷渦旋等標志。3) 有助研究各種災(zāi)害性天氣的動力特征。產(chǎn)品不足1) 內(nèi)插過程會導(dǎo)致一些資料的失真。2) 低于最低仰角和高于最高仰角的反射率因子資料沒有進行外推3) 隨著距雷達站距離越遠。內(nèi)插誤差越大，產(chǎn)品垂直分辨率越低。7.4 風暴單體識別與跟蹤算法及其產(chǎn)品SCIT算法SCIT算法由四個部分組成：風暴段識別，風暴中心定位，風暴單體跟蹤和風暴位置預(yù)報。l 風暴段識別算法識別出每個PPI上徑向反射率因子超過一定閾值的連續(xù)段，將識別結(jié)果輸入風暴定位算法；l 風暴定位算法

54、將風暴段組合成每個PPI上二維風暴分量，再根據(jù)風暴垂直相關(guān)性組合成三維風暴單體，計算每個單體屬性后輸入風暴跟蹤和位置預(yù)報算法；l 風暴跟蹤和位置預(yù)報算法通過對最后兩個體掃描間風暴體匹配實現(xiàn)風暴跟蹤，再作線性外推預(yù)報其位置。SCIT算法產(chǎn)品提供了風暴單體路徑和風暴單體結(jié)構(gòu)的屬性信息，在預(yù)報員的預(yù)報和警報過程中給予協(xié)助。風暴結(jié)構(gòu)屬性包括：風暴單體序列號、風暴單體位置、基于單體的VIL、風暴單體頂、風暴單體底、風暴單體最大反射率因子、風暴單體最大反射率因子高度。風暴路徑屬性包括：風暴單體序列號、風暴單體過去位置、風暴單體當前位置、風暴單體位置移動、預(yù)報的風暴單體位置和預(yù)報誤差。7.5 冰雹指數(shù)產(chǎn)品及

55、其算法冰雹指數(shù)產(chǎn)品（新），59號產(chǎn)品可以在識別的風暴單體屬性表中給出相應(yīng)單體的降雹概率POH、降大雹概率POSH和預(yù)期的最大冰雹尺寸MEHS，并以相應(yīng)的圖形圖像顯示出來。產(chǎn)品應(yīng)用冰雹指數(shù)產(chǎn)品對于強冰雹，特別是尺寸大于1英寸的冰雹具有很強的探測能力，當POSH 大于50%時極有可能產(chǎn)生冰雹，是一個探測冰雹的有效指數(shù)。產(chǎn)品不足1) 冰雹探測算法需要及時，精確的輸入0和20等溫線距海平面的高度。 2) 冰雹發(fā)生可能性參數(shù)（POH），強冰雹可能性參數(shù)（POSH）和冰雹尺寸（MEHS）等在距雷達站近距離處和遠距離處起伏較大，影響探測效果。3) 最大探測距離僅為230km，無法探測遠距離強冰雹。4) 在弱

56、風和熱帶環(huán)境中，冰雹指數(shù)趨向于過高估計冰雹發(fā)生的可能性。7.6 中氣旋（M）和龍卷渦旋特征（TVS）算法和產(chǎn)品中氣旋產(chǎn)品（M），60號產(chǎn)品產(chǎn)品應(yīng)用1) 識別中尺度氣旋，操作員還需同時分析反射率因子和徑向速度產(chǎn)品，最好將這些產(chǎn)品作為中尺度氣旋的警報配對產(chǎn)品使用。2) 識別龍卷，一個中層的中尺度氣旋，如果向著地面發(fā)展，可進一步發(fā)展成龍卷風。產(chǎn)品不足1) 時間連續(xù)性差，算法并沒有同時使用兩個體掃描的資料。2) 算法僅僅考慮氣旋性彎曲或切變造成的災(zāi)害性天氣。3) 在距雷達站較遠的距離處，各仰角資料間距增大，會影響中尺度氣旋探測。4) 很難知道是哪個仰角上發(fā)生切變或渦旋。龍卷渦旋特征TVS，61號產(chǎn)品產(chǎn)品應(yīng)用1) 在合適的情況下，該產(chǎn)品顯示的龍卷渦旋信息處有發(fā)生龍卷