雷達回波的識別技術(shù)課件

1、雷達氣象學(xué)電子版（第二版）第五章 雷達產(chǎn)品與算法5.1 基本產(chǎn)品5.2 一些算法簡單的重要導(dǎo)出產(chǎn)品5.3 風(fēng)暴單體識別與跟蹤算法及其產(chǎn)品5.4 冰雹指數(shù)產(chǎn)品及其算法5.5 降水算法及其產(chǎn)品5.6 VAD風(fēng)廓線算法5.7 中氣旋(M)和龍卷式渦旋特征(TVS)算法與產(chǎn)品第五章 雷達產(chǎn)品與算法5.1 基本產(chǎn)品5.2 一些算法簡單的重要導(dǎo)出產(chǎn)品5.3 風(fēng)暴單體識別與跟蹤算法及其產(chǎn)品5.4 冰雹指數(shù)產(chǎn)品及其算法5.5 降水算法及其產(chǎn)品5.6 VAD風(fēng)廓線算法5.7 中氣旋(M)和龍卷式渦旋特征(TVS)算法與產(chǎn)品第五章 雷達產(chǎn)品與算法雷達產(chǎn)品 CINRAD雷達系統(tǒng)提供了較高靈敏度及較高分辨率的反射率因

2、子、平均徑向速度及譜寬三種數(shù)據(jù)，在RPG中基數(shù)據(jù)經(jīng)過算法處理可形成39個種類的分析產(chǎn)品。雷達產(chǎn)品分為：基本產(chǎn)品是指由基數(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平均徑向速度譜寬導(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(fēng)暴單體識別與跟蹤算法(SCIT)、冰雹探測算法(HDA)、中氣旋探測算法(MDA)、VAD風(fēng)廓線算法降水算法(PPs)等， 相應(yīng)的產(chǎn)品有：風(fēng)暴跟蹤信息(STI)、冰雹指數(shù)(HI)、中氣旋(M)、VAD風(fēng)廓線(VWP)、1小時累積雨量、3小時累積雨量以及風(fēng)暴總降水等。此外還有大量由較簡單的算法導(dǎo)出的產(chǎn)品，常用的有相對風(fēng)暴徑向速度圖、垂直累計液態(tài)

3、水含量、風(fēng)暴頂、組合反射率因子、強天氣分析、相對風(fēng)暴徑向速度區(qū)等 CINRAD-SA型雷達數(shù)據(jù)流，由RDA的數(shù)字化基本數(shù)據(jù)經(jīng)過RPG中的各種 算法生成一系列的產(chǎn)品，通過PUP終端顯示產(chǎn)品CINRA-SA型新一代天氣雷達產(chǎn)品清單 基本產(chǎn)品展示的最大范圍和算法應(yīng)用到的范圍5.1基本產(chǎn)品1.反射率因子（R） 最高顯示分辨率為1km，指波束寬度為1，分辨距離為1km大氣的體積。 為了生成這樣的數(shù)據(jù)，對來自4個相接的距離庫(分辨率為250m)的回波功率取平均。然后這個平均功率在RDA中轉(zhuǎn)換為dBZ?；緮?shù)據(jù)產(chǎn)生后便通過寬帶通信線路輸送到RPG。反射率因子描繪一個完整的360方位掃描的回波強度數(shù)據(jù)，對一個

4、體積掃描中每個仰角都可得到。 產(chǎn)品是以極坐標(biāo)形式顯示的。對230 km的顯示范園，分辨率是11km；對460 km的顯示范圍，分辨率是12km或14km，并且產(chǎn)品有8或16個反射率因子級別區(qū)間。 分辨率為0.54 nm (1 km) 時反射率因子產(chǎn)品的例子分辨率為1.1 nm (2 km) 時反射率因子產(chǎn)品的例子分辨率為2.2 nm (4 km) 時反射率因子產(chǎn)品的例子 在過去50多年中，反射率因子產(chǎn)品直作為雷達的標(biāo)準(zhǔn)輸出，至今仍然是最有用處的一種產(chǎn)品. 例如，雷達操作者依靠反射率因子產(chǎn)品確定回波的強度，確定風(fēng)暴的結(jié)構(gòu)和強弱以及強降雨(雪)帶。反射率因子隨時間的變化是一種用來確定降水回波的移動

5、以及未來趨勢的極好工具?；夭◤姸仁窃鰪娏诉€是減弱了，降水何時開始、何時結(jié)束。所有這些問題的答案都可以從反射率因子產(chǎn)品中獲得。由于新一代大氣雷達的靈敏度有很大的增強，因此一些非降水特征，例如風(fēng)暴出流邊界、邊界層輻合線等造成的窄帶回波、云、鳥、煙羽等回波也會顯示出來。 基本反射率因子產(chǎn)品圖2.平均徑向速度 平均徑向速度(mean radial velocity)表示整個360方位掃描的徑向速度數(shù)據(jù)，在采樣的每個仰角都可得到。產(chǎn)品以極坐標(biāo)形式顯示。對于最高分辨率10.25km，顯示范圍是60 km；10.5km分辨率，顯示范圍為115km；對分辨率11km，顯示范圍為230 km。 0.25km分辨

6、率產(chǎn)品顯示所有10.25km的資料。對于0.5km分辨率產(chǎn)品顯示兩個連續(xù)0.25km數(shù)據(jù)的第一個。而對于1km分辨率產(chǎn)品則顯示四個連續(xù)的0.25km分辨率數(shù)據(jù)的第一個。與反射率因子產(chǎn)品類似，速度產(chǎn)品同樣有8或16個兩種數(shù)據(jù)級別區(qū)間。因此共有6種產(chǎn)品。其中最常用的是27號產(chǎn)品，其徑向分辨率為1km，顯示范圍230 km。平均徑向速度產(chǎn)品圖 基本徑向速度的應(yīng)用1)決定徑向速度的量值：可以確定相對于地面的風(fēng)速作為警報和預(yù)報的輸入。2)大氣結(jié)構(gòu)：確定徑向速度型以導(dǎo)出大氣結(jié)構(gòu)。風(fēng)速隨高度順時或逆時針旋轉(zhuǎn)可以確定暖空氣或冷空氣平流。根據(jù)基本速度產(chǎn)品可以容易地確定低層或中層急流。3)風(fēng)暴結(jié)構(gòu)：確定徑向速度型

7、以導(dǎo)出風(fēng)暴結(jié)構(gòu)。氣旋性旋轉(zhuǎn)和反氣旋性旋轉(zhuǎn)、風(fēng)暴頂輻散、由下?lián)舯┝髟斐傻牡乇磔椛⒍伎梢杂苫舅俣犬a(chǎn)品確定。4)高空風(fēng)分析圖：速度數(shù)據(jù)可以幫助產(chǎn)生、調(diào)整和更新高空風(fēng)分析圖?？梢源_定風(fēng)廓線以更新高空風(fēng)分析圖，反映兩次探空間隔期間可能發(fā)生的任何變化。5)確定邊界：速度數(shù)據(jù)可以展示沿著邊界(指密度不連續(xù)面)的輻合。此外，許多邊界(密度不連續(xù)面)可產(chǎn)生非常弱的反射率因子回波。一是垂直于雷達波束的風(fēng)的平均徑向速度被表示為0；二是距離折疊和不正確的速度退模糊。距離折疊發(fā)生在系統(tǒng)不能區(qū)分返回能量是來源于最近發(fā)射的脈沖還是由更遠(yuǎn)的目標(biāo)物返回的以前脈沖(稱“第二程”，“第三程”等回波)。如果由于多程返回而使二個回波重疊，速度數(shù)據(jù)就被指定在較強回波的距離上。 平均徑向速度產(chǎn)品的兩點局限性：3.譜寬 譜寬表示360方位掃描的譜寬數(shù)據(jù)，每個采樣仰角都可得到。產(chǎn)品以極坐標(biāo)形式顯示，分辨率及相應(yīng)的顯示范圍與平均徑向速度相同，但僅有8個數(shù)據(jù)級別。它可提供由于風(fēng)切變、湍流和速度樣本質(zhì)量引起的平均徑向速度變化的觀測，也可用來確定邊界(密度不連續(xù)面)位置、估計湍流大小及檢查徑向速度是否可靠。注意接近噪聲閾值的弱信號返回將導(dǎo)致不規(guī)則的譜寬數(shù)據(jù)。 基本譜寬產(chǎn)