航空氣象PPT教學(xué)課件 11第十章

第十章氣象雷達(dá)第一節(jié)氣象雷達(dá)對(duì)目標(biāo)的探測(cè)一、雷達(dá)探測(cè)的基本知識(shí)（一）雷達(dá)探測(cè)的原理雷達(dá)是以向空間發(fā)射電磁波，并檢測(cè)來(lái)自目標(biāo)的回波的方式來(lái)判斷目標(biāo)是否存在，以及目標(biāo)的空間位置。利用氣象雷達(dá)不但可以測(cè)出降水區(qū)域而且可以測(cè)出機(jī)場(chǎng)附近及航線上的雷暴、湍流與冰雹，使管制人員能夠引導(dǎo)飛機(jī)安全飛過(guò)這些區(qū)域。天氣雷達(dá)對(duì)氣象目標(biāo)的探測(cè)⑴對(duì)降水區(qū)的探測(cè):雨滴對(duì)雷達(dá)的反射回波⑵對(duì)湍流的探測(cè):其急速多變的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)與一般降雨

回波不同

雷達(dá)工作示意圖雷達(dá)的天線民航使用的714SDN天氣雷達(dá)（二）氣象雷達(dá)的種類(lèi)：1、天氣雷達(dá)又稱(chēng)測(cè)雨雷達(dá)，主要用于探測(cè)降水的發(fā)生、發(fā)展和移動(dòng)并以此來(lái)跟蹤降水系統(tǒng)。它能探測(cè)200—400km范圍內(nèi)的降水和積雨云等目標(biāo)。測(cè)定其垂直和水平分布、強(qiáng)度、移動(dòng)方向、速度和發(fā)展趨勢(shì)。發(fā)現(xiàn)和跟蹤天氣圖上不易反映出來(lái)的中小尺度系統(tǒng)。天氣雷達(dá)是短時(shí)短期天氣預(yù)報(bào)和航空氣象保障工作的一種有力工具。2、測(cè)云雷達(dá)主要用以探測(cè)未形成降雨的云層高度、厚度以及云中物理特性的氣象雷達(dá)3、多普勒氣象雷達(dá)它除具有一般天氣雷達(dá)的功能外，還可以測(cè)出各高度上的風(fēng)向、風(fēng)速、垂直氣流速度、湍流和強(qiáng)的風(fēng)切變、云雨滴譜。特別在監(jiān)測(cè)雷暴、下?lián)舯┝?、龍卷等航空危險(xiǎn)天氣方面十分有效。4、機(jī)載氣象雷達(dá)是供飛行人員在飛行中探測(cè)航線上的積雨云、雷暴等危險(xiǎn)天氣的雷達(dá)。機(jī)載氣象雷達(dá)的探測(cè)機(jī)載氣象雷達(dá)的顯示（三）天氣雷達(dá)對(duì)氣象目標(biāo)的探測(cè)1、對(duì)降水區(qū)的探測(cè)只有物體具有導(dǎo)電能力，才能對(duì)雷達(dá)的電磁波產(chǎn)生一定的反射，形成雷達(dá)回波。

水是一種導(dǎo)體，液態(tài)的水滴具有良好的導(dǎo)電性。對(duì)于降區(qū)，雨滴的直徑越大，該雨區(qū)所產(chǎn)生的雷達(dá)回波越強(qiáng)。濕雪和濕冰雹由于表面有一層水膜，所以能形成很強(qiáng)的回波降水區(qū)的反射特性與金屬有明顯差別，電磁波不能穿過(guò)金屬向前傳播，對(duì)于空中的降水區(qū)域來(lái)說(shuō)由于雨滴不能充滿(mǎn)降雨空間，雨水的導(dǎo)電性也不如金屬，加上氣象雷達(dá)所發(fā)射的電磁波的波長(zhǎng)很短，因而當(dāng)雷達(dá)波由無(wú)雨區(qū)射向降雨區(qū)時(shí)，除了會(huì)在雨區(qū)界面處反射一部份入射波能量外，雷達(dá)波仍可繼續(xù)穿入整個(gè)降雨區(qū)域從而產(chǎn)生不斷的反射。

雷達(dá)波在穿透整個(gè)雨區(qū)而射向位于雨區(qū)后面的其他氣象目標(biāo)時(shí)，也同樣會(huì)使這些較遠(yuǎn)的氣象目標(biāo)產(chǎn)生各自的雷達(dá)回波，從而發(fā)現(xiàn)較遠(yuǎn)的氣象目標(biāo)。干冰雹是指在0度線以上的冰雹，其表面是凍結(jié)的干冰雹所產(chǎn)生的反射回波只相當(dāng)同樣尺寸水滴的五分之一，所以顆粒較小的冰雹區(qū)域所產(chǎn)生的反射回波很弱，難于被雷達(dá)所檢測(cè)。要能被一般雷達(dá)正常檢測(cè)，冰雹的直徑要一英寸（2。5CM）左右。不同氣象目標(biāo)的反射特性

2、對(duì)湍流的探測(cè)：天氣雷達(dá)是通過(guò)與湍流夾雜在一起的水滴反射雷達(dá)波時(shí)的多普勒效應(yīng)而檢測(cè)湍流的。被湍流所夾帶的水滴在反射雷達(dá)波時(shí)，由于其急速多變的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)，與一般降水區(qū)所產(chǎn)生的反射波明顯不同，天氣雷達(dá)正是根據(jù)這一特性來(lái)檢測(cè)湍流的。所以要注意：直徑較小的干冰雹，干的雪花、晴空湍流區(qū)不能被有效檢測(cè)。天氣雷達(dá)也不能直接探測(cè)晴空湍流區(qū)二雷達(dá)回波的識(shí)別（一）氣象回波和非氣象回波

氣象回波是大氣中云、降水中的各種水汽凝結(jié)物對(duì)電磁波的后向散射和大氣中溫、壓、濕等氣象要素劇烈變化而引起的。非氣象回波的形成主要是地物、飛機(jī)等非氣象目標(biāo)對(duì)電磁波的反射，以及由于雷達(dá)的性能而引起的虛假回波。

降水回波的識(shí)別:

⑴層(波)狀云降水回波特征:

在平顯上層狀云降水回波的范圍較大，呈綠色比較均勻的片狀，邊界發(fā)毛，破碎模糊。

⑵對(duì)流云降水回波特征：在平顯上，對(duì)流云降水回波呈塊狀，尺度較小，從幾千米到幾十千米，邊緣清晰，黃色和紅色的區(qū)域呈塊狀或點(diǎn)狀分散在藍(lán)色和綠色的區(qū)域。⑶混合性降水——絮狀回波：

混合性降水的回波常表現(xiàn)為層狀云降水回波和積狀云降水回波的混合。它往往與高空低槽、低渦、切變線和地面靜止鋒等知識(shí)淺薄天氣形式相聯(lián)系，回波外形呈絮狀。常是連陰雨天氣的征兆。

（4）雹云回波特征：由于雹云的云體龐大高聳。云內(nèi)含水量較大，因此在雷達(dá)顯示器上表現(xiàn)為強(qiáng)度很大，邊緣格外分明的塊狀回波。（5）其他類(lèi)型降水回波

1、雪的回波：由于冰晶和雪片對(duì)微波的散射能力比水滴小很多，對(duì)微波的衰減作用也較小，因此雪的回波通常比連續(xù)性降水回波弱，但水平范圍大。

2、凍雨回波：凍雨回波就象春季的層狀云降水回波，結(jié)構(gòu)均勻，呈絲條狀，有的地方還有一些小的塊狀，回波較強(qiáng)。

3、沙暴中的降水回波：當(dāng)沙暴天氣伴有微量降水時(shí)，在雷達(dá)屏幕上就會(huì)有回波，其特征具有混亂的蜂窩狀結(jié)構(gòu)這種結(jié)構(gòu)反映大氣極不穩(wěn)定，上升，下降氣流特別紊亂，回波的空洞區(qū)說(shuō)明該處有強(qiáng)烈的上升運(yùn)動(dòng)，帶起沙塵造成沙暴，而回波區(qū)是下降氣流造成的微弱降水區(qū)。第二節(jié)機(jī)載氣象雷達(dá)

現(xiàn)代飛機(jī)上的氣象雷達(dá)均為彩色氣象雷達(dá)，它可以用來(lái)探測(cè)航路上的雷雨、湍流、冰雹等惡劣天氣域，飛行員根據(jù)氣象雷達(dá)所提供的平面位置顯示象，可以及時(shí)操縱飛機(jī)沿安全的路徑避繞各種危險(xiǎn)區(qū)域。一、機(jī)載氣象雷達(dá)的特點(diǎn)⑴機(jī)載氣象雷達(dá)的體積小、重量輕。⑵機(jī)載氣象雷達(dá)探測(cè)的是,航路前方,及左右扇形區(qū)域內(nèi)的天氣,并能顯示出氣象目標(biāo)的平面分布圖像,及它們相對(duì)于飛機(jī)的方位。（320NM范圍)⑶彩色氣象雷達(dá)用象征性的顏色來(lái)表示降雨率不同的區(qū)域。

大雨區(qū)為紅色，表示該區(qū)域有一定的危險(xiǎn)性中雨區(qū)為黃色，是人們常用提醒注意的顏色

小雨區(qū)為綠色，意為安全

湍流區(qū)為紫色或品紅色，提醒飛行員避繞

微雨或無(wú)雨區(qū)為黑色⑷機(jī)載氣象雷達(dá)除了可以探測(cè)航路上的危險(xiǎn)氣象區(qū)域外，還可用于觀察飛機(jī)下方的地形，發(fā)現(xiàn)航路上的突立山峰等障礙以及用作雷達(dá)導(dǎo)航信標(biāo)等。

機(jī)載氣象雷達(dá)的屏幕二、機(jī)載氣象雷達(dá)的基本工作方式1、準(zhǔn)備（STBY）方式這是雷達(dá)在開(kāi)機(jī)以后必須經(jīng)歷的一個(gè)過(guò)渡狀態(tài)。按下工作鍵，雷達(dá)的接受機(jī)即正常工作，但發(fā)射機(jī)處于加溫準(zhǔn)備狀態(tài)，須待70秒.如果開(kāi)機(jī)后立即按下其他工作方式鍵，系統(tǒng)也會(huì)自動(dòng)進(jìn)入準(zhǔn)備狀態(tài)，此時(shí)顯示器上會(huì)顯示W(wǎng)AYT（等待）字樣。2、自檢（TEST）方式可以對(duì)雷達(dá)系統(tǒng)的性能狀態(tài)進(jìn)行快速全面檢查。在空中和地面都可選用自檢方式。如果系統(tǒng)性能正常，屏幕上會(huì)顯示出規(guī)則的彩色自檢圖形;如發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)存在故障時(shí)，顯示屏上的自檢圖形即消失，同時(shí)顯示所檢查出的故障組件通告信息。3、氣象（WX）方式雷達(dá)工作于氣象方式，降雨率不同的區(qū)域在屏幕上用不同的色彩表示出來(lái)。但一般肉眼可見(jiàn)的云區(qū)是不產(chǎn)生雷達(dá)圖象的，即機(jī)載氣象雷達(dá)不能探測(cè)不降雨的云區(qū)4、湍流（TURB）方式

按壓湍流方式鍵，屏幕將顯示湍流區(qū)的紫色(品紅色)圖象，其他雨區(qū)的紅、黃、綠色圖象不顯示。有的合二為一。5、輪廓（CYC）方式顯示器上所提供的也是空中氣象目標(biāo)的平面分布圖，不同的是這時(shí)屏幕上的紅色圖象將會(huì)按每秒一次的間隔閃爍---半秒顯現(xiàn)半秒消失，所消失的紅色圖象區(qū)呈現(xiàn)為一個(gè)黑洞，提醒飛行員注意那些較強(qiáng)的紅色降雨區(qū)。6、地圖（MAP）方式雷達(dá)處于地圖方式時(shí)，顯示器上會(huì)用不同的顏色顯示出飛機(jī)前下方扇形區(qū)域中的地形。觀察城市、山峰、河湖、海岸線等，地形輪廓的彩色地圖，可以幫助飛行員判明飛機(jī)當(dāng)前的地理位置及飛機(jī)的實(shí)際航向。在缺少地面導(dǎo)航設(shè)備的荒涼地區(qū)，也可以利用氣象雷達(dá)所提供的地圖來(lái)進(jìn)行導(dǎo)航。

A320系列飛機(jī)氣象雷達(dá)面板三、機(jī)載雷達(dá)的氣象回避

（1）將氣象工作方式作為基本的工作方式，結(jié)合使用湍流方式。（2）應(yīng)回避一切在屏幕上顯現(xiàn)為紅色和紫色的區(qū)域。（3）飛機(jī)不可進(jìn)入雷暴云回波范圍之內(nèi)的無(wú)回波區(qū)。（4）如果在兩塊雷暴云之間穿越時(shí)，兩塊雷暴云回波之間的距離不應(yīng)小于40nmile。（5）在巡航高度較高時(shí)，應(yīng)經(jīng)常下俯天線以保持對(duì)低高度雷暴區(qū)的監(jiān)視；在低高度飛行時(shí)，則應(yīng)經(jīng)常上仰天線，以避免誤入高層雷暴區(qū)的下方。

四、使用機(jī)載氣象雷達(dá)的注意事項(xiàng)（一）飛行中的注意事項(xiàng)(1)機(jī)載氣象雷達(dá)是一種天氣雷達(dá)，它只能探測(cè)到含有水滴的氣象目標(biāo)，不能有效的探測(cè)到干冰雹和干雪。一般的云、霧及晴空湍流不能探測(cè)到，所以機(jī)載氣象雷達(dá)不能保證避開(kāi)所有危險(xiǎn)天氣區(qū)。（2）氣象雷達(dá)的基本功能是探測(cè)大面積的氣象降水區(qū)它對(duì)山峰、相遇飛機(jī)的探測(cè)能力和所顯示的相應(yīng)圖象及位置的準(zhǔn)確程度是不能滿(mǎn)足地形回避和防相撞要求的，因此絕不能把氣象雷達(dá)的圖象顯示功能作為地形回避和防相撞的依據(jù)。（3）應(yīng)避免選用較短顯示距離而使飛機(jī)進(jìn)入所謂盲谷區(qū)域。因?yàn)檫@樣很難有足夠的時(shí)間和以較大的安全距離來(lái)避開(kāi)已臨近的惡劣天氣。（4）機(jī)載氣象雷達(dá)是用來(lái)幫助飛行員避開(kāi)危險(xiǎn)氣象區(qū)域的，而不是用來(lái)幫助穿過(guò)這些區(qū)域的。雷暴、湍流、冰雹區(qū)域會(huì)給飛機(jī)帶來(lái)極大的危害，即使有機(jī)載氣象雷達(dá)也不能飛進(jìn)去。氣象雷達(dá)“盲谷”區(qū)域

（二）地面通電的注意事項(xiàng)1.在飛機(jī)或附近正在加油和抽油時(shí),不得使雷達(dá)處于發(fā)射工作方式，以免引燃汽油蒸發(fā)汽。在停機(jī)坪大量使用汽油清洗機(jī)件時(shí)，也應(yīng)避免接通雷達(dá)電源。2.不應(yīng)在機(jī)庫(kù)中或機(jī)頭朝著近距離建筑物,大型金屬反射面的情況下處于發(fā)射方式,以免回波過(guò)強(qiáng)而損壞氣象雷達(dá)接收機(jī)。3.地面檢查盡量使雷達(dá)工作于準(zhǔn)備或自檢方式,必須發(fā)射方式時(shí)，應(yīng)將天線上仰，盡量避免天線波束照射近處地面目標(biāo)。4.飛機(jī)前方0—120,距離3米范圍,如果有人,不得接通雷達(dá)以防有害輻射傷害人體。1在機(jī)載氣象雷達(dá)上，雷暴中的湍流區(qū)的顏色是

品紅色2在彩色氣象雷達(dá)上，顯示紅色的區(qū)域代表什么天氣區(qū)

大雨區(qū)3在機(jī)載氣象雷達(dá)上，中雨和大雨區(qū)分別用什么顏色來(lái)表示

黃色和紅色4使用機(jī)載氣象雷達(dá)回避惡劣天氣時(shí)，應(yīng)回避那些在雷達(dá)屏幕上表現(xiàn)為

紅色和品紅色的區(qū)域；5下列何種天氣現(xiàn)象能夠被機(jī)載氣象雷達(dá)探測(cè)到

開(kāi)始消散的雷暴6在目前，機(jī)載氣象雷達(dá)還不能有效地探測(cè)下述何種天氣現(xiàn)象

不帶雨滴的