飞行中
雷达使用
应当避免进入已知的颠簸并伴有积雨云区域。良好的雷达天线俯仰角度设置对于准确地判断和评估积雨云的垂直分布时非常关键的。通常增益应该在AUTO 位。不过，使用人工增益可帮助机组评估整体天气情况，特别时在大雨中，气象雷达图像已经饱和，使用人工增益是非常有效的，降低增益有助于机组识别降雨量最大的区域，通常这些区域与活动的积雨云团有关。使用人工增益后，应将其恢复至自动（AUTO）。以恢复最佳的雷达灵敏度。回波较弱不是机组低估积雨云的理由，因为只有积雨云的潮湿部分才能被探测到。必须尽早做出规避积雨云的决断，理想情况是在上风处20海里位置做水平避让。
气象雷达有两个主要功能：
? 气象探测功能
? 地图功能
气象探测是主要的功能，雷达可以探测到降水的水滴。回波强度取决于水滴的大小、成分和数量（例如相同大小的水滴反射的回波强度是冰粒的五倍）。因此气象雷达不能探测到微小的水滴（比如云或雾）或者没有水滴（比如晴空颠簸）的气象情况。
地图成像模式是辅助功能，在此模式下，雷达比较发射信号和接收信号之间的差异。差异较大的容易绘图成像（比如山区或城市），差异较小的不易绘图成像（比如平静的海面或平坦的陆地）。飞行机组使用下面控制方法操纵雷达。
天线仰角雷达天线和地平线之间的夹角就是天线仰角，与飞机的俯仰和坡度角无关。使用惯性基准系统（IRS）数据使天线稳定。
为了帮助避开危险气象条件，考虑到飞行阶段和ND的范围，合理设定天线仰角很重要。通常回波显示在ND的顶部即表示天线仰角适当。如果扫描范围过大，当雷达波扫描雷暴云泡的上部时，可能无法探测或低估雷暴云泡。这是由于在高高度，云泡中可能有冰，因此反射较弱。在飞行中选择自动能确保合适的仰角管理。
注意：在巡航中，MULTISCAN提供前方天气的大范围扫描，也就是显示位于和低于飞行轨迹的天气云团。在前方天气不明朗或显示出乎意料的天气时，为了判明情况，机组可以暂时使用人工天线俯仰调节以确认天气是否与飞行轨迹有潜在冲突。
增益
当MULTISCAN选择器设置到AUTO时，必须使用人工增益选择（+8）。
可以人工调谐增益以探测在ND上显示红色的云团的最强部分。如果缓慢地降低
增益，红色区域（3级回波）缓慢变成黄色区域（2级的回波），同时黄色区域变
成绿色区域（1级）。云团最后转为黄色的部分是最强区域。
然后，增益必须重新设置到+8。
模式
操作模式有WX，WX+T，TURB，MAP。
WX+T或TURB模式是用来探测湿颠簸区域，TURB模式探测在40海里内的湿颠
簸，并且不受增益的影响。TURB模式被用于区分颠簸和强降水。
GCS
在WX模式中，地面杂波抑制（GCS）工作，并且抑制ND上的地面回波。
有时很难区分天气和地面的回波。天线仰角的变化迅速改变地面回波的形状和颜色，并且最终造成地面回波的消失，天气不会有这种情况。
RCT
RCT功能帮助探测目前已探测的气象之外的天气或者积云。
PWS
参考SI-010风切变中的恶劣天气情况。
飞行阶段
探测和监控程序
建议
滑行
停机区域没有任何障碍物，设置ND距离圈到最小位，天线仰角先置于DOWN位，再置于UP位；检查地面回波的显示/消失。扫描后重新选择AUTO位。
雷达天线仰角检查（远离地面人员）
起飞
如果怀疑有危险天气，缓慢地调节天线角度最大为+15 度，然后重新选到AUTO 位。
沿着离港航路扫描
在空中
使用TURB区分颠簸
平静海面/平地上的地面回波较差
注意：1.如果MULTISCAN扫描旋钮被设置到自动位，必须人工设置GAIN到+8.
2.MULTISCAN AUTO模式提供有效的地面杂波过滤。在好的或者没有重要的天气情况下飞行，ND上不会显示任何的气象方式。在这种情况下，机组暂时使用人工天线调节来确认气象雷达是否正常工作。
3.机组监控在自动模式中显示的气象雷达，并根据标准技术，使用人工天线调节来判断任何模糊或以外的天气显示。
避开天气
? 如果怀疑天气，通过改变气象雷达天线仰角来扫描天气。如果AUTOTILT或MULTISCAN功能有效，扫描后重新选择AUTO（自动）位。
? 不要低估雷暴，即使是较弱的回波（因为只探测到潮湿的部分）
? 避开红色+洋红色云团至少20海里
? 向上风面绕飞（遭遇颠簸或冰雹的概率较小），避免向下风面
? 即使雷暴能见（颠簸、风切变和高度误差等），也不要试图在雷暴云层的下方飞行
? 使用TURB探测功能，从降雨区中区分颠簸
? 在云团上方（最高达5000英尺）都可能遭遇严重颠簸
? 云顶超过35000英尺的雷暴是危险的
? 频繁且耀眼的闪电表明出现严重颠簸的概率较高
穿越天气
如果不得不穿越雷暴，机组必须充分利用气象雷达。出现颠簸时，参阅SI-010颠
簸章节，作为飞行机组的指南。
地图扫描
必须配合使用天线俯仰角度和增益，因为随着气象雷达的天线角度的变化，用于显示地形的地面回波会出现明显的变化：
?使用MAP功能来探测显著的地形（山区，城市和海岸线）
? 调整天线角度和增益-地图扫描范围随着天线和飞机高度变化。
天线角度
在FL330扫描的区域
3 °向下
72海里到190海里
0 °向下
47海里到190海里
7 °向下
36海里到70海里
10°向下
26海里到41海里
然而，机组不应该把气象雷达用作地形避让系统。
说明
飞机装有两套气象雷在。一次只有一部发射接收机工作。
它可在ND(导航显示器)上除计划方式外的任何ND 方式中显示气象图像
每个飞行员可通过将相应的亮度控制器调至最小亮度来消除其ND 上的气象图像（参
考1.31）。
控制面板
1 显示系统开关
此电门选择一个雷达或关断两个雷达。
2 增益旋钮
在WX（雷达方式）或在地图方式时调整接收器的灵敏度。
CAL 是旋钮的正常位置。调整增益至校准设置。
3 方式选择
WX : 气象方式：颜色指示降雨的强度（黑色强度最低。绿色、琥珀色和红
色依次表示更高的降水强度）。
WX + T : 屏幕以洋红色显示紊流区域（在降水区域中）（40 海里以内）。TURB : 屏幕上只显示颠簸区域。
MAP : 雷达以地面地图方式工作：黑色表示水。绿色表示陆地。琥珀色表示城市和山。
4 TILT(倾角)旋钮
该按钮控制天线倾角。
雷达1 依靠ADIRS 1。雷达2 依靠ADIRS 2。如果ATT HDG 选择器在CAPT 3 或F/O 3 位置，ADIRS 3 代替任何一部ADIRS。
零代表ADIRS 所见的水平位置。
5 MULTISCAN（多扫描）拨动开关
AUTO : 自动调整倾角来优化雷达探测并减小地面回波。
MAN : 当设置在MAN 位时，机组可以使用TILT 按钮人工调节倾角。
6 GCS 拨动开关
GCS（地面回波抑制）拨动开关由弹簧弹至AUTO 位。
AUTO :–如果MULTISCAN（多扫描）拨动开关设置在AUTO 位，雷达可正常使用。屏幕上不显示地面回波。
–如果MULTISCAN（多扫描）拨动开关设置在MAN 位，GCS 不起作用。
屏幕上显示地面回波。
OFF : 屏幕上显示地面回波。
7 PWS 拨动开关* (只有包含预测风切变功能时才工作)。
AUTO : 激活风切变预测功能。在2300 英尺无线电高度以下风切变区域由天线扫
描探测，即使SYS 开关在OFF 位。如果低于1500 英尺，则显示在ND
上。
OFF : 预测风切变功关。
风切变预测功能
气象雷达具备预测风切变能力，并在以下情况时工作：
– PWS 开关在AUTO 位（即使气象雷达关闭)，和
–飞机低于2300 英尺AGL，和
– ATC 设置在ON，或AUTO，或XPDR，或XPNOR 位置（依据ATC 面板），
和
–任一发动机运转时。
注意：当安装了两部气象雷达，如果选择的气象雷达失效，通过选择控制面板上未
失效的气象雷达使PWS 功能恢复。
系统在飞机前方5 海里范围内扫描是否有风切变。当飞机低于1500 英尺离地高度时
预测风切变进行探测，根据ND 上选择的范围，警告、警戒或咨询信息将显示在ND
上。预测的风切变警告或警戒伴有一音响警告。
在起飞滑跑，到100 节时的风切变警告
在起飞滑跑过程中，100 节以下，两个警告和警戒在3 海里内可用
五边进近时，在370 英尺AGL 和50 英尺AGL，范围在1.5 海里和0.5 海里内目视和
音响警告降级至警戒。
风切变警告抑制
起飞时，高于100 节且50 英尺以下时，警报受抑制。着陆时，低于50 英尺警报受
到抑制。
预测风切变系统音响警报：
–比TCAS,GPWS 和其它的FWC 音响警告有优先权。
–由FAC 探测风切变时，并且有失速警告音响信息时将被抑制。
气象雷达与卫星遥感在农业方面的应用 摘要：随着时代的进步，科技的发展，气象雷达与卫星遥感在不同领域都发挥着巨大的作用。农业遥感对世界许多国家的农业生产、粮食安全、进出口调整、农业政策及计划制度、以及保护国家利益等方面都起到了巨大的作用。 关键字：气象雷达，遥感技术 一、气象雷达 1、气象雷达的工作原理 雷达发射机产生电磁能量，雷达天线将电磁能量集中形成向某一方向传播的波，由雷达天线以电磁波的方式辐射出去，电磁能在大气中以光速（29.98×104km/s）传播。当传播着的电磁波遇到了目标物后便产生散射波，而且这种散射波分布在目标周围的各个方向上。其中有一部分沿着与辐射波相反的路径传播到雷达的接收天线，被接收的这一部分散射能量，称为目标的后向散射，也就是回波信号，对这种回波信号的检测可以确定目标的空间位置。 雷达是用测量回波信号的延迟时间来测量距离的。假设目标离开雷达的斜距用R表示，则发射信号在R距离上往返两次经历的时间用Δt表示，目标的斜距R便可由下式给出（1/2）cΔt，其中c为光速。雷达测量目标的方位角和仰角是依靠天线的定向作用去完成的，它辐射的电磁波能量只集中在一个极狭小的角度内。空间上任一目标的方位角和仰角，都可以用定向天线辐射的电磁波束的最大值（即波束的轴向）来对准目标，同时接收目标的回波信号，这时天线所指的方位角和仰角便是目标的方位角和仰角。雷达天线装在传动系统上，可以固定方位角而在仰角范围内扫描，或固定仰角而在方位角范围内扫描，从而可以得到各个方向和探测距离内目标的信息。
世界上最高的气象探测站 2、气象雷达的组成 典型的气象雷达的主要由发射系统、天线系统、接收系统、信号处理器和显示系统等部分组成。电子线路组成部分见下图 3、气象雷达在农业方面的应用 无论是农业气象监测、农业气象情报、农业气象灾害防御，农业气候区划及资源开发利用、农作物产量预报等方面，我国气象工作者都开展了大量卓有成效的工作，为保障和促进我国农业生产做出了显著贡献。农业气象业务已成为现代气象业务体系中最重要的领域，而我国基层的气象为农服务又是其中最基础、最不可或缺的部分 在实施人工增雨(雪)、人工防雹及森林灭火中,采用雷达进行时实天气跟踪探测,可以有效监测云雨过程的发生和演变规律[1],是不可缺少的重要工具。目前,随着气候变暖,灾害性天气,如冰雹、洪水、干旱和森林火灾等时有发生。在气象应急服务时,快速应对异常天气变化,及时准确地提供 二、卫星遥感
前言 1) 按遥感方式划分，天气雷达属于主动遥感设备或有源遥感设备。 2) 我国目前已经布网了160多部新一代多普勒天气雷达。按波长划分，已布网的新一代多普勒天气雷达有S波段和C波段两种类型，S波段雷达部署在大江大河流域及沿海地区，C波段雷达部署在东北、西北、西南等内陆地区。 3) 天气雷达起源于军事雷达，最早出现天气雷达是模拟天气雷达。 4) 天气雷达最常用的扫描方式有PPI扫描、RHI扫描和VOL体扫描。 5) S波段天气雷达波长在10cm左右；C波段天气雷达波长在5cm左右；X波段天气雷达波长在3cm左右 第1章散射 1) 散射是雷达探测大气的基础，大气中引起雷达波散射的主要物质有大气介质、云和降水粒子。 2) 粒子在入射电磁波的极化作用下，做强迫的多极震荡而产生次波就是散射波。 3) 什么是瑞利散射及瑞利散射的特点？ 4) 什么是米散射及米散射的特点？ 5) 雷达截面也称作后向散射截面，它的大小反映了粒子的后向散射能力的大小，雷达截面越大，粒子的后向散射能力越强。 6) 什么是雷达反射率 ？ 单位体积内全部降水粒子的雷达截面之和称为雷达反射率。 7) 相关研究表明，对于小冰球粒子，其雷达截面要比同体积小水球的小很多；对于大冰球粒子，其雷达截面要比同体积大水球的大很多； 8) 晴空回波产生的原因是什么？ 湍流大气（折射指数不均匀）对雷达波的散射作用；大气对雷达波的镜式反射（大气中折射指数的垂直梯度很大）。
9) 雷达反射率因子 与雷达反射率的区别 第2章衰减 1) 造成雷达电磁波衰减的物理原因是散射和吸收。 2) 造成雷达电磁波衰减的主要物质有大气、云和降水。 3) 水汽和氧气对电磁波的衰减作用主要是吸收 4) 云滴对雷达波的衰减随雷达波长得增加而减小。 5) 雨对雷达波的衰减一般与降水强度成近似的正比关系 第三章 雷达气象方程 1) 什么是天线增益G ？ 定向天线最大辐射方向的能流密度与各向均匀辐射天线的能流密度之比，称为天线增益，用符号G 表示。 2) 天线增益的物理意义 由方向性天线把辐射能量集中到某个方向上,使这个方向上的辐射能流密度增加为各向同性天线的 G 倍。 3) 有效照射深度由雷达脉冲宽度决定，其值为脉冲宽度的一半。 4) 有效照射体积除了与有效照射深度有关外，还取决于雷达波束的几何形状。 5) 充塞系数除了与云和降水有关外，还取决于目标物距雷达的距离和雷达波束宽度有关。 6) 解释雷达气象方程 02 220.222231101024(ln 2)2R kdR t r PG h m P Z R m θ?ψπλ--?=?+， 各物理参数的意义。 答题思路：写出各符号分别指代的参数，如Pr ：雷达回波功率，Pt ：雷达发射功率，G 天线增益… 7) 说明雷达气象方程中各物理参数在雷达探测中的作用。 第4章 折射 1) 什么是大气折射？ 光波或电磁波在大气中曲线传播的现象称为大气折射。 2) 折射产生的物理原因是光波或电磁波在不均匀介质中的传播速度不同而引起的。
（个人总结，仅供参考！） 一、判断 1、光机扫描用机械转动光学扫描部件来完成单元或多元列阵探测器目标的二维扫描。（对）(不确定) 2、热红外遥感不能在夜晚进行。（错） 3、辐射纠正是清除辐射量失真的处理过程，大气纠正是清除大气影响的处理过程。（对） 5、专题制图仪TM（Thematic Mapper）是NOAA气象卫星上携带的传感器。（错） 6、可见光波段的波长范围是0.38-0.76cm。(错，应是um) 7、利用人工发射源，获取地物反射波的遥感方式叫做被动遥感。（错） 9、太阳辐射能量主要集中在0.3-3um，最大值为0.47um。（错）(不确定) 10、在军事遥感中，利用可见光波段可以识别绿色植物伪装。（错）(不确定) 11、空间分辨率是指一个影像上能详细区分的最小单元的大小，常用的表现形式有：像元、像解率和视场角。（对） 12、直方图均衡化是一种把原图像的直方图变换为各灰度值频率固定的直方图的变换。（错） 16、微波辐射计是主动传感器，微波高度计是被动传感器。（错） 17、气象卫星遥感数据只能应用于气象领域。（错） 18、黑体辐射的总能量与其绝对温度的4次方成正比，峰值波长则与绝对温度成反比，随着温度的降低，最大辐射波长向长波方向移动。（对） 19、所有的物体都是黑体。(错) 20、所有的几何分辨率与像素分辨率是一致的。（错） 21、冬天的影像有利于土壤分析。（对） 22、所有的微波传感器都是主动式传感器。（错） 二、填空 1、维恩位移定律表明绝对黑体的__波长λ__乘以__绝对温度T__是常数2897.8。当绝对黑体的温度增高时，它的辐射峰值波长向___短波____方向移动。 2、电磁波谱按频率由高到低排列主要由γ射线、X射线、紫外线、可见光、红外线、微波、无线电波等组成。 3、按照传感器的工作频段分类，遥感可以分为紫外遥感、可见光遥感、红外遥感、微波遥感、多波段遥感。 4、绝对黑体辐射通量密度是_发射物质的温度_和__辐射波长或频率_的函数。 5、散射现象的实质是电磁波在传输中遇到大气微粒而产生的一种衍射现象，按散射粒子与波长的关系，可以分为三种散射：_瑞利散射_、_米散射_和_无选择性散射_。 6、SAR的中文名称是__合成孔径雷达__，它属于__主动___(主动/被动)遥感技术。 7、遥感技术系统一般由遥感平台系统、遥感仪器系统、数据接收与处理系统和分析解译系统组成。 8、彩色三要素指的是__明度__、__色调__和___饱和度___，其中色调反映的是物体对电磁辐射、反射的主波长，明度反映的是物体对电磁辐射的总能量。 9、航空航天遥感传感器数据获取技术趋向三多（多平台、多传感器、多角度）和三高（高空间分辨率、高光谱分辨率和高时相分辨率）。 10、遥感数据获取手段迅猛发展，遥感平台有地球同步轨道卫星（35000Km），太阳同步卫星（600-1000Km）、太空飞船（200-300Km）、航天飞机（240-350Km）。 三、简答 2、什么叫发射率？按发射率与波长的关系可将地物分成哪几种类型？ 发射率：地物的辐射出射度（单位面积上发出的辐射总通量）W与同温下的黑体辐射出射度W黑的比值。
预报员试题/卫星与雷达；总计184道试题，选择题96道，术语题9道，判断题46道，问答33题 极轨卫星：。 轨道位置在空间几乎是固定的，高度800——1000千米，绕地球飞行，获取全球资料。 4 1 地球同步（或静止）卫星。 位于地球赤道上空，高度36000千米左右，与地球自转速度相同，在赤道上空静止不动，因此，也称地球同步轨道卫星。 4 1 太阳耀斑：。 在可见光图像上，水面对太阳光的反射有可能使它具有云或浮尘的表现，这一现象称为太阳耀斑。 4 3 多普勒效应：。指波源相对于观察者运动时，观察者接收到的信号频率和波源发出的频率是不同的，而且发射频率和接收频率之间的差值和波源运动的速度有关。 4 3 下击暴流：-----------------------------------------------------。 能够产生近地面破坏性的水平辐散出流的风暴下部强下沉气流。 4 1 云线：-----------------------------------------------------。 带状云系的宽度小于一个纬距叫云线。 4
阵风锋：-----------------------------------------------------。雷暴产生的冷空气外流边界的前沿。 4 3 雹暴云团、-----------------------------------------------------。以冰雹、大风天气为主的云团。 4 3 在云图中，“IR”“VIS”和“WV”分别代表： A.可见光图、红外图、水汽图 B.红外图、水汽图、可见光图 C.红外图、可见光图、水汽图 D.水汽图、可见光图、红外图 C 1 1 红外云图的波长区间____。 A. 5.7至7.1um B. 10.5至12.5um C. 0.4至1.1um B 1 1 可见光云图的波长区间____。 A. 5.7至7.1um B. 10.5至12.5um C. 0.4至1.1um C 1 1 水汽云图的波长区间____。 A. 5.7至7.1um B. 10.5至12.5um C. 0.4至1.1um A 1
1 多普勒天气雷达主要由几个部分构成？每个部分的主要功能是什么？ 答：主要由雷达数据采集子系统（RDA ），雷达产品生成子系统（RPG ），主用户终端子系统（PUP ）三部分构成。RDA 的主要功能是：产生和发射射频脉冲，接收目标物对这些脉冲的散射能量，并通过数字化形成基本数据。RPG 的主要功能是：由宽带通讯线路从RDA 接收数字化的基本数据，对其进行处理和生成各种产品，并将产品通过窄带通讯线路传给用户，是控制整个雷达系统的指令中心。PUP 的主要功能是：获取、存储和显示产品，预报员主要通过这一界面获取所需要的雷达产品，并将它们以适当的形式显示在监视器上。 2 多普勒天气雷达的应用领域主要有哪些？ 答：一、对龙卷、冰雹、雷雨大风、暴洪等多种强对流天气进行监测和预警；二、利用单部或多部雷达实现对某个区域或者全国的降水监测；三、进行较大范围的降水定量估测； 四、获取降水和降水云体的风场信息，得到垂直风廓线；五、改善高分辨率数值预报模式的初值场。 3 我国新一代天气雷达主要采用的体扫模式有哪些？ 答：主要有以下三个体扫模式：VCP11——规定5分钟内对14个具体仰角的扫描，主要对强对流天气进行监测；VCP21——规定6分钟内对9个具体仰角的扫描，主要对降水天气进行监测；VCP31——规定10分钟内对5个具体仰角的扫描（使用长脉冲），主要对无降水的天气进行监测。 4 天气雷达有哪些固有的局限性？ 答：一、波束中心的高度随距离的增加而增加；二、波束宽度随距离的增加而展宽；三、静锥区的存在。 5 给出雷达气象方程的表达式，并解释其中各项的意义。 答： P t 为雷达发射功率(峰值功率)； G 为天线增益；h 为脉冲长度； 、 ：天线在水平方向和垂直方向的波束宽度； r 为降水目标到雷达的距离； ：波长； m ：复折射指数； Z 雷达反射率因子。 6 给出反射率因子在瑞利散射条件下的理论表达式，并说明其意义。 答：∑= 单位体积6i D z ，反射率因子指在单位体积内所有粒子的直径的六次方的总和，与波长无 关。 7 给出后向散射截面的定义式及其物理意义。 答： 定义：设有一个理想的散射体，其截面面积为?，它能全部接收射到其 上的电磁波能量，并全部均匀的向四周散射，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，Z R C Z m m r h G p p t r ?=?+-=2 2222223212ln 1024λθ?πθ?λi S s R S 24πσ=
A320系列飞机气象雷达系统介绍及机组操作建议 概述：机载气象雷达系统（WXR）用于在飞行中实时地探测飞机前方航路上的危险气象区域，以选择安全的航路，保障飞行的舒适和安全。机载气象雷达系统可以探测飞机前方的降水、湍流情况，也可以探测飞机前下方的地形情况。在显示器上用不同的颜色来表示降水的密度和地形情况。新型的气象雷达系统还具有预测风切变（PWS）功能，可以探测飞机前方风切变情况，使飞机在起飞、着陆阶段更安全。本文主要针对我公司A320系列飞机机载气象雷达系统的组成、工作原理、显示特点及我公司A320系列飞机气象雷达的种类和机组操作建议进行了介绍。 一、机载气象雷达系统的组成 机载气象雷达系统的基本组成由：雷达收发机、雷达天线、显示器、控制面板和波导系统等，如图1-1所示：
雷达收发机：用来产生发射射频脉冲信号和接收并处理射频回波信号，提供气象、湍流和地形等显示数据，探测风切变事件并向机组发送警告和告诫信息。 雷达天线：用来产生高3.6°、宽3.4°的波束并接收回波信号。天线的稳定性受惯性基准组件（IRU）的俯仰和横滚数据控制。 显示器：对于A319/A320/A321飞机来说，气象雷达数据都显示在ND上。 控制面板：用于选择气象雷达的工作方式，控制天线的俯仰角度和稳定性，对接收机灵敏度进行控制。 波导系统：波导管作为收发机和天线之间射频信号桥梁通道。 二、气象雷达对目标的探测 机载气象雷达主要用来探测飞机前方航路上的气象目标和其他目标的存在以及分布状况，并
将所探测目标的轮廓、雷雨区的强度、方位和距离等显示在显示器上。它是利用电磁波经天线辐射后遇到障碍物被反射回来的原理，目标的导电系数越高，反射面越大，则回波越强。要清楚气象雷达如何工作的关键在于了解雷雨的反射率。一般来说，雷雨的反射率被划分成三个部分：雷雨的下三分之一由于温度在冰点之上，所以全部由小雨滴组成，这部分是雷雨中对雷达波能量反射最强的部分。中间部分由过度冷却的水和冰晶组成，由于冰晶是不良的雷达波反射体，所以这部分的反射率开始减小了。雷雨的上部完全由冰晶组成，所以在雷达上几乎不可见。另外，正在形成的雷雨在其上部可能会形成拱形的紊流波，如图2-1所示：
飞行中 雷达使用 应当避免进入已知的颠簸并伴有积雨云区域。良好的雷达天线俯仰角度设置对于准确地判断和评估积雨云的垂直分布时非常关键的。通常增益应该在AUTO 位。不过，使用人工增益可帮助机组评估整体天气情况，特别时在大雨中，气象雷达图像已经饱和，使用人工增益是非常有效的，降低增益有助于机组识别降雨量最大的区域，通常这些区域与活动的积雨云团有关。使用人工增益后，应将其恢复至自动（AUTO）。以恢复最佳的雷达灵敏度。回波较弱不是机组低估积雨云的理由，因为只有积雨云的潮湿部分才能被探测到。必须尽早做出规避积雨云的决断，理想情况是在上风处20海里位置做水平避让。 气象雷达有两个主要功能： ? 气象探测功能 ? 地图功能 气象探测是主要的功能，雷达可以探测到降水的水滴。回波强度取决于水滴的大小、成分和数量（例如相同大小的水滴反射的回波强度是冰粒的五倍）。因此气象雷达不能探测到微小的水滴（比如云或雾）或者没有水滴（比如晴空颠簸）的气象情况。 地图成像模式是辅助功能，在此模式下，雷达比较发射信号和接收信号之间的差异。差异较大的容易绘图成像（比如山区或城市），差异较小的不易绘图成像（比如平静的海面或平坦的陆地）。飞行机组使用下面控制方法操纵雷达。
天线仰角雷达天线和地平线之间的夹角就是天线仰角，与飞机的俯仰和坡度角无关。使用惯性基准系统（IRS）数据使天线稳定。 为了帮助避开危险气象条件，考虑到飞行阶段和ND的范围，合理设定天线仰角很重要。通常回波显示在ND的顶部即表示天线仰角适当。如果扫描范围过大，当雷达波扫描雷暴云泡的上部时，可能无法探测或低估雷暴云泡。这是由于在高高度，云泡中可能有冰，因此反射较弱。在飞行中选择自动能确保合适的仰角管理。 注意：在巡航中，MULTISCAN提供前方天气的大范围扫描，也就是显示位于和低于飞行轨迹的天气云团。在前方天气不明朗或显示出乎意料的天气时，为了判明情况，机组可以暂时使用人工天线俯仰调节以确认天气是否与飞行轨迹有潜在冲突。 增益 当MULTISCAN选择器设置到AUTO时，必须使用人工增益选择（+8）。 可以人工调谐增益以探测在ND上显示红色的云团的最强部分。如果缓慢地降低 增益，红色区域（3级回波）缓慢变成黄色区域（2级的回波），同时黄色区域变 成绿色区域（1级）。云团最后转为黄色的部分是最强区域。 然后，增益必须重新设置到+8。 模式 操作模式有WX，WX+T，TURB，MAP。 WX+T或TURB模式是用来探测湿颠簸区域，TURB模式探测在40海里内的湿颠 簸，并且不受增益的影响。TURB模式被用于区分颠簸和强降水。 GCS
中国气象局第7号令《气象探测环境和设施 保护办法》 第一条为了保护气象探测环境和设施，保证气象探测工作的顺利进行，确保获取的气象探测信息具有代表性、准确性、比较性，提高气候变化的监测能力、气象预报准确率和气象服务水平，为国民经济和人民生活提供可靠保障，根据《中华人民共和国气象法》，制定本办法。 第二条本办法适用于中华人民共和国领域和中华人民共和国管辖的其他海域内气象探测环境和设施的保护。 第三条本办法所称气象探测环境，是指为避开各种干扰保证气象探测设施准确获得气象探测信息所必需的最小距离构成的环境空间。 本办法所称气象探测设施，是指用于各类气象探测的场地、仪器、设备及其附属设施。 第四条国务院气象主管机构负责管理全国气象探测环境和设施的保护工作。 地方各级气象主管机构在上级气象主管机构和同级人民政府的领导下，负责管理本行政区域内气象探测环境和设施的保护工作。 设有气象台站的国务院其他有关部门和省、自治区、直辖市人民政府其他有关部门按照职责，做好本部门气象台站的探测环境和设施的保护
工作，并接受同级气象主管机构的指导、监督和行业管理。 其他有关部门按照职责，配合气象主管机构做好气象探测环境和设施的保护工作。 第五条国家依法保护气象探测环境和设施。 任何组织和个人都有保护气象探测环境和设施的义务，有权检举侵占、损毁和擅自移动气象探测设施和破坏气象探测环境的行为。 第六条各级人民政府及有关部门应当加强对气象探测环境和设施保护的宣传教育，树立全民保护气象探测环境和设施的意识。 对在保护气象探测环境和设施工作中作出贡献的单位和个人，给予奖励。 第七条本办法保护以下气象探测环境和设施： (一)国家基准气候站、国家基本气象站、国家一般气象站、自动气象站、太阳辐射观测站、酸雨监测站、生态气象监测站（含农业气象站）的探测环境和设施； (二)高空气象探测站（包括风廓线仪、声雷达、激光雷达等）的探测环境和设施； (三)天气雷达站的探测环境和设施； (四)气象卫星地面接收站（含静止气象卫星地面接收站、极轨气象卫星地面接收站）、卫星测控站、卫星测距站的探测环境和设施； (五)大气本底台站、沙尘暴监测站、污染气象监测站等环境气象监测
美国气象部门实际使用气象雷达的历史 第一部分 新一代气象雷达出现之前时期 摘要 文章叙述美国军事和民用气象部门使用风暴监视雷达的历史。全文分两部分，本文是第一部分。有关雷达在气象学方面的研究已有很长历史而且很有成效。然而已有过详细介绍。所以本文和第二部分通过介绍最初两台多普勒气象雷达，重点论述实用雷达气象学自从第二次世界大战中形成以来的发展历史。本文介绍新一代气象雷达出现之前这一时期的历史。本文附录介绍全文涉及到的大多数雷达的主要技术特性，这都是作者曾掌握的。 1.前言 本文和第二部分叙述美国气象部门实际使用风暴监视雷达的历史。这是根据几位曾在不同时期参加或领导过实用气象雷达计划的人员的经验编写的。 使用雷达来进行气象观测是在二次大战时期对雷达技术进行广泛研究结果而发展的。对这些早期发展的历史以及雷达气象学研究方面的历史，希兹费尔特(Hitsfeld 1986)、阿特拉斯(Atlas 1990)、罗格(Rogers)与史密斯(Smith 1996)等人已进行详细论述。比尔格(Bilger)等人(1962)和比尔格(1981)总结了当时称作美国气象局所进行的气象雷达计划的历史和状况。本文对这些资料进行了修改和补充。本文还讨论了由目前气象业务部门所进行的蜒究工作。从这些研究线索已找到实用雷达气象学的实际使用途径或者已经给它带来了很大效益。这里我们主要集中在风暴探测雷达的应用历史，以便于实际应用，例如对强风暴的识别。 由于文章长度所限，除广泛使用着的单多普勒晴空风测量技术外，我们不讨论云层探测雷达，风廓线和大多数其它的应用。气象雷达在商业上的应用不在本文讨论范围内，乔金森(Jorgensen)和吉尔茨(Gerdes 1951年)举了一个很好的例子。 最初，各种雷达系统由于密级问题，限制了它们在军事气象部门的应用。后来由于它们价格太高和结构复杂，又限制了它们在政府部门、军事和民用气象部门中的实际应用。不过后来，由于有了气象雷达系统的远程显示系统，
气象雷达之演讲稿 老师好，同学们好，我们小组的课题是气象雷达的现状。下面我们将从四个方面阐述我们小组对气象雷达现状的认识。 在这之前要说一说气象雷达的概况。气象雷达是专门用于大气探测的雷达，属于主动式微波大气遥感设备，气象雷达主要用来探测气象状况以及变化趋势，如风、雨、云等，是用于警戒和预报中、小尺度天气系统（如台风和暴雨云系）的主要探测工具之一。 下面进入第一个模块，气象雷达的分类及作用。 测云雷达是用来探测未形成降水的云层高度、厚度以及云内物理特性的雷达。其常用的波长为1.25厘米或0.86厘米。主要用来探测云顶、云底的高度。如空中出现多层云时，还能测出各层的高度。 毫米波测云雷达就是其中的一种，它通常用于识别云的相态，主要用于机场、港口、气象、大气物理研究等部门进行的非降水云和弱降水云探测，可以提供云底高度、云顶高度及云厚等信息，判别云的属性、晕的相态及云滴谱分布等。 然而测云雷达只能探测云比较少的高层云和中层云。对于含水量较大的低层云,如积雨云、冰雹等,测云雷达的波束难以穿透，因而只能用测雨雷达探测。 测雨雷达又称天气雷达，是利用雨滴、云状滴、冰晶、雪花等对电磁波的散射作用来探测大气中的降水或云中大滴的浓度、分布、移动和演变，了解天气系统的结构和特征。测雨雷达能探测台风、局部地区强风暴、冰雹、暴雨和强对流云体等，并能监视天气的变化。据不完全的资料分析．世界上的测雨雷达发展至今，已有上千部之多。而其中以美国英国、日本、法国的发展最为迅速，不仅装备本国，而且出口到世界上的许多国家。 多普勒天气雷达是现如今应用最广泛的测雨雷达。多普勒天气雷达是以多普勒效应为原理测量云和降水粒子等相对于雷达的径向运动速度（叫作多普勒速度）的雷达。它为大气探测；水平风场的结构；垂直气流的结构；某些降水云中粒子直径的分布；特别是比较准确地辨认与龙卷、冰雹、地面危险风等现象相一致的“中气旋”的存在,研究湍流的基本特性和大范围的平均流初提供了前所未有的机会。 多普勒天气雷达包括脉冲多普勒天气雷达和双线偏振多普勒天气雷达。 为了识别降水目标、区分不同的降水类型,人们采用多参数雷达进行天气研究,其中双偏振雷达是人们常采用的技术之一, 它是根据不同的降水粒子对入射电磁波极化散射特性不同对降水类型进行识别和分类的。双线偏振天气雷达对云雨时空变化的连续观测,可明显提高对水成物形成的微物理过程的理解,提高降水强度的估测精度, 改善雷达测量单点和流域的降水强度和降水总量的效果。脉冲多普勒天气雷达是大气探测和天气预报的有力工具，它不仅能够探测云高、云厚、云底高、云内含水量、云中流场径向分量及风暴中的气流和湍流的活动区，而且对300KM的中尺度风暴、强的风切变、冰雹、龙卷、大风等灾害性天气具有实时监测和报警能力。可以广泛应用于机场、部队、油田、林场、盐场、农场、海洋等专业气象台及地区、县、市气象台站并能够在灾害天气预报、气象导航、防灾减灾，农业增产以及辅助军事作业等方面发挥重要作用。 脉冲雷达原理：以一特定频率发射高频能量脉冲时，在同一距离门内接收的不同径向速度目标回波有不同的多普勒频移
预报员试题/卫星与雷达； 极轨卫星：。轨道位置在空间几乎是固定的，高度800——1000千米，绕地球飞行，获取全球资料。 地球同步（或静止）卫星。位于地球赤道上空，高度36000千米左右，与地球自转速度相同，在赤道上空静止不动，因此，也称地球同步轨道卫星。 太阳耀斑：。 在可见光图像上，水面对太阳光的反射有可能使它具有云或浮尘的表现，这一现象称为太阳耀斑。 多普勒效应： 指波源相对于观察者运动时，观察者接收到的信号频率和波源发出的频率是不同的，而且发射频率和接收频率之间的差值和波源运动的速度有关。 下击暴流：能够产生近地面破坏性的水平辐散出流的风暴下部强下沉气流。 云线：带状云系的宽度小于一个纬距叫云线。 阵风锋：雷暴产生的冷空气外流边界的前沿。 雹暴云团以冰雹、大风天气为主的云团。 在云图中，“IR”“VIS”和“WV”分别代表：
C.红外图、可见光图、水汽图 红外云图的波长区间____。 B. 10.5至12.5um 可见光云图的波长区间____。 C. 0.4至1.1um 水汽云图的波长区间____。 A. 5.7至7.1um 红外云图的色调取决于物体________________。 B.表面温度的高低 白天在可见光图像上何处的云趋于更亮些： A.当面向太阳时； 可见光云图的色调取决于物体________________。 A．对太阳光的反照率的大小 水汽图的色调取决于物体________________。 C.水汽含量 一般来说，在( )上，云顶高度越高，则温度越低，云的色调越白。 A. 红外图 进行云识别时最主要因子包括： B.云识别时使用的图像种类； 暗影和高亮度在下面那种情况可观测到？ B.可见光图像上
TDR 43-250 Weather Radar Brussels International Airport Weather Radar System Requirement: Provide low level wind shear detection for a major international airport. In addition, provide weather radar imagery and products for general meteorology and water management. Solution: A Radtec model TDR 43-250 C-band Klystron based weather radar system with a precision offset feed antenna, digital receiver, Sigmet RVP7 signal processor, Sigmet IRIS software and a network of workstations and radar display stations. The following photographs illustrate the system installation. Belgocontrol Antenna & Pedestal Being Setup For Factory Testing
Brussels International Airport Weather Radar System Radome, Antenna and support components prior to lifting into place.
机载气象雷达的原理及常见故障分析 【摘要】雷达的种类繁多，用途各异。机载气象雷达的基本功用是探测航路上的雷暴雨、冰雹、湍流、风切变等恶劣气象区域。机载气象雷 达(WXR)的安全性直接影响整机系统和飞行的安全。机载气象雷达是机载导航系统的重要组成部分，是民航客机上的一种重要导航设备。气象 雷达出现故障极易造成飞机滑回、返航甚至坠毁等事故，因此必须加强对WXR 的维护。本论文通过对机载气象雷达（WXR-700）基本工作原理 的系统性总结，来全面地理解机载气象雷达相关知识，并对常见故障进行了总结、分析。【关键词】机载气象雷达；WXR-700；故障分析 【Abstract】There are many kinds of Radar,their uses are not the same.The basic function of airborne weather radar is to detect the route of thunderstorms, hail, wind shear, turbulence and other bad weather area.The safety of Airborne Weather Radar (WXR) directly affects the whole aircraft system and flight safety.Airborne Weather Radar is an important part of the airborne navigation system is an important navigation equipment of civil airplane. If there is something wrong with Weather Radar,it may easily cause aircraft sliding back,return airport even crashes and other accident,so we must enhance the maintenance of WXR. This article summarizes the working principle of WXR (WXR -700) briefly to understand the related knowledge of WXR,and analysis,summarizes the common faults. 【Key words】Airborne Weather Radar; WXR-700; Fault analysis
1、测定目标的角坐标, 其中包括目标的方位角和仰角。雷达测角的物理基础是电波在均匀介质中传播的直线性和雷达天线的方向性。方向图的主要技术指标是半功率波束宽度θ0.5以及副瓣电平。在角度测量时θ0.5的值表征了角度分辨能力并直接影响测角精度, 副瓣电平则主要影响雷达的抗干扰性能。 2、振幅法测角可分为最大信号法和等信号法两大类。最大信号法测角的优点：1、简单；2、用天线方向图的最大值方向测角，此时回波最强，故信噪比最大，有利于检测发现目标。缺点：1、直接测量时测角精度不很高，约为波速半功率宽度的20%左右；2、不能判别目标偏离波速轴线的方向，故不能自动测角。 3、雷达发射机两种基本形式：单级振荡式发射机：只由一级大功率振荡器产生发射信号，主振放大式发射机：先由高稳固体微波源产生，再经级联的放大电路，形成满足功率要求的发射信号。 单级振荡式发射机的性能特点：简单、经济、轻便；质量技术指标低；产生简单发射波形；主振放大式发射机的性能特点：复杂、昂贵、笨重；质量技术指标高；产生各种复杂发射波形；二者共性：都需要脉冲调制器为其提供大功率的脉冲波。 4、超外差式雷达接收机的主要质量指标：①灵敏度：表示接收机接收微弱信号的能力。灵敏度用接收机最小可检测信号功率(Simin)来表示。制约接收机灵敏度的主要因素是接收机噪声。要提高灵敏度,必须减少噪声电平，同时还应使接收机有足够的增益。②接收机的工作频带宽度：表示接收机的瞬时工作频率范围，频带宽度越宽，选择性越差③动态范围：表示接收机能够正常工作所容许的输入信号强度变化的范围，使接收机开始出现过载时的输入功率Simax 与最小可检测信号功率Simin 之。过载：当输入信号太强时，接收机将发生饱和而失去放大作用。④中频的选择与滤波特性。中频的滤波特性是减少接收机噪声的关键。 ⑤工作稳定性（指环境条件和电源电压发生变化时，接收机的性能受影响的程度。希望影响越小越好）和频率稳定度⑥抗干扰能力：抗有源和无源干扰的能力。⑦微电子化和模块化结构：模块化结构的程度，微电子化程度，减少体积、重量、耗电、成本、技术实现难度。⑧放大量：放大量表示接收机放大信号的能力，接收机必须有足够的放大量，才能使十分微弱的回波信号具有足够的幅度来处理与显示。⑨、保真度：用来表示接收机输出信号波形与输入波形（高频包络）的相似程度。⑩噪声、噪声系数与灵敏度 5、如何提高接收机灵敏度：①降低总噪声系数F0，通常采用高增益、低噪声高放；②接收机中频放大器采用匹配滤波器，以便得到白噪声背景下输出最大信号噪声比；③识别系数M 与所要求的检测质量、天线波瓣宽度、扫描速度、雷达脉冲重复频率及检测方法等因素均有关系。在保证整机性能的前提下，尽量减小M的数值。 6、为提高雷达系统的灵敏度，须尽量减小分辨信号功率S min这就需要：（1）尽可能减小接收机的噪声系数或有效噪声温度（2）尽可能减小天线噪声温度（3）接收机选用最佳带宽 B opt（4）在满足系统性能要求下，尽量减小识别因子M，经常通过脉冲积累的方式减小M 7、混频器作用：将高频信号与本振电压进行混频并取出其差频，使信号在中频上进行放大。 8、雷达系统为了获得大的信噪比一是要尽量减少接收机内部的噪声，二是要增大发射功率。当一个线性的传递函数为信号函数的共轭时，其信噪比将达到最大，这个线性系统叫匹配滤波器。 9、正交鉴相是同时提取信号幅度和相位信息的有效方法。模拟（数字）正交鉴相又称零中频处理。所谓零中频是指因相干振荡器的频率与中频信号的中心频率相等（不考虑多普勒转移），使其差频为零。零中频处理既保持了处理时的全部信息，同时又在视频实现，因而得到了广泛应用。 10、数字正交鉴相三种方法：数字混频低通滤波法、数字插值法、Hilbert变换法 11、应用广泛的频率源：直接合成频率源、间接合成频率源、直接数字合成频率源 12、天线作用：测角、波束扫描和目标跟踪、测高。 13、雷达天线的基本参量：（1）辐射方向图（包括波束宽度、副瓣电平）（2）增益（有效孔
第2章气象卫星与多普勒天气雷达 1 气象卫星资料接收 1．1 乌鲁木齐气象卫星地面站 乌鲁木齐气象卫星地面站（以下简称卫星地面站），是中国气象局国家卫星气象中心下属的三个国家级地面接收站之一。是集实时业务、气象卫星工程建设、科研开发于一体的科 图3.2.1 乌鲁木齐气象卫星地面接受站 技单位。主要任务是：承担中国风云系列和国外气象卫星资料的接收、处理和传输任务，开发利用卫星遥感资源为地方经济建设服务。 从1988年到2002年执行《风云一号》A、B、C、D四颗卫星发射后的资料接收任务。1994年建成《风云二号》乌鲁木齐测距副站，执行测距业务。2000年完成黑山头站区工程建设，2001年投入业务运行。
气象卫星资料不仅用于气象监测，还广泛地用于对资源、环境、灾害的监测，为有关部门提供信息，与国外进行卫星资料的交换，社会效益和经济效益明显。 1．2 新疆遥感中心气象卫星遥感部 2001年，“新疆遥感中心气象卫星遥感部”设立在乌鲁木齐气象卫星地面站，受新疆维吾尔自治区气象局领导，同时在新疆遥感中心的统一部署、协调下，承担新疆气象、环境、防灾减灾及相关领域遥感理论、遥感技术、遥感应用和产业化服务等方面的综合性研究项目。 1．3 极轨业务系统 极轨业务系统主要承担中国FY1系列和美国NOAA系列极轨气象卫星的接收任务，24小时实时接收极轨气象卫星过境下发的实时资料和延时资料，并传输至国家卫星气象中心及用户。 ⑴通过每日卫星下发的精轨根数计算出当日卫星过顶时间，并与中心下发时间表核对确定当日接收的轨道； ⑵运行控制服务器将本日需接受轨道的参数按一定的接收策略分别传递各接收机的运行控制微机； ⑶在每一条轨道接收时间到来前，运行控制微机按照轨道参数计算出天线运行轨迹并自动接收卫星下传的信号； ⑷接受到的云图信息由文件服务器择优拼接并自动经光纤以FTP方式传输到卫星中心； ⑸将云图信息通过网络，迅速传到新疆维吾尔自治区气象局遥感中心； ⑹通过小规模地球站（VSAT）向全国小站以广播方式及时发送最新的云图资料。（2004年已不运行，将来采用DVBS方式） 1．4 静止业务系统 卫星地面站担负着卫星发射任务中的3点测距任务。三点测距分系统是FY–2号静止气象卫星地面应用系统重要的组成部分之一，三点测距系统由北京主站和乌鲁木齐、墨尔本（或广州）两个副站组成，主站向卫星发送测距信号，主站测量发出信号与返回信号之间的时延，可以求出从卫星到三个测距站之间的距离。经过电离层对电波折射的修正可准确地确定卫星所在的位置。FY–2号静止气象卫星每天进行4次三点测距作业。 1．5 网络通讯 卫星地面站接收的气象卫星资料，通过专用的通讯网络传输至国家卫星气象中心和新疆维吾尔自治区气象局。首先，运控微机将接收任务时间表分发到每台接收计算机，接收机根据时间表完成气象卫星资料的接收，然后将接收的资料发送到文件服务器。文件服务器对资
大气科学专业（大气探测方向）培养方案 一、培养目标 本专业培养具有扎实的大气科学基本理论、专业知识和专业技能，能够在大气探测、 大气物理、大气环境、气象学、气候学、应用气象和相关学科从事科研、教学、科技开发 及相关管理工作的高级专门人才。 二、培养要求（培养规格） 本专业学生主要学习大气科学等各方面的基本理论和基本知识，受到科学思维与科 学实验（包括野外实习和室内实验）等方面的基本训练，具有良好的科学素质，具有利用 现代电子信息技术、气象雷达和气象卫星遥感技术进行大气科学基本业务、科学研究、理 论分析、数据处理和计算机应用的基本技能。具有较强的知识更新能力和广泛的科学适应 能力。 1系统地掌握本专业的数学、物理、电子技术、计算机等基础理论和基本知识； 2、具有扎实的大气科学基础理论和实验技能，掌握现代大气探测和遥感技术和分析方法； 3、了解相近专业的一般原理和方法； 4、了解国家科技发展、环境保护、知识产权、专业服务等有关政策和法规； 5、了解大气科学及相关学科的理论前沿和发展动态，具有研究、开发新系统、新技术的初步能力； 6、掌握文献检索、资料查询的基本方法，具有一定的科学研究和实际工作能力。 三、主干学科：大气科学 四、主要课程、核心课程和特色课程 1）主要课程：数字电子线路、大气物理学、天气学、电路分析基础、天气学分析、气象统计方法、现代大气探测学、气象观测仪器检定与维护、卫星气象学、雷达气象学、模拟电子线路、雷达原理和信号处理、动力气象学、气象卫星资料的多学科应用、中尺度气象学、中尺度数值模拟与预报、大气激光探测、专业英语、电磁场理论、嵌入式系统设计、信号与系统、数字信号处理、微波技术与天线。 2）核心课程：计算机基础、大气科学概论、线性代数、概率统计、高等数学、大学物理、Fortran语言程序设计、大气物理学、天气学、天气学分析、现代大气探测学、雷达气象学、卫星气象学、雷达原理和信号处理、信号与系统。 3）特色课程：卫星气象学、雷达气象学、气象卫星资料多学科应用。
1多普勒天气雷达原 理与应用
第六部分 多普勒天气雷达原理与应用（周长青） 我国新一代天气雷达原理；天气雷达图像识别；对流风暴的雷达回波特征；新一代天气雷达产品 第一章 我国新一代天气雷达原理 一、了解新一代天气雷达的三个组成部分和功能 新一代天气雷达系统由三个主要部分构成：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 ）。 二、了解电磁波的散射、衰减、折射 散射：当电磁波束在大气中传播，遇到空气分子、大气气溶胶、云滴和雨滴等悬浮粒子时，入射电磁波会从这些粒子上向四面八方传播开来，这种现象称为散射。 衰减：电磁波能量沿传播路径减弱的现象称为衰减，造成衰减的物理原因是当电磁波投射到气体分子或云雨粒子时，一部分能量被散射，另一部分能量被吸收而转变为热能或其他形式的能量。 折射：电磁波在真空中是沿直线传播的，而在大气中由于折射率分布的不均匀性 （密度不同、介质不同），使电磁波传播路径发生弯曲的现象，称为折射。 2 /3730/776.0T e T P N +=波束直线传播 波束向上弯曲波束向下弯曲000=> 雷达波长，K 表示与复折射指数有关的系数，C 为常数，之决定于雷达参数和降水相态。 四、了解距离折叠 最大不模糊距离：最大不模糊距离是指一个发射脉冲在下一个发射脉冲发出前能向前走并返回雷达的最长距离，Rmax=0.5c/PRF, c 为光速，PRF 为脉冲重复频率。 距离折叠是指雷达对雷达回波位置的一种辨认错误。当距离折叠发生时，雷达所显示的回波位置的方位角是正确的，但距离是错误的（但是可预计它的正确位置）。当目标位于最大不模糊距离（Rmax ）以外时，会发生距离折叠。换句话说，当目标物位于Rmax 之外时，雷达却把目标物显示在Rmax 以内的某个位置，我们称之为‘距离折叠’。 五、理解雷达探测原理。 反射率因子Z 值的大小，反映了气象目标内部降水粒子的尺度和数密度，反射率越大，说明单位体积中，降水粒子的尺度大或数量多，亦即反映了气象目标强度大。 反射率因子（回波强度）： ?=dD D D N Z 6)( 3 60/1m mm Z = 即反射率因子为单位体积内中降水粒子直径6次方的总和。 意义：一般Z 值与雨强I 有以下关系： 层状云降水 Z=200I1.6 地形雨 Z=31I1.71 雷阵雨 Z=486I1.37 新一代天气雷达取值 Z=300I1.4 六、了解雷达资料准确的局限性、资料误差和资料的代表性 由于雷达在探测降水粒子时，以大气符合标准大气情况为假定，与实际大气存在 一定的差别，使雷达资料的准确度具有一定的局限性，且由于雷达本身性能差异及探测方法的固有局限，对探测目标存在距离折叠及速度模糊现象，对距离模糊和速度模糊的处理等，均增大了雷达资料的误差。虽然如此，由于径向速度是从多个脉冲对得到的径向速度的平均值，为平均径向速度，雷达反射率因子通过对沿径向上的四个取样体积平均得到的，其径向分辨率相当于四个取样体积的长度，这也使雷达探测的资料具有一定的代表性。 第二章 天气雷达图像识别 一、掌握多普勒效应 多普勒效应为，当接收者或接受器与能量源处于相对运动状态时，能量到达接受者或接收器时频率的变化。多普勒频率，是由于降水粒子等目标的径向运动引起的雷
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