基于物理模型的双极化多普勒天气雷达回波模拟

利用降水回波的物理特性模拟回波,可以为天气雷达提供接近真实的测试信号,节省了天气雷达研发、维护的时间和成本。双极化天气雷达测量降雨的理论依据于水滴是扁椭球形。雨滴大小采用指定的Marshal-Palmer分布描述,并且其均匀分布于由雷达参数所决定的雷达分辨率体积内,回波信号就是所有雷达分辨率体积内散射电场的叠加。通过分析双极化天气雷达回波特性,建立回波的数学模型。该模拟方法的输入是雨滴参数、标准天气雷达参数、风速和角度值。输出参数是I、Q回波的电压形式,该模型有效地模拟了降水散射体的回波,也表明基于空间物理特性的双极化天气雷达模拟是能够实现的。

基于卫星与双极化多普勒天气雷达的湖南中部地区一次极端暴雪应用分析

基于风云二号卫星红外云顶亮温(TBB)资料和双极化多普勒天气雷达资料,并结合区域自动气象站观测数据、NCEP再分析数据,对2022年2月22—23日湖南发生的极端暴雪过程进行诊断分析。结果表明:(1)一条维持在成熟阶段的西南—东北向云带中镶嵌的中β尺度云团持续经过形成类似列车效应的传播,是造成本次极端暴雪过程的主要原因,极端暴雪落区主要位于TBB<-30℃冷云团边缘梯度最大处。(2)双极化多普勒天气雷达相关系数、反射率因子以及差分反射率等产品,对融化层高度以及大气中降水粒子属性的识别和判断均有较好的指示性,其中相关系数为0.80~0.97,基本符合融化层特征。(3)多普勒雷达风廓线产品对雨雪相态转变以及降雪加强有一定指示意义,该产品能反映出降雪发生前2.4 km高度形成的稳定垂直风切变,以及降雪加强时1.2 km高度东北急流增强、3 km高度西南急流增强、2.4 km高度垂直风切变增大,其中2.4 km高度垂直风切变稳定持续十多个小时为此次极端暴雪过程提供了有利于不稳定层结建立与维持的动力条件,而此次过程雨雪转换快且积雪深度大主要是降雪前期低层较为干冷所致。

我国地基天气雷达技术系统发展介绍

回顾了我国天气雷达从常规雷达发展到单极化多普勒,再到双极化多普勒,雷达获取目标的参数信息更加丰富的过程。分析了常规、单极化多普勒、双极化多普勒雷达工作原理及其产品信息。对于我国新一代S、C和X波段的天气雷达性能进行了研究对比。阐述了毫米波段多普勒测云雷达工作原理及其产品。对新一代天气雷达网进行了分析及展望,双极化将是我国天气雷达网升级改造趋势,为弥补新一代天气雷达探测盲区,小型移动电扫描雷达也是一种辅助主雷达网可移动灵活布网的趋势。