雷达回波的识别技术课件.ppt

1、电子版（第二版）电子版（第二版）第五章第五章 雷达产品与算法雷达产品与算法p5.1 5.1 基本产品基本产品p5.2 5.2 一些算法简单的重要导出产品一些算法简单的重要导出产品p5.3 5.3 风暴单体识别与跟踪算法及其产品风暴单体识别与跟踪算法及其产品p5.4 5.4 冰雹指数产品及其算法冰雹指数产品及其算法p5.5 5.5 降水算法及其产品降水算法及其产品p5.6 VAD5.6 VAD风廓线算法风廓线算法p5.7 5.7 中气旋中气旋(M)(M)和龙卷式涡旋特征和龙卷式涡旋特征(TVS)(TVS)算法与产品算法与产品第五章第五章 雷达产品与算法雷达产品与算法p5.1 5.1 基本产品基本

2、产品p5.2 5.2 一些算法简单的重要导出产品一些算法简单的重要导出产品p5.3 5.3 风暴单体识别与跟踪算法及其产品风暴单体识别与跟踪算法及其产品p5.4 5.4 冰雹指数产品及其算法冰雹指数产品及其算法p5.5 5.5 降水算法及其产品降水算法及其产品p5.6 VAD5.6 VAD风廓线算法风廓线算法p5.7 5.7 中气旋中气旋(M)(M)和龙卷式涡旋特征和龙卷式涡旋特征(TVS)(TVS)算法与产品算法与产品第五章第五章 雷达产品与算法雷达产品与算法雷达产品雷达产品 CINRAD雷达系统提供了较高灵敏度及较高分辨率的反射率因子、平均径向速度及谱宽三种数据，在RPG中基数据经过算法处

3、理可形成39个种类的分析产品。雷达产品分为：n基本产品是指由基数据直接形成的不同分辨率和数据显示级别的l 反射率因子反射率因子l 平均径向速度平均径向速度l 谱宽谱宽n导出产品是指经过RPG中的气象算法处理后得到的产品。其中重要的算法有：l 风暴单体识别与跟踪算法(SCIT)、l 冰雹探测算法(HDA)、l 中气旋探测算法(MDA)、l VAD风廓线算法l 降水算法(PPs)等，相应的产品有：l 风暴跟踪信息(STI)、l 冰雹指数(HI)、l 中气旋(M)、l VAD风廓线(VWP)、l 1小时累积雨量、3小时累积雨量以及风暴总降水等。l 此外还有大量由较简单的算法导出的产品，常用的有相对风

4、暴径向速度图、垂直累计液态水含量、风暴顶、组合反射率因子、强天气分析、相对风暴径向速度区等 CINRAD-SA型雷达数据流，由RDA的数字化基本数据经过RPG中的各种 算法生成一系列的产品，通过PUP终端显示产品CINRA-SACINRA-SA型新一代天气雷达产品清单型新一代天气雷达产品清单 基本产品展示的最大范围和算法应用到的范围5.15.1基本产品基本产品n 1.1.反射率因子（反射率因子（R R）最高显示分辨率为最高显示分辨率为1km1km，指波束宽度为，指波束宽度为1 1，分辨距离为，分辨距离为1km1km大气的体积。大气的体积。为了生成这样的数据，对来自为了生成这样的数据，对来自4

5、4个相接的距离库个相接的距离库(分辨率为分辨率为250m)250m)的回波功率的回波功率取平均。然后这个平均功率在取平均。然后这个平均功率在RDARDA中转换为中转换为dBZdBZ。基本数据产生后便通过宽带。基本数据产生后便通过宽带通信线路输送到通信线路输送到RPGRPG。反射率因子描绘一个完整的。反射率因子描绘一个完整的360360方位扫描的回波强度方位扫描的回波强度数据，对一个体积扫描中每个仰角都可得到。数据，对一个体积扫描中每个仰角都可得到。产品是以极坐标形式显示的。对产品是以极坐标形式显示的。对230 km230 km的显示范园，分辨率是的显示范园，分辨率是1 11km1km；对对46

6、0 km460 km的显示范围，分辨率是的显示范围，分辨率是1 12km2km或或1 14km4km，并且产品有，并且产品有8 8或或1616个反个反射率因子级别区间。射率因子级别区间。分辨率为分辨率为0.54 nm(1 km)0.54 nm(1 km)时反射率因子产品的例时反射率因子产品的例子子分辨率为分辨率为1.1 nm(2 km)1.1 nm(2 km)时反射率因子产品的例子时反射率因子产品的例子分辨率为分辨率为2.2 nm(4 km)2.2 nm(4 km)时反射率因子产品的例子时反射率因子产品的例子 在过去在过去5050多年中，反射率因子产品多年中，反射率因子产品直直作为雷达的标准输

7、出，至今仍然是最有用处作为雷达的标准输出，至今仍然是最有用处的一种产品的一种产品.例如，雷达操作者依靠反射率因子产品确定回波的强度，确定风暴的结构和强弱以及强降雨(雪)带。反射率因子随时间的变化是一种用来确定降水回波的移动以及未来趋势的极好工具。回波强度是增强了还是减弱了，降水何时开始、何时结束。所有这些问题的答案都可以从反射率因子产品中获得。由于新一代大气雷达的灵敏度有很大的增强，因此一些非降水特征，例如风暴出流边界、边界层辐合线等造成的窄带回波、云、鸟、烟羽等回波也会显示出来。基本反射率因子产品图基本反射率因子产品图2.2.平均径向速度平均径向速度 平均径向速度(mean radial v

8、elocity)表示整个360方位扫描的径向速度数据，在采样的每个仰角都可得到。产品以极坐标形式显示。对于最高分辨率10.25km，显示范围是60 km；10.5km分辨率，显示范围为115km；对分辨率11km，显示范围为230 km。0.25km分辨率产品显示所有10.25km的资料。对于0.5km分辨率产品显示两个连续0.25km数据的第一个。而对于1km分辨率产品则显示四个连续的0.25km分辨率数据的第一个。与反射率因子产品类似，速度产品同样有8或16个两种数据级别区间。因此共有共有6 6种产品种产品。其中最常用的是27号产品，其径向分辨率为1km，显示范围230 km。平均径向速度

9、产品图平均径向速度产品图 基本径向速度的应用基本径向速度的应用1)决定径向速度的量值：可以确定相对于地面的风速作为警报和预报的输入。2)大气结构：确定径向速度型以导出大气结构。风速随高度顺时或逆时针旋转可以确定暖空气或冷空气平流。根据基本速度产品可以容易地确定低层或中层急流。3)风暴结构：确定径向速度型以导出风暴结构。气旋性旋转和反气旋性旋转、风暴顶辐散、由下击暴流造成的地表辐散都可以由基本速度产品确定。4)高空风分析图：速度数据可以帮助产生、调整和更新高空风分析图。可以确定风廓线以更新高空风分析图，反映两次探空间隔期间可能发生的任何变化。5)确定边界：速度数据可以展示沿着边界(指密度不连续面

10、)的辐合。此外，许多边界(密度不连续面)可产生非常弱的反射率因子回波。一是垂直于雷达波束的风的平均径向速度被表示为0；二是距离折叠和不正确的速度退模糊。距离折叠发生在系统不能区分返回能量是来源于最近发射的脉冲还是由更远的目标物返回的以前脉冲(称“第二程”，“第三程”等回波)。如果由于多程返回而使二个回波重叠，速度数据就被指定在较强回波的距离上。平均径向速度产品的两点局限性：3.3.谱宽谱宽 谱宽表示360方位扫描的谱宽数据，每个采样仰角都可得到。产品以极坐标形式显示，分辨率及相应的显示范围与平均径向速度相同，但仅有8个数据级别。它可提供由于风切变、湍流和速度样本质量引起的平均径向速度变化的观测，也可用来确定边界(密度不连续面)位置、估计湍流大小及检查径向速度是否可靠。注意接近噪声阈值的弱信号返回将导致不规则的谱宽数据。基本谱宽产品图基本谱宽产品图 基本产品中最有用的是反射率因子和径向速度产品。他们是利用雷达识别降水天气系统的核心数据。降水天气系统的识别和预警技术也主要建立在反射率出于和径向速度结构的基础之上。到目前为止，导出产品只能起到提示和参考的作用。