雷達回波的識別與類型分析

姚維華，于躍，畢明林，劉志鵬

（朝陽市氣象局，遼寧朝陽122000）

雷達回波的識別與類型分析

姚維華，于躍，畢明林，劉志鵬

（朝陽市氣象局，遼寧朝陽122000）

本文講述在雷達開機時對出現的氣象回波怎樣能夠正確識別，同時對降水回波做到正確分析，以及遼西地區各種天氣形勢下的回波特點。

雷達；回波；分析

在雷達探測中，出現的回波是多種多樣的，大致可分為氣象回波和非氣象回波兩類，正確判斷、分析各種回波，是雷達探測工作的主要任務之一。能夠對氣象回波正確的識別不但對人工增雨、人工防雹和短期預報具有重要的意義，而且也能從中獲取有關未來天氣演變的信息和發展規律。但對其他回波也要加以注意，因這些回波的出現，有時也能提供一些有用的情報。

1 氣象回波

形成這類回波的直接因素是大氣中云、降水中的水汽凝結物對電磁波的后向散射和大氣中壓、溫、濕等氣象要素劇烈變化引起的。按其地面是否有降水，還可分為降水回波和非降水回波兩部分。

1.1 氣象回波分類

根據雷達回波結構特征和形狀把降水回波分為以下幾類：層狀云降水、對流云降水、混合型降水回波。

1.1.1 層狀云連續性降水回波 回波的一般特征通常在平顯（PPI）上分布成片比較均勻，面積較大，內部無明顯的塊體。在高顯（RHI）上，結構比較均勻頂部比較平坦沒有明顯的起伏，垂直高度較低，一般在5～6公里左右但隨季節的不同小有變化。另外回波的水平尺度比垂直尺度大得多，降水持續時間較長。通常在華北氣旋、緩行冷鋒系統時出現。

1.1.2 對流云陣性降水 回波在平顯（PPI）上由許多分散的回波單體組成，這些單體隨著不同的天氣系統排列成帶狀、條狀或其他形狀。回波單體結構緊密，邊緣清晰，棱角分明，回波強度強，強度梯度大，回波演變快。在高顯（RHI）上這種回波單體呈柱狀結構，回波頂常呈花菜狀。回波發展一般比較高，多數在6～7公里以上，但隨季節及天氣系統的不同差異會很大，最高可達13～14公里以上，對流云陣性降水包括陣雨、雷雨、冰雹等，常出現在冷鋒、冷渦、地方性熱對流天氣系統上。

1.1.3 雷雨和陣雨回波的區別 雷雨和陣雨都是積狀云降水，其在平顯上均是塊狀回波，在高顯上是很高的柱狀回波。雷雨和陣雨的區別是雷雨有電閃雷鳴，而陣雨沒有。在實際探測中，通常根據回波的外形、水平尺度、強度、結構、垂直尺度差異來進行區分。

1.1.4 從外形結構和水平尺度來區分雷雨和陣雨 雷雨回波結構緊密邊緣清晰，云體內泡體活動明顯，塊體明亮，水平尺度在20公里以上。而陣雨回波結構比較松散，水平尺度小，在10公里左右。

1.1.5 從回波強度區分 雷雨回波強度較強，通常在 40dbz以上。而陣雨回波較弱在30～40dbz之間。

1.1.6 從回波垂直發展高度區分 雷雨回波一般在 10公里左右，而陣雨回波通常在 7～8公里，隨季節不同也有所改變，夏季高于春秋季。

1.2 雷達識別冰雹云

用天氣雷達來識別冰雹云，除了對正在降雹的成熟冰雹云正確判別外，還應對未來可能發展成雹云的對流回波進行觀測和分析判別。這種工作雖然難度較大，準確性相對要小些，但其的預報意義大。

冰雹云的前期階段是積雨云迅速發展的時期，對于單體積云來說，下列一些回波特征應該特別注意：

對流性帶狀回波中的強單體。其中包括冷鋒帶狀回波、特殊地形形成的帶狀回波等。

作特殊運動的對流單體。也就是與當時其他對流單體比較，運動速度特別快，或某個單體向某一個地方輻合，或者運動方向發生明顯的偏轉。

發展演變比較特殊的單體。與當時其它對流單體相比，在強度、尺度、回波高度等方面與其它單體發生合并維持時間較長并得到發展，顯出強大的生命力，極有可能發展成冰雹。

混合型降水：回波常表現為層狀云降水和積狀云降水的混合。從外形看它們象棉絮狀。在平顯（PPI）上其范圍較大，回波邊緣呈現支離破碎沒有明顯的邊界。在高顯（RHI）上回波特征是柱狀回波高低起伏，高峰部分可達到雷雨的高度。絮狀回波常呈現連陰雨的天氣，這種回波出現時降水時間長，累積雨量大時可達到暴雨的程度。

1.3 非降水回波

云的回波：已經產生降水的云，在雷達顯示器上由于云體的回波和降水回波聯結一體，從回波上無法加以區分，只能根據回波所在的高度來判斷哪些是云的回波。

對于一些還未形成降水的云，由于云體內云滴的粒子較小含水量也少，一般厘米波段的雷達不容易觀測到，只有含水量較大的時候，在較近距離內雷達才能觀測得到它。

由于云距地面有一定的高度，只有當天線仰角抬高到適當角度時，并且有一定的強度下，在平顯上才能探測到它。

2 遼西地區幾種主要天氣形勢的回波分析

2.1 華北氣旋回波

此類回波產生在高空槽前，地面蒙古氣旋或東北低壓冷鋒的暖區中，所以回波單體都是自西南向東北移動，回波總

體路徑則前半段向東北移動，后半段若有冷鋒并入則改為東南移，無冷鋒并入，仍向東北移，轉向區域在阜新、黑山、北鎮一帶。

此類回波移速很不均勻，總的來說，達到 25～30公里／小時，發展擴大階段達 30～40公里／小時。

此類回波大部分為中等以上強度的大面積連續性降水，一般維持24小時，有時達 48小時，最短10幾小時。新生階段呈小片分散的陣雨，發展之后變成大片混合型降水，強度在30～40dbz之間，高度一般只有 8～9公里，降水量大。此類回波再生性較明顯，往往一次過程有二、三次以上回波遞補過程。地形是影響此類回波的重要外因條件，但對回波生消變化的內因很少了解，有待今后工作進一步探討。

2.2 東北低壓冷鋒回波

回波形狀：本站所探測到的此類回波70%～80%為帶狀。片狀、分散狀回波較少。但在新生階段分散狀占較多，到達朝陽地區幾乎演變成帶狀，長度大致為250～300公里。對于不同強度的冷鋒來說，弱冷鋒帶狀突出，強冷鋒片狀明顯。

回波性質：東北低壓冷鋒回波 70%～80%都屬陣性降水（陣雨或雷陣雨），即使是大面積連續性降水回波之中，也往往夾有明顯的陣性降水回波。一般是鋒面在朝陽以西時表現為陣性降水，鋒面過朝陽后由于下坡原因，陣性降水回波所占比例減少，連續性降水回波所占比例增加，但仍以陣性降水回波為多，并且雷陣雨的比例較大。

回波走向：東北低壓冷鋒降水回波的走向多數為東北——西南向，少數為北——南向。此類回波一般都是西北向東南方向（90～150）度移動的。對于同一條冷鋒來說，不同的發展階段和在不同的地區移速各不相同；新生階段為10～20公里／小時，發展完整后為 20～25公里／小時，若回波強度少變，則移速較均勻，消失階段移速較快為 25～30公里／小時。

2.3 暖鋒回波

華北氣旋北上的暖鋒回波，以混合性降水為主；當暖濕空氣活躍時，以對流性降水為主；當暖濕空氣不活躍時，以穩定性降水為主，強度較弱，高度隨距離不同高低不等，遠離鋒線的地方較高，一般在 8～10公里，靠近鋒線的地方較低，只有5～6公里。

2.4 河套倒槽回波

在河套附近生成，開始走向西北——東南向，帶狀較寬，在東移過程中，近似東——西向，演變成片狀，以穩定型降水為主，最后回波呈東北——西南向移動。強度中強，移速在20～25公里／小時左右，一般降中到大雨。

2.5 冷渦回波

分散塊狀、絮狀，強度不等，較強的地方能達 50dbz以上，并形成冰雹，高顯上高低不等，一般出現在午后，能持續 3～4天。

3 結語

由于新一代天氣雷達全天候開機，所以能夠及時掌握回波的全部過程。根據不同天氣形勢結合云圖及觀測，通過對雷達回波的識別，特別是把冰雹回波做為雷達觀測的重點之一，對每一次降雹過程進行認真分析總結，進一步對降雹位置、強度和路徑加以探討。從而做到最大限度地發揮天氣雷達在監測和預警災害性天氣方面的特殊作用。

[1]張培昌,杜秉玉,戴鐵丕.雷達氣象學[M].北京:氣象出版社,2001.

P412

A

10.14025/j.cnki.jlny.2016.21.074

姚維華，朝陽市氣象局，工程師，研究方向：新一代天氣雷達技術保障工作。