雷達回波的識別

楊建明 梁紀忠 馬興武

摘要：大氣中的各種氣象目標和地表上的地物目標都各具有其特有的本質(zhì)，他們在雷達顯示器上的回波也相應的各有其不同的特征掌握這種回波特征。是識別各種目標物的基礎。

關鍵詞：雷達 回波 識別

引言

在雷達的觀測中，我們主要要掌握降水回波的識別和分析。以期取得有關未來天氣演變的信息，以便做出更準確的天氣預報，特別是在目前的預報中，雷達探測是與預報降水和災害性對流天氣的主要工具。一雷達回波的分類

1氣象回波 造成這類回撥的直接原因是云和降水中的凝結物，如水滴、冰晶、雪花等對電磁波的后向散射以及大氣中的溫、壓、濕等氣象要素劇烈變化引起的對電磁波的后向散射。這里回撥是由氣象原因造成的，又可分為降水回波和非降水回波兩種

（1）降水回波 有層狀云降水回波（含雪花）、積狀云降水回波（含陣雨、雷暴、冰雹）和混合性降水回波。

（2）非降水回波。有云的回波、霧的回波和奇異回撥

2 非降水回波。這類回波形成的直接原因是來自地物、飛機、鳥類等非氣象目標對電磁波的散射。以及由于雷達的性能而引起的虛假回波。這種回波有地物回波、超折射回波、同波長干擾回波

二氣象回波的識別

根據(jù)幾年來的回波圖像和觀測經(jīng)驗，氣象回波目標物回波特征的判定，在平面位置顯示器上，主要的根據(jù)是：回撥水平尺度的大小;回波結構的密實程度;回波輪廓的清晰程度;回波的形狀;回撥的排列形式;回撥隨時間變化的快慢程度;以及加適當衰減后是否有亮度等。另外，在距離回波顯示器上，主要的根據(jù)是：回波頂?shù)母叨取⒑穸纫约盎夭ǖ撞渴欠窠拥?回波形狀;回波柱的寬窄;強回波的高低大小;回波強度和強度梯度;回撥的陡直和傾斜，在距離顯示器上，降水回波的主要特征是迅速跳動等。

1 降水回波

（1）層狀云降水回波 層狀云降水在雷達上顯示出的回波，一本范圍較大，邊緣模糊不清晰，結構比較均勻，有時呈大的片狀結構和絲條狀結構，回撥區(qū)內(nèi)無明顯的塊狀結構，層狀云降水回波的移動和變化比較緩慢，其回波的強度一般不太大。

（2）積狀云降水回波 積狀云降水回波通常由許多分散的回波單體所組成，這些回波單體隨著不同的天氣過程排列成帶狀、離散狀和其他形狀。單體的水平尺度從幾公里到一、二十公里，也有更大些的。單體的結構密實，邊界清晰，棱角分明，回波強度較強。在一些尺度較大的單體中。經(jīng)衰減雷達接收機增益后。往往還可看到幾個尺度小一些的強核。積狀云降水回波發(fā)展的比較高，一般都在6-7公里以上，發(fā)展強烈的常超過十公里，個別特別強烈的，雷達曾觀測到超過二十公里。

積狀云降水回波生消變化很快。因此，用雷達觀測回波單體的變化、移動時，時間間隔不能太長，否則無法辨認所追跡的回波單體。

（3）混合型降水回波 混合型降水是指層狀云和積狀云混合在一起的降水。實際觀測中經(jīng)常遇到這類降水，它往往和一些大型天氣過程相聯(lián)系。

混合型降水的回波常表現(xiàn)為層狀云降水回波和積狀云降水回波的混合。它的特征表現(xiàn)為大片均勻片狀的回波中 ，可以明顯的看到一些塊狀結構的積狀云降水回波。整個回波區(qū)呈現(xiàn)出絮狀結構。混合型降水的范圍大，持續(xù)時間長，累計雨量大，往往造成大面積的強降水。當降水加強時，回撥的結構由片絮狀向塊絮狀轉化，“零度層亮帶”變得不清楚。反之，降水減弱時，回波從塊絮狀變成片絮抓狀、碎絮狀、亮度又變清晰。根據(jù)回波中對流活動的強弱，可以預報未來降水的變化。

（4）雪的回波 片狀和冰晶對電磁波的散射作用比水滴小得多，同時，他對電磁波的衰減作用也小很多，因此，雪的回波較弱。其回撥的結構比層狀云降水的回波松散，邊緣發(fā)毛，不易判斷回波的邊界。另外，雪花本身較輕，在下降過程中易受氣流影響，回波上呈現(xiàn)出不太明顯的絲條狀結構。

2非降水回波

（1）云的回波 已經(jīng)產(chǎn)生降水的云，在雷達熒光屏上，由于云體的回波和降水回波聯(lián)接在一起，云的種類無法從回波結構上區(qū)分，只能根據(jù)回波所在高度來判斷。對于一些還未形成降水的云，由于云滴較小，云內(nèi)含水量也較少，對電磁波的散射作用很弱，一般雷達不易觀察到，通常需要波長很短的雷達或者超高靈敏度的雷達探測研究。

2）霧的回撥 由于霧滴比較細小，回撥非常弱，只有波長較短，靈敏度高的雷達才能觀測到。同時，由于霧伸展的高度較低，雷達只能觀測到很近距離內(nèi)霧的回撥，而近距離內(nèi)地物回波較多，物的回波往往被地物回波所掩蓋。因此，只有范圍較高的平流霧，雷達才有可能觀測到它的回波。

三非氣象回波的識別

非氣象回波有地物回波、飛機和船只等的回撥、海浪回波、鳥類和昆蟲群的回波以及同波長干擾等虛假回波

1地物回波 山脈、丘陵、島嶼、海岸線等高大建筑物等對電磁波有反射作用，能在熒光屏上顯示出回波，這類回波稱為地物回波。地物回波與地物所在的地理位置相一致，一般呈塊狀，個體較小，邊緣輪廓清晰，位置固定不變，觀測中很易判斷。

2超折射回波 在正常的大氣情況下，雷達只能探測到測站四周近距離內(nèi)的地物回波。但是，當大氣中出現(xiàn)逆溫和濕度隨高度迅速減小的情況時，雷達發(fā)射出的電磁波，其傳播路徑就更向地面彎曲，平時探測不到的遠處地面目標，就會反映到熒光屏上來，這種現(xiàn)象稱為超折射。出現(xiàn)超折射回波的區(qū)域能轉移，超折射回波，經(jīng)常與降水回波混雜在一起，可采用識別地物回波的方法將它們加以區(qū)分。

結語

由于雷達能隨時探測一定范圍內(nèi)云和降水的發(fā)生發(fā)展移動和消散等情況，這就為正確的分析和預報天氣系統(tǒng)、天氣現(xiàn)象提供出有用的資料。測雨雷達對各種天氣系統(tǒng)搜索和追蹤，是警戒和監(jiān)測大氣的重要手段，并隨時檢測天氣預報，及時發(fā)布訂正預報。

參考文獻

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[2]陸亞龍，肖功建.氣象災害及其防御.氣象出版社，2001

[3]胡毅，李萍等 應用氣象學 氣象出版社

作者簡介：楊建明，寧夏固原市人，大學本科學歷，現(xiàn)從事氣象觀測工作

六盤山氣象站756000