电波，它在传播过程中和大气发生各种相互作用。如 大气中水汽凝结物（云、雾和降水）对雷达发射波的 散射和吸收，以及散射体积内散射目标的运动对入射 波产生的多普勒效应等。
气象雷达回波不仅可以确定探测目标的空间位置、形
状、尺度、移动和发展变化等宏观特性，还可以根据 回波信号的振幅、相位、频率和偏振度等确定目标物 的各种物理特性，例如云中含水量、降水强度、风场、 铅直气流速度、大气湍流、降水粒子谱、云和降水粒 子相态以及闪电等。
1、应用较为广泛的天气预报
2、交通，能源，航空航天，国防，旅游，医疗，地质等领域的专业 气象服务
3、对严重影响民航安全的风切变，湍流和鸟类危险目标的有效探测 和预警
天气预报
制作天气预报的关键
是雷达回波分析，根 据回波特征判断影响 本区域的天气系统和 回波未来的发展趋势。 右图所示为一台风的 气象云图
高邮市天山镇龙卷的监测预警图
气象雷达发展动向与趋势
多普勒天气雷达是天气雷达发展的方向和趋势 快速扫描技术将应用于天气雷达 加强对多普勒风场反演技术的研究
返回 飞机在较大湍流作业下急 速下坠
鸟击探测
鸟击是指航空 器起降或飞行 过程中与鸟类， 蝙蝠等飞行物 相撞，ICAO （国际民航组 织）将鸟击灾 害定义为A类航 空灾害
我国气象雷达的发 展与建设
早期703、711型电子管体制的天气雷达
早期713、714、716A型半导体化天气雷达 第一代714CD型脉间相参多普勒天气雷达
常见雷达的主要技术参数
测云雷达 测雨雷达 测风雷达 圆极化雷达 调频连续波雷达 气象多普勒雷达 甚高频和超高频多普勒雷达
测云雷达
作用：探测云滴直径较
小，尚未形成降水的低 云和中云，测量其顶部 和底部高度及内部物理 特征
用途：为天气预报，火
毫米波双极化测云雷达
大量使用集成电路、固态电路、可编程信号处理的具
有全相参多普勒功能的现代化的新一代天气雷达
我国研制生产的第一 部703测台风雷达
西沙714雷达台天 线及雷达塔楼外 景图
合肥新一代天气雷 达（CINRAD/SA） 塔楼
784厂LLX06CDR型车载 移动一维相扫平面裂缝 阵天线相控阵天气雷达
新一代天气雷达采用全相参技术体制，即雷达系统的发射信 号、本振信号、相参信号和定时器的触发脉冲具有确定的相 位关系，这样可以通过测量接收回波相位变化得知回波的移 动速度和移动方向，相比常规天气雷达，在测定云和降水回 波强度的同时，应用多普勒技术还可获取大气风场和湍流信 息。
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专业气象服务
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空中交通管制
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地质勘测
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民航中的 应用
。 风切变探测，风
切变是指小尺度 风向或风速突然 改变的航空气象， 其中风速的突变 会给飞机的举升 力带来异常变化， 进而导致机体受 损甚至飞机失事
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湍流
湍流是指微粒速
度偏差较大的气 象目标，速度偏 差越大，湍流越 大，对飞机的安 全威胁越大。
还可利用对流层大气
温度和湿度随高度的变化而 引起的折射率随高度变化的 规律，由探测得到的对流层 中温度和湿度的铅直分布求 出折射率的铅直梯度，并通 过分析无线电波传播的条件 ，预报雷达的探测距离，也 可根据雷达探测距离的异常 现象（如超折射现象）推断 大气温度和湿度的层结。
工作原理的简易原理图
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测风雷达
原理：气球携带回答器
（或反射靶）升空，当 雷达天线对准气球时， 发出询问脉冲，能立即 接收到回答脉冲 特点：探测高度可达 30km，且不受天气条件 限制，但测角精度低于 光学经纬仪，设备庞大 中国气象部门使用的是 国产701测风雷达
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气象多普勒雷达
多普勒效应测量云和降 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
箭、导弹和航天器的发 射与飞行提供必要的气 象资料
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Байду номын сангаас 测雨雷达
又称作天气雷达
原理：利用云雾、雨、
雪等降水粒子对电磁波 的散射和吸收，为探测 降水的空间分布和铅直 结构，并以此为警戒跟 踪降水系统的雷达 常用：国产713雷达 （5.6cm）、714雷达 （10cm）和711雷达 （3.2cm）
新一代多普勒 天气雷达
考虑到不同波 长的雷达对不 同降水探测能 力的不同，以 及建设成本等 因素，中国气 象局计划在全 国建设由S波 段和C波段共 同组成的新一 代多普勒天气 雷达网，由 120多部雷达 组成。
北京市气象局C波段多普勒天气雷达 塔全貌
北京市气象局C波段多普勒天气雷 达产品图（回波强度）
——主讲人：
制作人员：
气象雷达
• 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。 • 常规雷达装置大体上由 定向天线、发射机、接 收机、天线控制器、显 示器和照相装置、电子 计算机和图象传输等部 分组成。
北京市气象局的C波段多普勒天气雷达可以对台风、暴雨等大范围强降 水天气的监测距离大于400并能获取150公里半径范围内的降水区降水及 风场信息，可对150公里半径范围内的降雨进行较准确估测。
北京新一代S波段多普勒天气雷达可以监视半径为400公里范围的地区内 台风、暴雨、飑线、冰雹、龙卷等大范围强降水天气，实现降水预报的 定点、定量、定时化。 南郊S波段天气雷达塔全貌
南郊 南郊 SS 波段多普勒天气雷达 波段多普勒天气雷达产 产品图（回波径向速度） 品图（回波强度）
2006年8月10日温州新一代天气雷达对“桑美” 台风成功进行了无缝隙监测和预警服务。上图 是桑美台风速度场的监测图
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2007年7月3日16时42分江苏省高邮市天山镇发生了龙卷 风，南京新一代天气雷达从16时18分已监测到龙卷风可 能发生的信息，并提前半小时左右发出预警服务。
一些常见的气象雷达
结构 原理 功能 参数等
气象雷达的结构与组成
中国新一代天气雷达是采用相干体制的脉冲多普 勒天气雷达，不仅具有常规天气雷达测定降水粒 子反射率因子Z的功能，它还能测定降水粒子的径
向速度V。 整个雷达系统由以下三部分组成： （1）雷达数据采集子系统（RDA） （2）雷达产品生成子系统（RPG） （3）主用户处理器子系统（PUP） 其结构框图见下图
基本结构框图
各子系统的介绍：
（一）雷达数据采集子系统（RDA）
雷达数据采集子系统是雷达的硬件实体部分 组成： 天线与伺服 定时器与信号源 发射机 接收机 雷达信号处理器（RSP） 监控及标定 （二）雷达产品生产子系统（RPG） 任务：对雷达探测所得到的原始数据进行质量 控制和预处理，形成原始数据文件生成 二次产品，对原始数据和产品数据进行 存档。
功能：设置参数 控制雷达工作状态，扫描方式等 气象产品： 基本数据产品 物理量产品 自动识别产品 风场反演产品 （三）主用户处理器子系统（PUP） 功能：对来自RPG的气象产品进行显示 有选择监视强天气地域能力，并作出报 警在背景地图上显示天气状况从PRG接收 并显示消息。
气象雷达的工作原理
气象雷达通过方向性很强的天线向空间发射脉冲无线