主要内容第一部分绪论第二部分天气雷达探测的基本理论知识 第三部分雷达回波的识别和分析第四部分雷达对中小尺度对流性天气的探测和研究第五部分对大尺度天气系统的探测第六部分雷达定量测量降水第七部分雷达探测新技术及其应用简介课程考核实践教学内容1. 多普勒雷达图像的识别软件掌握利用MICAPS操作系统和PUP操作系统查看雷达图像的方法和步骤2. 暴雨和冰雹等强对流天气的雷达回波识别掌握强对流天气特殊的雷达回波特征，以分析预报强对流天气的发展变化。
第一章绪论1.1 概述1.2 天气雷达发展历史1.3 天气雷达工作原理第一节概述活雷达：蝙蝠在夜间飞行，能捕捉到飞蛾和蝇子。
无论怎么飞，从不与什么东西相撞，即使一根极细的电线，也能灵巧地避开。
蝙蝠的飞行1、雷达及其作用名字：“雷达”是Radio Detection And Ranging缩写Radar的音译,字面上含义是无线电探测和测距。
雷达：是用无线电方法发现并测定空间目标的位置。
用途：从二次世界大战后雷达技术引用到气象部门至今已有50多年历史。
用于探测云、雨、降水、监测强对流天气的天气雷达已成为雷达技术中的一个分支，天气雷达是大气监测的重要手段之一，在突发性、灾害性的监测、预报和警报中具有极为重要的作用。
目前约有1000部以上的天气雷达布设在世界各地，为人类造福。
2、雷达气象学研究的主要内容雷达气象学利用天气雷达，进行大气探测和研究雷达波与大气相互作用的学科，它是大气物理学、大气探测和天气学共同研究的一个分支。
2、雷达气象学研究的主要内容包括基础理论、分析应用、探测方法与技术三部分。
基础理论方面包括云和降水粒子对雷达波的散射；微波经过大气、云和降水粒子时的衰减；气象条件对雷达波传播的影响，如大气折射、大气不均匀结构的散射等。
分析应用方面包括雷达测量降水和云中的含水量；天气系统(特别是中小尺度系统)的雷达回波在天气分析预报上的应用，在云和降水物理探测研究上的应用；多普勒雷达和各种波长的新型雷达在风的水平结构和铅直结构、铅直气流速度、降水粒子谱、晴空回波、大气湍流等的探测研究中的应用。
探测方法与技术方面包括各种天气雷达资料的处理和传输等。
第二节天气雷达发展历史1、雷达气象发展史二十世纪40年代，雷达开始用于降水天气过程的探测，这一时期主要是建立雷达气象学的理论基础的阶段；50年代是从定性研究转入定量研究的阶段，其中包括定量测雨和定量显示反射率，以及对雷达信号脉动、偏振等现象的研究。
50年代后期和60年代初期，许多国家建立了天气雷达站网，促进了雷达气象学的进一步发展。
二十世纪60年代及其以后，雷达气象学在多方面得到了新的发展：天气雷达方程精度的改进；晴空回波在理论研究和探测技术上得到新的进展；由湍流不均匀介质散射理论，给出了散射强度和湍流结构的关系，为大气结构、晴空湍流、大气波动、热对流、大气风场、铅直气流速度等的探测和研究开辟了新的途径。
同时，天气雷达在资料的实时处理和观测结果的传输方面也取得了很大进展，并出现了定量探测的数字天气雷达网。
近二十年来最突出的发展是，多普勒雷达在大气遥感探测和研究工作中的应用，如探测降水云内和晴空大气中水平风场和铅直风场、降水滴谱和大气湍流等。
多普勒雷达还为龙卷的探测和短时间预报提供了有效的工具。
在完成多部雷达联合组网实时定量探测的基础上，可利用雷达测雨的观测资料，结合卫星观测，进行更大范围的降水预报。
2、我国雷达气象发展历史1.常规天气雷达50年代开始使用军事雷达58年引进第一部天气雷达60年代末711X波段2.数字化天气雷达70年代自行生产711、712、71380年代具有数字处理系统的714S波段，并引进多普勒雷达3.多普勒天气雷达90年代已生产出714CD、714SD型脉间相干99年对WSR-88D进行改造，第一部先进的S波段全相干脉冲多普勒雷达CINRAD/CC 3824型《天气雷达发展规划（2001－2015年）》到2008年，完成158部S波段和C波段新一代天气雷达系统的布点建设，形成基本覆盖全国的天气雷达监测网。
到2015年，根据国家经济建设发展需求，在服务重点地区和经济发达地区建设30部左右新一代天气雷达系统，再通过适当数量小型雷达实现对低层风、近地表降水和山区天气现象的地理覆盖，形成精细网格的雷达布局；形成完备的新一代天气雷达综合业务应用系统和支持保障体系，达到对中小尺度天气及暴雨雨量、雨区的定点、定量的预警功能；开展双偏振、相控阵、多基地、多波长、激光、毫米波等先进技术试验，对已建雷达完成双线偏振功能升级改造，新建雷达应采用双线偏振技术。
我国新一代天气雷达建设中国气象局规划将雷达数量由原计划的126部调整为158部，其中S波段雷达87部，C波段雷达71部；因人工影响天气等需求，还打算开展X波段雷达建设。
天气雷达发展历史一般，在沿海地区安装S波段雷达，内陆地区安装C波段雷达，这样可以减少衰减，成本也较小。
S波段雷达与C波段雷达价格相差1倍。
我国雷达建设的原则根据天气现象沿海地区：暴雨台风多，S波段为主内陆地区：一般性降水，C波段为主电磁特性暴雨，S波段穿透能力强，衰减小一般性降水，S波段反射弱，C波段反射强中国气象局颁发了新一代多普勒天气雷达统一型号命名规定：国内独立研制SC ( 714SDN ) CC ( 3830CD ) CD ( 714CDN )CC J( 3830CD J) C波段移动型CINRAD 产品型号，分为两类八种型号中美合资生产SA —S波段增强型SB —S波段标准型CA —C波段增强型CB —C波段标准型1999年安装的第一部多普勒雷达。
天气雷达云雨雷达脉冲多普勒天气雷达双偏振天气雷达实现对降水进行分类与识别双波长天气雷达推测被测粒子的大小多参数天气雷达提供云及降水物的尺寸、相态和类型等信息 双/多基地天气雷达能测出诸如风场的三维矢量、降雨粒子的垂直速度等信息机载天气雷达雷达分辨力、精度和灵敏度好相控阵天气雷达优点很多，是天气雷达的发展方向我国天气雷达的应用天气雷达建设的目的：为防汛抗旱、改善生态环境提供科学依据、为减少自然灾害对农业和林业影响服务。
强对流天气的监测与预警主要灾害：灾害性大风、冰雹和暴洪。
天气尺度和次天气尺度降水系统的监测。
应用：人工影响天气、降水测量、风的测量、数据同化国产的常规气象雷达701测风雷达⏹波长：75cm⏹测角精度：0.15~0.2度⏹探测高空：30km⏹测距精度：80m⏹应用要求：配套气象探空球及信号应答器跟踪风⏹其他：带有温度、湿度和压力传感器711测雨雷达（X波段）⏹国产小型测雨雷达波长：3.2cm⏹天线直径：1.5m⏹探测距离：50km~150km⏹脉冲功率：75kw⏹天线结构：平面抛物面天线（圆和抛物面）⏹其他：配备PPI和RHI合用的显示器⏹全国配备了300余台。
⏹应用场地：气象站、航空港、海港、盐场。
可以用于天气检测和人工降水防雹等。
713测雨雷达（C波段）⏹国产最常用天气雷达⏹波长：5.6cm⏹天线直径：3.7m⏹最大测量距离：400km⏹配备视频信号处理器⏹可以对降水进行测量⏹全国大约120部，各地气象台和气象研究机构714测台雷达（S波段）⏹测台雷达，波长10.7cm⏹天线直径：4m⏹天线增益：36dB⏹最大探测距离：600km。
⏹配备：PPI、RHI合用的显示器，并配备天线罩。
⏹1985年起在沿海用于探测台风和天气警戒。
波长3.2cm 直径1.5m 增益38dB 功率75kW 波长3.2cm直径5.5m,1.1m 功率180kW波长5.6cm 直径3.7m 增益38dB 功率250kW波长10.7cm直径4m增益36dB功率600kW波长11.3cm直径5.7m,2.2m增益38dB功率1MW中国新一代天气雷达美国多普勒雷达组网KMA Radar Sites EEC S-Band Klystron (SEOUL & BUSAN)RADTEC C-Band Klystron (BRI)韩国的多普勒雷达站3、雷达回波形成的机制一是降水粒子的后向散射形成的。
二是由于晴空大气折射指数不均匀产生的后向“散射”或内反射而形成的。
4、雷达气象方程雷达气象方程是定量地表示云和降水的回波强度与有关因子（雷达特性参数、目标距离、云或降水目标的物理性质等）之间关系的方程。
利用雷达气象方程，可以根据回波的强度判断降水区的物理状况，并正确地选择雷达的参数。
部分雷达产品显示大尺度系统台风的内部结构台风艾利登陆长乐雷达福建雷达2004年8月25日16:30第18号台风“艾利”于在福建省福清市高山镇登陆探测中尺度天气系统的内部结构多普勒雷达的风廓线图回波强度图福建长乐雷达的回波强度图福州长乐雷达的强降水回波台风中组合反射率因子的雷达拼图2005年10月2日02时台风“龙王”靠近台湾岛时的组合反射率因子雷达对低空急流的探测天气雷达对垂直风切变的监测径向速度场的探测带状回波或弓形回波径向速度和反射率因子数据用于高分辨率数值预报模式初始场课后习题（1）1、什么是雷达，雷达气象学是那几门学科的综合研究？2、简述新一代天气雷达在我国气象预报业务上的应用。
第三节天气雷达工作原理。