新一代多普勒天气雷达简介

新一代多普勒天气雷达是分析研究中小尺度天气系统,定量估测降水,警戒强对流天气（冰雹,大风、龙卷和暴洪）的有效工具,本文将从多普勒雷达的工作原理,基本组成、性能特点和应用领域几个方面对这一新型的遥感遥测系统做一概要的介绍。     

新一代多普勒天气雷达UPS方案设计一例

本文根据新一代多普勒天气雷达一般安装在野外的现状,提出了一套完整的UPS方案,并就本方案的特点进行了论述。     

旋转变压器在新一代天气雷达中的应用

旋转变压器应用在许多现代工业领域，尤其是在电子电力、自动控制、系统调速和电力生产领域；本文通过对旋转变压器工作原理的阐述，介绍它在新一代天气雷达中的重要作用。     

中国新一代多普勒天气雷达网的建设与技术应用

新一代多普勒天气雷达已成为对灾害性天气监测、预测的重要手段之一，世界上一些发达国家已普遍使用这一技术。我国从1998年开始建设新一代天气雷达网，已将这项工程列入国债资金支持项目。介绍了多普勒天气雷达的技术发展情况，目前我国的建设和应用情况，提出在发展建设中应注意的几个问题，以及未来雷达技术在天气监测中的若干发展和应用领域。     

新一代天气雷达故障分析与日常维护

随着越来越多的新一代天气雷达布网投入使用,雷达机务保障工作就显得尤为重要。对兰州CINRAD/CC雷达经常出现的故障作了归纳,并以常见的故障为例,分析雷达出现故障时应采取的措施及处理方法,并通过近几年的维护经验,对雷达系统及附属设备的日常维护提出了建议。对于雷达技术保障人员以及台站工作人员具有借鉴作用。     

河南省新一代天气雷达年维护内容及分工

为了更好地发挥新一代天气雷达的性能,延长雷达的使用寿命,在业务使用过程中,除按使用说明书正常操作外,还必须对雷达进行良好的维护。雷达的检查保养等维护工作是一项经常性的工作,工作量大而又需细致。除平时在观测过程中发现和处理的一些问题外,大量的保养工作需要通过定期维护来完成。雷达系统的定期维护可分为日常维护、月季度维护、年维护（汛期巡检）三种。为了进一步确保新一代天气雷达系统在业务运行中的技术状态,提高雷达系统的工作可靠性、可用性和到报率,在每年汛期来临前,由省大气探测中心组织巡检组对新一代天气雷达进行一次年维护,年维护过程中,需要对雷达各项参数进行检查和维护,对系统工作状态和主要技术指标作全面的测试和调校。年维护内容包括雷达电系统及相关设施,雷达结构,雷达天馈系统,雷达附属设施,雷达发射机、接收机、信号处理、伺服系统,以及雷达主要测试指标和雷达状态以及关键点波形。对年维护过程中发现的问题及处理过程要在雷达系统状态检修情况说明栏中进行说明,对有关改进的建议在用户意见栏说明。整个维护、参数测试过程最终完成填写有关年维护、巡检记录,对于无法维护和测试项目要在备注栏说明原因。     

多普勒天气雷达单PPI探测强风暴的方法

利用天气雷达准确而快速地识别强风暴一直是进行强天气预警的关键组成部分。针对目前多普勒天气雷达探测强风暴方法在实际应用中存在的问题，提出了利用单PPI资料进行强风暴识别的方法，在综合利用多普勒天气雷达强度场、速度场、谱宽场资料及缩短探测时间方面进行了尝试。应用实际资料进行的效果检验表明：与现有强风暴识别方法相比，单PPI识别方法的结果准确率达87．5％，虚警率为22．2％，同时具有节省探测时间、快速发布警报的优点。     

新一代天气雷达年维护和重要性能参数测试方法

为更好地发挥CINRAD/SC型新一代天气雷达的性能,延长使用寿命,在业务使用中必须定期做好维护工作,而年维护是雷达维护工作的关键。文章根据雷达的结构组成和工作原理,结合多年维护保养工作的经验,总结出一套行之有效的CINRAD/SC型雷达年维护方法,重点介绍了雷达重要性能参数测试的方法。以期为从事新一代天气雷达工作的技术人员提供参考。     

多普勒天气雷达数据质量控制方法探讨

多普勒天气雷达是中小尺度灾害性天气的颓型监测工具,其数据质量直接影响定量气象业务应用的精度。从广州多普勒雷达历史数据的反演分析中发现雷达回波存在明显的数据短缺、异常点、晴空回波等数据质量问题,对此提出了数据短缺插补延长方法、异常点回波处理方法和格网点基础回波处理法。应用GIS实现了流域格网化,通过软件开发实现了流溪河流域雷暴过程的监视。     

双偏振多普勒天气雷达监测雷电的分析

为了更有效开展雷电的实时监测和预警,利用S波段双线偏振多普勒天气雷达回波资料和闪电定位仪数据,对2009年7月初发生在江苏的一次雷暴天气过程进行了分析。在有闪电的回波区,闪电频次峰值出现在水平反射率因子42dBZ处,集中在34~46dBZ之间;闪电频次峰值出现在差分反射率因子ZDR的0.4dB处,主要集中在-0.4~1.4dB;闪电频次峰值出现在差分传播相位常数KDP的1°/km处,集中在0~2°/km附近;闪电频次峰值出现在相关系数ρhv的0.98处,集中在0.96以上。而无闪电回波的偏振参量都明显小于发生闪电回波的值。通过对雷暴回波单体偏振参量随时间变化的分析,发现偏振参量和闪电频次之间有较好的一致性。随着闪电的发生和频次的增加,回波单体的反射率因子ZH、差分反射率因子ZDR、差分传播相位常数KDP都有不同程度的逐步增加。最大时ZH达47dBZ、ZDR达到2dB以上、KDP达到2.5°/km。     

实用有效的校园网防雷方案

针对校园网教工宿舍区接入设备在雷雨季节常遭雷击损坏的问题 ,本文分析了发生雷击的原因 ,讨论了事故的本质 ,根据实际情况 ,设计了一个实用、经济的网络系统防雷方案     

滇西北强对流灾害天气的多普勒雷达回波特征研究

 选取了2006年丽江多普勒天气雷达（CINRAD/CC）投入使用以来观测到的59次强对流灾害天气过程的雷达资料,重点分析了造成短时暴雨和冰雹的雷达各产品特征,初步得出：①触发丽江强对流天气的环境风场;②强回波在雷达速度场中切变类型、分布特征及其与强对流天气的相关关系;③丽江强对流天气初生阶段和旺盛阶段雷达反射率因子形状场、数值场、高度场、垂直累积液态水等指标的特征及其预警临界值;④灾害天气从初生阶段至旺盛阶段回波发展的时间间隔特征.通过分析丰富了丽江周边短时暴雨和冰雹的探测方法,得出部分多普勒雷达研究指标,对滇西北开展灾害性强对流天气的预警预报具有一定的指导作用.     

2008年云南省雷电活动及雷电灾害特征分析

利用云南省2008年雷电定位网监测的地闪资料和全省16个州(市)的雷电灾害资料,对云南省2008年雷电活动及雷电灾害的时空分布特征进行分析.结果表明:2008年云南雷电活动频繁且持续时间较长,滇西南雷电日最多且开始较早结束较晚;2008年全省平均地闪密度值较高,负地闪占绝对优势,正地闪比例随季节呈现先减小后增大特征;负地闪电流的空间分布与密度分布具有负相关特征,正地闪电流表现为北部电流高于南部;雷电灾害的特征是滇西南、滇中为雷电灾害事故和雷灾造成人员伤亡人数最多区域,滇西北最少;雷电灾害事故主要发生在6～9月;5:00～12:00是雷电活动和雷电灾害相对较少时段;16:00～22:00是雷电活动和雷灾频发时段;2008年我省雷电灾害的频繁程度并不完全取决于雷电活动分布、人口密度和经济发展状况,而可能与更多的因素有关.     

多普勒雷达微波发射单元设计

介绍了利用主振放大式雷达发射机来完成多普勒雷达微波发射单元的设计。着重阐述了在多普勒雷达系统中为了满足多功能的要求,并能适应不同的目标环境,采用主振放大式发射机能够得到很高的频率稳定度,并能根据不同情况而自动灵活地选择发射波形。     

Extraction of wind stress from HF radar sea-echo Doppler spectra

A new method for remote sensing wind stress by HF radar is presented, which uses sea state parameters obtained from sea echo Doppler spectra with appropriate inversion technique together with relevant empirical relationship. This method is demonstrated using simulated radar Doppler spectra. Supported by the 863 High Technology Project of China (No. 863-818-01-02) Huang Weimin: born in 1974, Ph. D graduate student     

一种新的多普勒天气雷达回波数据无损压缩

为了解决多普勒天气雷达回波数据传输的实时性以及数据存储的有效性问题,提出了一种基于阶梯量化的多普勒天气雷达回波数据无损压缩新算法。针对天气雷达回波数据的特点,首先对天气雷达回波数据进行预处理,即将雷达回波数据进行格式转换;其次提出了一种阶梯量化方法,并采用MED预测进一步去除数据中的相关性;最后对量化和预测后的回波数据采用LZW编码以实现无损压缩。实验结果表明,新方法较其他方法大幅提高了回波数据的无损压缩倍数,可实现对多普勒天气雷达回波数据的有效压缩。     

秦微1,2,张其林1,2,赖悦1,2,姜苏1,2,陈媛1,2,苏建峰1,2

为了更好的利用闪电资料和雷达回波资料来对雷电进行临近预警,本文以深圳地区2012年4月一次强飑线过程为例,分析该次过程中的闪电活动与雷达回波特征,发现地闪分布与雷达回波强度之间表现出很好的对应关系。因此,本文采用TITAN(Thunderstorm Identification, Tracking, Analysis, and Nowcasting)算法对这次强风暴过程中40dBZ以上的强回波区进行识别、跟踪和外推,并与闪电高密度区域的识别、跟踪和外推结果进行对比分析。结果表明：TITAN算法识别效果理想,且识别结果与单体的发展旺盛程度有关;另外,雷达强回波区和闪电高密度区的外推精度与外推开始时刻、外推时间的长短有关;利用闪电高密度区进行外推时,外推的质心误差小于雷达强回波区的外推质心误差。     

新一代天气雷达速度退模糊算法研究

速度退模糊算法对新一代天气雷达后期数据同化及短时临近预报具有重要影响。针对在高切变和孤立回波情况下速度退模糊出现错误的问题,提出了基于联合切变检测和十字形多尺度窗口的速度退模糊改进算法。首先,采用MDV(Mininum Distance Velocity, MDV)数据预处理方法进行全局数据优化。其次,将当前速度库和参考库的差值与切变阈值相比较,根据对比结果,分别进行切向和径向的退模糊。然后,在远离雷达的孤立回波区域,建立一种十字形多尺度窗口,实现参考库的确定,进而完成全方位的速度退模糊。使用我国新一代天气雷达(CINRAD-SA)在极端天气情况下的实测数据对该算法进行了多次验证。结果表明,在高切变和孤立回波情况下,该算法的速度退模糊准确率较高,优于新一代天气雷达中运行的WSR-88D速度退模糊算法。     

STMAS中雷达反射率数据三维变分同化方案

介绍了在时空多尺度分析系统(STMAS)中以雨水含量作为控制变量,利用Z-qr关系,实现对区域中多部雷达回波强度资料三维变分同化方案,和水汽惩罚项模块方案。方案避免了利用Z-qr关系直接以回波强度或雨水混合比为控制变量会造成一阶导数不连续的问题。实例分析同化后初始场表明,从同化后的雨水混合比反算出来的回波强度与观测结果保持了较好的一致性。以2009年8月的MORAKOT台风个例为例,设计实验来分析本文提出的雷达回波强度资料同化和水汽惩罚项方案效果。结果表明:雷达回波强度资料的同化方案(STMAS方案),提高了降水位置和强度预报的准确性; 加入惩罚项和对雷达回波强度资料的同化模块后(HYDRO方案),削弱了水汽影响并加强了其他物理量的变化,相对STMAS方案,台风总降水增强了,但在强降水区域的降水强度减弱; 相对控制试验,2种方案均改善了降水位置和强度的预报。