天气雷达--中文百科全书

原理

天气雷达多为脉沖雷达，它以一定的重复频率发射出持续时间很短(0.25~4微秒)的脉沖波,然后接收被降水粒子散射回来的回波脉沖。降水对雷达发射波的散射和吸收同雨滴谱、雨强、降水粒子的相态、冰晶粒子的形状和取向等特徵有关(见云和降水粒子的微波散射、云和降水粒子的微波吸收)。因此，分析和判定降水回波，可以确定降水的各种巨观特徵和微物理特徵。在降水回波功率和降水强度之间已建立有各种理论和经验的关系式，利用这些关系，可以根据回波功率测定雷达探测範围内的降水强度分布和总降水量(见雷达测量降水)。

结构

天气雷达由以下几个基本部分组成:发射机──产生高频脉沖，定向天线──发射探测脉沖和接收回波脉沖，按收机──放大回波脉沖信号，显示器──显示气象目标物(如降水区、风暴)相对于雷达的位置、回波强度和结构。天气雷达常用的显示器有 3种:①距离显示器(A显或A/R显)。显示不同距离上气象目标物的回波强度的一种仪器。②平面位置显示器 (PPI)。以雷达站为显示中心，把气象目标物的方位和距离的平视图以极坐标形式显示出来的一种指示仪器。它可反映降水区、风暴等的水準分布。③距离高度显示器 (RHI)。把在给定方位的铅直平面内气象目标物的距离和高度以直角坐标形式显示出来的一种指示仪器。它可反映降水区、风暴等的铅直结构。70年代以后，定量探测的天气雷达还附有小型电脑的数位处理系统。

特点

天气雷达的结构有以下一些特点:①採用对数中频放大器。它可使输出近似正比于输入信号强度的对数，从而保证变化範围比较大的云和降水回波强度都能得到相应的显示。②有距离订正。由于接收功率Pr和距离R的平方成反比(见气象雷达方程)，经距离订正后便可直接比较不同距离上的回波的强弱。③具有影片积分处理器(VIP)。由于降水回波信号具有随机起伏的性质,需要把探测範围分成苦干小区域，对每一个小区域的回波信号进行平均。然后,按回波强度,实现黑白、彩色和数位分层显示。④定量测定降水的雷达已有即时监测雷达参数设备。⑤先进的天气雷达已由电子电脑控製，并由电子电脑处理气象资料，如降水量、气流速度等。