新一代多普勒天气雷达产品教材

1、新一代多普勒天气雷达产品及其在短时天气预报中的应用杨引明上海中心气象台二零零二 . .二目录第一讲：新一代多普勒雷达基本构成及雷达产品生成数据流简介 .(4) 11 基本构成 . . (4) 12 数据采集子系统 (RDA) . . .(5) 1 3 产品生成子系统 (RPG) (7) 14 主用户处理子系统 (PUP) . .(8) 第二讲：雷达基本产品的生成、调阅和应用 . .(9)21 基本反射率因子( R) (10)2 2 平均径向速度( V ) .(12)2 3 速度谱宽( W ) (14)第三讲：由基本反射率因子导出产品的生成、 调阅和应用 .(16) 31 组合反射率因子( CR

2、) .(18) 3 2 组合反射率因子廓线( CRC) (20) 33 反射率因子剖面( RCS) .(22) 34 分层组合反射率因子平均值( LRA ) (24) 35 分层组合反射率因子最大值( LRM ) .(26) 36 弱回波区( WER)(28)3 7 风暴跟踪信息( STI) .(30) 38 风暴结构( SS)(34)39 冰雹指数( HI ) (36) 3 10 回波顶高( ET).(40)311 回波顶高廓线( ETC) .(42) 312 垂直积分液态含水量( VIL ) . (44) 313 强天气概率( SWP) . (46) 314 一小时降水量( OHP) .

3、(48) 315 三小时降水量( THP) .(50) 316 风暴总降水量( STP) (52) 317 用户可选降水量 ( USP) .(54) 318 补充降水资料( SPD) .(56) 319 一小时数字降水阵列( DPA) (58).第四讲：由基本速度资料导出产品的生成、 调阅和应用 .(59) 41 风暴相对平均径向速度图( SRM) (60) 42 风暴相对平均径向速度区( SRR) . (62) 43 平均径向速度场剖面( VCS) .(64) 44 速度方位显示( VAD ) . (80).(66) 45 速度方位显示风廓线( VWP ) (68) 4 6 中尺度气旋( M

4、 ) (70) 47 龙卷涡旋标志( TVS) .(74) 48 组合切变( CS)(78)49 组合切变等值线 (CSC)第五讲：由谱宽资料导出产品其它产品的生成、调阅和应用 . (82) 51 谱宽剖面( SCS) . (83) 52 分层组合湍流平均值( LTA) . (85) 53 分层组合湍流最大值( LTM) . (87) 54 组合矩( CM). (89)55 强天气分析( SWA) (91) 第六讲：新一代多普勒雷达产品在局地暴雨预测和监测中的应用 . (96)(6 1)、暴雨形成的条件 . (96) (6 2)形成暴雨常见的对流回波系统 (96) (6 3) WSR-88D多

5、普勒天气雷达降水探测算法及评估 (97) (6 4)基于 WSR-88D多普勒天气雷达的暴雨监测 .(100) (6 5)个例分析 .(102)第七讲：新一代多普勒雷达产品在冰雹预测和监测中的应用 . (106) (7 1) 利用新一代多普勒雷达产品冰雹监测流程 .(106) (72) 强冰雹概率指数 Hhail .(106)第八讲：新一代多普勒雷达产品在龙卷风预测和监测中的应用 . (108) (8 1) 龙卷风的定义、强度等级和分类 . (108) (8 2) 龙卷风产生多普勒天气雷达资料特征 .(108) (8 3)WSR-88D多普勒天气雷达的龙卷风探测方法 .(110) (8 4)

6、龙卷风的监测和预警流程 .(113) (8 5) 个例分析 .(116)一 . . 新一代多普勒雷达基本构成及雷达产品生成数据流简介与常规天气雷达不同， WSR88D 多普勒天气雷达是全相干脉冲多普勒天气雷 达，它包含三个微机控制的工作单元，每个单元又由若干次级单元组成，为了准确、 合理的操作该雷达，并最有效的使用 WSR88D 多普勒天气雷达产品，对这三个工作 单元、它们的次级单元、以及相互间的数据信号流有一个简要的了解是必要的。11 基本构成WSR88D 多普勒天气雷达由数据采集单元 （RDA ），雷达产品生成单元 （RPG）、 主用户处理单元（ PUP）三部分构成。其中 RDA 产生和发

7、射电磁脉冲，并将接收到的 脉冲信号转换成数据化雷达资料， RPG 通过宽带通信从 RDA 获取数据化雷达资料， 通 过一系列水文气象算法生成雷达产品； PUP通过窄带通信从 RPG 获得气象产品，进行 显示存档，这里也是预报员的业务工作平台。整个 WSR88D 系统结构框图如下：图 1.11.1 WSR-88DWSR-88D 结构框图12 雷达数据采集单元 数据采集单元由天线、发射机、接收机、信号处理器、系统监控及通信等部分组 成，该单元产生和发射电磁脉冲，并将接收到的脉冲信号处理生成数字化基本资料， 在 RPA 单元还完成第一级和第二级资料存档任务（ ARCHIVE LEVEL I， ARC

8、HIVE LEVEL II ）。一、发射机（ Transmitter）WSR88D多普勒天气雷达通过速调管放大器 （Klystron Amplifier ）产生一个相当 稳定的高功率 （ 750 KW peak）10 厘米波长射频脉冲， 然后通过天线收发转换开关送到 天线处向外辐射。为了保证多普勒资料能够精确的从返回信号中提取，对所发射脉冲信号的稳定度 要求很高。、天线（ Antenna）雷达发射机产生的电磁脉冲（ RF）通过天线发射到大气中，并接收电磁脉冲遇到 云雨目标物后返回的能量， WSR88D多普勒天气雷达天线扫描的仰角可从 -1度到 60 度，主要取决于扫描策略 （Scan Stra

9、tegy）、体积覆盖模式 （VCP），操作模式（Operational Mode）三个要素。1扫描策略（ Scan Strategy） 扫描策略决定一个体扫描包含多少个仰角， 以及完成一次体扫描所需的时间， WSR 88D 中有三个扫描策略：Scan Strategy 1：一Scan Strategy 2：一Scan Strategy 3：一个体扫描包含 14个仰角，用时 5 分钟。个体扫描包含 9 个仰角，用时 6 分钟。个体扫描包含 5 个仰角，用时 10 分钟。2体积覆盖模式：（Volume Coverage Pattern） 扫描策略决定了一个体扫描中包含多少个仰角，而体积覆盖模式指定

10、具体的仰角 值（如 0.5、1.5 度等），WSR88D 可包含 20 个不同的 VCP，但目前定义的仅为四个：VCP11：扫描策略 1 版本 1：指定在 5 分钟完成的体扫中 14 个不同仰角（0.5、1.5、2.4、3.4、4.3、5.3、6.2、7.5、8.7、10.0、12.0、14.0、16.7、19.5）VCP21：扫描策略 2 版本 1： 指定在 6 分钟完成的体扫中 9 个不同仰角（0.5、1.5、2.4、3.4、4.3、6.0、9.9、14.6、19.5）VCP31：扫描策略 3 版本 1：指定在 10分钟完成的 5仰角的体扫描中每个仰角 （0.5、1.5、2.5、3.5、4

11、.5），应用于长雷达脉冲。VCP32：扫描策略 3 版本 2：指定在 10分钟完成的 5仰角的体扫描中每个仰角 （0.5、1.5、2.5、3.5、4.5），应用于短雷达脉冲。3操作模式（ Operational Mode），WSR88D 有两个操作模式，降水模式（ Mode A）和晴空模式（ Mode B）。操作模式决定使用哪一种体积覆盖模式和扫描策略：Mode A：降水模式，使用 VCP11或VCP21，相应的体扫描策略为 Scan Strategy 1 14层/5分钟）或 Scan Strategy 2（9 层/6分钟）。Mode B：晴空模式，使用 VCP31或 VCP32，相应的体扫描

12、策略为 Scan Strategy 3 5 层/10 分钟）。三、接收机( Receiver) 当天线接收到从云雨目标物返回的后向发射能量后，将信号传递到接收机，由于 与发射的信号相比，接收到的信号是一个非常小的量，所以当接收信号被送到信号处 理器之前，必须被放大。四、信号处理器( Signal Processo)r 信号处理器从接收机获得模拟信号后，完成三个重要任务，地物杂波抑制，模数 转换和多普勒资料距离退折叠。1地物杂波抑制 气象回波和地物回波的主要区别是地物杂波很少或几乎没有运动，而气象目标物 返回的信号有明显的运动， WSR88D 就利用这个运动作为去除地物杂波的决定 因子。2模数转

13、换 来自于接收机的模拟信号在信号处理器中被处理成三种基本类型的数字信号：基 本反射率因子，基本平均径向速度和基本谱宽。3距离退折叠 在基本速度和谱宽资料中由于不同气象目标物传输路径差异会引起距离折叠， WSR88D 通过与基本反射率因子资料对比对以上两种资料进行距离退折叠。五I、II 级数据记录存档( ARCHIVE LEVEL I 、II)在 RDA 中包含最初的两级数据记录存档。1存档 I( ARCHIVE LEVEL I ) 这一级存档设有存储设备和介质，在信号处理器中自动完成，搜集来自于接收机 的模拟信号。2存档( ARCHIVE LEVEL II )WSR88D 存档收集的资料为信号

14、处理器产生的高分辨率数字基本资料，包括 反射率因子、平均径向速度和谱宽，这些资料未经水文气象算法处理，目前存储的介 质为每盒 4.77GB的 8 毫米磁带。六、宽带通信( Wide Communication)宽带通信提供了 RDA 和 RPG 之间一个高速的双向资料传送连接，依据 RDA 和 RPG 之间的距离以及当地情况，宽带通信连接可采用直接电缆连接，光纤、微波通信 (MLOS)和 TI 方式。上海 WSR88D 采用的是直接的电缆连接。13 雷达产品生成单元雷达产品生成单元( RPG)是一个多任务的单元，经宽带通信从 RDA 采集原始基 本资料，通过各种水文气象算法处理和生成三十多类

15、70 多种气象产品，经窄带通信发 送到用户。 RPG 还是整个雷达系统的控制中心，这里还提供第三级数据记录存档 (ARCHIVE LEVEL III )图 1.21.2 WSRWSR88D88D 气象产品数据流7IV）654M WORM 光盘），可以存储任14 主用户处理单元（ PUP）主用户处理单元（ PUP）是收集、处理和存贮从 RPG 获得的气象产品的软硬件的 总称，由主用户处理器和交互式用户工作站两部分组成。其中PUP 交互式用户工作站由两个高分辨图形监视器，图像板，应用终端和彩色打印机组成，是预报人员显示和 操作 WSR88D 产品的工作平台；主用户处理器连接一个系统终端， 为操作者

16、提供 PUP 软件安装、运行监控等功能。为了方便操作人员异地了解雷达工作状况，在主用户处 理单元还配有远程单元控制面板 （远程 UCP）。此外，PUP 还提供第四级数据记录存档 （ARCHIVE LEVEL IV ）。一、PUP 主要功能气象产品的采集，操作人员通过在 PUP 上设置常规产品集（ RPS）或通过一次性 请求从 RPG 上采集气象产品或信息，也可通过设置警报区域和警报阈值自动从 RPG 采集警报配对产品。气象产品的处理和显示，包括气象产品的显示、放大、动画、产品叠加、地理信 息的叠加以及强天气的自动报警功能等。二、远程雷达控制为了方便操作人员在 PUP 工作单元了解整个雷达系统的

17、工作状态， 实施 RPG远程 关闭、启动操作、以及进行一些异地 RDA 、RPG 故障的诊断、排除等，在 PUP单元 配置远程单元控制面板，远程 UCP通过 9.6K BPS DDN 专线与 RPG相连，其功能与 本地 UCP 完全相同，但 RPG本地 UCP和远程 UCP只能选择其中一个工作。三、第四级数据记录存档（ （ARCHIVE LEVEL 第四级存档记录媒质与第三级存档完全相同（ 何 WSR 88D 多普勒天气雷达产品和信息。二. . 雷达基本产品的生成、调阅和应用WSR88D 产品生成器根据用户要求生成的基本产品有：基本反射率因子产品6种，平均径向速度产品 6种，速度谱宽产品 3种

18、，共计 3类 15种气象产品，如下表：产品范围产品产品号空间分辨率 （海里 *度）资料等级最大探测距离（海里）海里（半径）海里 * 海里基本160.54*18124124反射171.1*18248248率因182.254*116124124子201.1*116248248（R）212.2*116248248平均220.13*183232径向230.27*186262速度240.5413*1163232（V）260.27*1166262270.54*116124124谱宽280.13*183232290.27*186262（W）300.54*1

19、8124124表 2.12.1 WSRWSR 88D88D 基本数据产品这些基本产品比其它导出产品更直观的反映锋面，暴雨等天气尺度和中尺度气象 特征，是预报员进行天气分析过程中最常用的产品。每个产品可显示当前体积扫描覆盖模式所定义的所有仰角资料（如 VCP11 可显示14 个仰角的基本资料）。考虑到以上每类基本产品中的各个基本产品只是空间分辨率和资料等级的不同，书中对各类产品只介绍其中的一种产品（产品号分别为 19. 26. 30）2.1基本反射率因子产品（ R ）图 2.12.1 基本反射率因子产品图 上海）产品介绍上图为 2000年 8月31日 00时 39分0.5度仰角的基本反射率因子产

20、品图，空间 辨率为 0.54 海里*1 度，探测范围 124 海里，资料等级 16层（ 575 dBZ）， 雷达工作 在降水模式 VCP 21，产品代码 19 R，从图中可见 0014号台风（派比安 ）在上海登陆前台 风眼区和外围螺旋雨带。图象右边的信息栏显示了产品生成时间、分辨率、产品代码 等有关图像的一些信息。10生成原理该产品是 4 个连续 0.13nm距离库上雷达后向散射功率平均而成， 这个平均功率在 RDA 被转换成 dBZ ，并形成基本资料，然后径宽带通信送到 RPG，图像上每个像素点 代表了 0.54海里 1 度波束体积内云雨目标物的后向散射能量。可调参数1、每个产品可选择不同的

21、显示仰角：VCP11： 0.5、1.5、 2.4、3.4、16.7、19.54.3、 5.3、6.2、7.5、8.7、10.0、12.0、14.0、VCP21： 0.5、 1.5、2.4、3.4、4.3、 6.0、9.9、14.6、19.5VCP31或 VCP32 ：0.5、 1.5、2.5、 3.5、4.5产品应用1探测降水强度、移动及发展趋势。2识别显著的强风暴结构特征，如弱回波区，回波墙，钩状回波，后向入流等。3识别锋面、飑线等天气学特征。4晴空模式下基本反射率因子产品可以探测诸如飞鸟、昆虫、森林火灾等非降水 特征。产品不足1.资料等级不可修改，晴空模式下最高可显示资料强度为 28dBZ

22、 大小。2.地物回波和超折射回波干扰，抬高仰角一般可区分此类回波3.旁瓣假回波， 发生在高仰角近距离处， 一般仰角超过 19.5 度，该产品不再适用4.产品分辨率随着离雷达站距离的增加而下降。产品调阅目的：在 PUP显示屏上显示最新 1.5仰角的 19R 产品。 操作步骤：在图像板产品区选择 BASE REF 在图像板参数区选择 16 LEVEL 在图像板参数区选择 0.54 NM 在图像板参数区选择 LOWEST ELEVATION 在图像板参数区选择 ELEVATION UP （以上四步也可通过图像板上数字键盘完成选择 ） 在图像板参数区选择 DED ASSOC RPG 在图像板参数区选择

23、 SED RPG REQ 在图像板显示区选择 CLEAR SCREEN QUAD （或 FULL SCREEN） 查看所申请的产品是否显示在屏幕上，否则有错误信息提示112.2平均径向速度产品（ V）图 2.22.2 平均径向速度产品图 上海）产品介绍上图为 2000年 5月 26日 00时 36分 2.4度仰角平均径向速度图，空间辨率为 0.27 海里*1 度，探测范围 62 海里，资料等级 16层（-64 海里/小时64 海里/小时）， 雷达 工作在降水模式 VCP 21，产品代码 26 V，图中正速度（暖色调）表示离开雷达，负速 度（冷色调）表示朝向雷达。从图中可见“ S”型零速度线及两

24、侧的正负速度区 , 当天 为比较一致的西南气流。12生成原理 多普勒雷达采样由于云雨降水粒子相对于雷达的运动而产生多普勒频移，以多普勒效应（ f 2v/ ）为基本原理，计算得到每个 0.13海里 1 度体积内降水目标物的 平均径向速度。然后取两个连续 0.13 距离库上第一个值而成，代表了 0.27 海里 1 度体积内大气云雨目标物相对雷达的运动。可调参数1、每个产品可选择不同的显示仰角。如下：VCP11：0.5、1.5、2.4、3.4、4.3、5.3、6.2、7.5、8.7、10.0、12.0、14.0、16.7、19.5VCP21：0.5、1.5、2.4、3.4、4.3、6.0、9.9、1

25、4.6、19.5VCP31 或VCP32：0.5、 1.5、2.5、3.5、4.52、资料等级：在用户控制单元（UCP）上健入SE， （PASSWORD），VEL 命令，用户可以根据需要任意修改速度产品的资料等级。产品应用1探测地面相对风场，直接服务于警报、研究和预报。 2探测大气结构。可根据风向风速随高度的变化监测各层冷暖平流及中低空急流。 3探测风暴结构。根据平均径向速度图，可识别风场气旋、反气旋，风暴顶或近 地面层的散度等。4制作、调整、更新由探空资料所得的速度矢端曲线。 5降水边界识别，在降水边界区平均径向速度资料表现为辐合区，而在基本反射 率因子场上表现为一个小于 5dBZ 的弱回波

26、区，无法识别。产品不足1距离折叠。当用户关心的区域发生距离折叠，可通过在远程UCP 上调整脉冲重复频率（ PRF）得到改善。2速度模糊。通过在远程 UCP 提高脉冲重复频率（ PRF），可提高最大不模糊速 度。另外在远程 UCP 上及时更新环境风场向量表也是十分重要的。3资料等级不够。当选用 8层资料等级调整到较大速度时， 较小的速度不可表示。 产品调阅目的：在 PUP显示屏上显示最新 0.5仰角的 26V 产品。 操作步骤：在图像板产品区选择 BASE VEL 在图像板参数区选择 16 LEVEL 在图像板参数区选择 0.27 NM 在图像板参数区选择 LOWEST ELEVATION （以

27、上三步也可通过图像板上数字键盘完成选择 ） 在图像板参数区选择 DED ASSOC RPG 在图像板参数区选择 SED RPG REQ 在图像板显示区选择 CLEAR SCREEN QUAD （或 FULL SCREEN） 查看所申请的产品是否显示在屏幕上，否则有错误信息提示132.3 基本谱宽产品（ SW）（图 2.32.3 基本谱宽产品图 上海）产品介绍上图为 2000年 8月30日 23时 41分 0.5度仰角的基本谱宽产品图， 空间辨率 为 0.54海里*1 度，探测范围 124海里，资料等级 8 层（0海里/小时20海里/小时），雷 达工作在降水模式 VCP 21，产品代码 30 S

28、W。从图中可见 0014号台风（派比安 ）在上海 登陆前台风眼区和外围螺旋雨带，高谱宽区位于雷达站北侧的螺旋雨带上,这与图 2.1中强回波的分布是一致的 .14 生成原理 基本谱宽表达了样本体积内云雨目标物的速度偏差大小。湍流、风切变、不均匀 的下落速度和其它非气象因子均可导致高谱宽值，而典型的层状云降水其谱宽值平均 小于 7 海里/小时。该产品也取两个连续 0.13 海里距离库上第一个谱宽值而成，代表了 0.27海里 1 度体积内云雨目标物的速度偏差。可调参数1、每个产品可选择不同的显示仰角。如下：VCP11： 0.5、1.5、 2.4、3.4、4.3、5.3、 6.2、7.5、8.7、10

29、.0、12.0、14.0、16.7、19.5VCP21： 0.5、1.5、2.4、3.4、4.3、 6.0、 9.9、14.6、19.5VCP31 或 VCP32： 0.5、1.5、2.5、3.5、 4.5产品应用 1评价平均径向速度产品。一般说来，高谱宽区蕴含着平均径向速度有较大的不 确定性，应进一步与基本反射率因子资料对比分析。2降水边界识别。在降水边界处基本反射率因子产品一般小于5dBZ，雷达很难显示（降水模式），然而基本谱宽资料和平均径向速度资料一样，能显示反射率因子小 于 5dBZ 的降水系统边界，从而确定降水边界。产品不足 1距离折叠。和平均径向速度产品一样，当感兴趣区域发生距离折

30、叠，用户通过 在远程 UCP 上调整脉冲重复频率（ PRF）得到改善。2地面非气象目标物影响。地面移动的汽车、摇晃的树叶、水塔等都可以导致虚 假的谱宽值，通过设置地物抑制参数解决。3系统噪声：系统噪声可导致奇异的谱宽值，可抬高仰角观测。产品调阅目的：在 PUP显示屏上显示最新 0.5仰角的 29SW 产品。 操作步骤：在图像板产品区选择 BASE SPECTRUM WIDTH 在图像板参数区选择 8 LEVEL 在图像板参数区选择 0.27 NM 在图像板参数区选择 LOWEST ELEVATION （以上三步也可通过图像板上数字键盘完成选择 ） 在图像板参数区选择 DED ASSOC RPG

31、 在图像板参数区选择 SED RPG REQ 在图像板显示区选择 CLEAR SCREEN QUAD （或 FULL SCREEN） 查看所申请的产品是否显示在屏幕上，否则有错误信息提示15由基本反射率因子导出产品的生成、调阅和应用由基本反射率因子导出的产品包括 19 类 27 种产品，如下表：产品大小产品产品号空间分辨率资料 等级最大探 测距离 （海里）海里（半径）海里 * 海里（海里 *海里）组合反射350.54*0.548124124率因子362.2*2.28248248370.54*0.5416124124（CR）382.2*2.216248248（海里 *海里）组合反射390.54*

32、0.5416124124率因子等 直线402.2*2.216248248（CRC）（海里 *海里）反射率因 子剖面500.54*0.27（垂直）16124（RCS）分层组合（海里 *海里）反射率因632.2*2.28124175248*248子平均值642.2*2.28124175248*248（LRA）892.2*2.28124175248*248分层组合（海里 *海里）反射率因652.2*2.28124175248*248子最大值662.2*2.28124175248*248（LRM）902.2*2.28124175248*248弱回波区（海里 *海里）（WER）530.54*0.5481

33、2427*27风暴跟踪 信息58N/A248248（STI）风暴结构（SS）62N/A248248冰雹指数（HI）595124124回波顶高（海里 *海里）（ET）412.2*2.216124124回波顶高（海里 *海里）廓线422.2*2.216124124（ETC）16垂直液态 水含量 （VIL ）57（海里 *海里）2.2*2.216124124强天气概 率（SWP）47（海里 *海里）15.4*15.4N/A124124一小时降 水量 （OHP）78（海里 *度）1.1*116124124三小时降 水量 （THP）79（海里 *度）1.1*116124124风暴总降 水量 （STP）8

34、0（海里 *度）1.1*116124124用户可选 降水量 （USP）31（海里 *度）1.1*116124124数字降水 阵列 （DPA）81（海里 *海里） APROX 5*5100124补充降水 资料 （SPD）82N/AN/A124124表 3.13.1 WSRWSR 88D88D 由反射率因子导出的产品这些由基本反射率因子导出的产品是以基本反射率因子资料为基础，经过严格的 水文气象算法生成的，更加丰富、细致、准确描述了各类强天气的发生、发展、消亡， 特别是对风暴结构的分析、了解，如组合反射率因子产品，弱回波区产品。而各种降 水产品、冰雹指数产品等也为及时监测和预报强对流提供了很好的参

35、考。需要指出的是：这些产品虽然以基本反射率因子数据导出，但需要用户设置一些 本地环境参数或阈值，这对产品的生成和应用具有很重要的意义。1731 组合反射率因子产品（ CR）图 3.13.1 组合反射率因子产品 上海）产品介绍上图为 1998年 8月 9日16时 11分组合反射率因子产品图， 空间辨率为 0.54海里 *0.54 海里，探测范围 124 海里，资料等级 16 层（5dBZ75dBZ）， 雷达工作在降水模 式 VCP 21，产品代码 37 CR 。图中可见位于上海市区北部的强雷暴单体，在图像的上 半部分还叠加了风暴综合属性表，表中列出风暴 ID 、最强回波及发生高度。是否为龙 卷或

36、中尺度气旋，出现冰雹 /强冰雹的可能性、风暴的移向、移速等。18生成原理 组合反射率因子产品显示了网格上方各个仰角上反射率因子的最大值，示意图如 下：此外，该产品可叠加风暴综合信息表 可调参数无参数可调 产品应用1显示出整个可探测大气空间的最大反射率因子分布。2比较于基本反射率因子，有助于探测风暴结构特征和强度等。3通过组合反射率因子知道风暴的最强回波区域，再做剖面产品，有利于反映风 暴的垂直结构。4可以叠加风暴综合属性表。产品不足1比较弱的反射率因子被忽略。2反射率因子值发生的高度不可知。也许是一个值发生在0.5 度仰角，而相邻值发生于 19.5 度仰角。3回波发展高度不可知。4非降水回波也

37、许影响该产品的质量。产品调阅目的：在 PUP 显示屏上显示最新组合反射率因子产品（ CR）。 操作步骤：在图像板产品区选择 COMP REF 在图像板参数区选择 16 LEVEL 在图像板参数区选择 0.54 NM （以上两步也可通过图像板上数字键盘完成选择 ） 在图像板参数区选择 DED ASSOC RPG 在图像板参数区选择 SED RPG REQ 在图像板显示区选择 CLEAR SCREEN QUAD （或 FULL SCREEN） 查看所申请的产品是否显示在屏幕上，否则有错误信息提示193.2组合反射率因子等值线（ CRC）图 3.23.2 组合反射率因子等值线产品 上海）产品介绍上图

38、为 2002年 2月 14日17时 43分组合反射率因子等值线产品图，空间辨率为 0.54海里*0.54海里，探测范围 124海里，资料等级 16层（2075dBZ）， 雷达工作在 降水模式 VCP 21，产品代码 39 CRC，等值线间隔 5dBZ。如有风暴探测到，图像上方 可叠加显示风暴属性表。20生成原理本产品为组合反射率因子产品 （CR）的以等值线形式表达， 是根据用户设定 的 等值线间隔对组合反射率因子作等值线分析所得。可调参数1、在用户控制单元（ UCP）上健入 SE， （PASSWORD），C 命令，用户可以 根据需要任意改变该产品的两个基本参数：等值线间隔： 220 dBZ（缺

39、省 5dBZ） 等值线最小值：即从该值开始每隔 5个 dBZ 分析一条等值线，产品应用1显示出整个可探测大气空间的最大反射率因子。 2与组合反射率因子的等值线图象比，数字化更清晰。 3风暴综合属性表可叠加显示。产品不足1解释困难。2没有降水回波，不太直观。 3等值线最大值处，一些较高的反射率因子值也许没有被分析。 （如反射率因子 是 57，最大等值线是 55，则 56、57这样的值无法被分析） 。4容易引起通信溢出。产品调阅目的：在 PUP 显示屏上显示最新组合反射率因子产品（ CRC）。 操作步骤：在图像板产品区选择 COMP REF COUNTOUR 在图像板参数区选择 16 LEVEL

40、在图像板参数区选择 0.54 NM （以上两步也可通过图像板上数字键盘完成选择 ） 在图像板参数区选择 DED ASSOC RPG 在图像板参数区选择 SED RPG REQ 在图像板显示区选择 CLEAR SCREEN QUAD （或 FULL SCREEN） 查看所申请的产品是否显示在屏幕上，否则有错误信息提示213.3反射率因子剖面产品（ RCS）图 3.33.3 反射率因子剖面产品 上海）产品介绍上图为 2001年8月7日14时45分反射率因子剖面产品，空间分辨率为 .54海里（水 平）*0.27 海里（垂直），最大水平探测范围 124海里，最大探测高度 70 千英尺，资料 等级 16

41、 层（ 5dBZ75dBZ）， 雷达工作在降水模式 VCP 21，产品代码 50 RCS，该剖 面产品在 PPI 上的起始点 P1（方位 /距离）和结束点 P2（方位/距离），以及 P1、P2 的 中点标注在图像的下方，图像以 P1 为坐标原点， P1、P2 为水平轴，单位海里，高度 为垂直轴，单位千英尺。22在图像板参数区选择 在图像板显示区选择SED RPG REQCLEAR SCREEN QUAD或 FULL SCREEN)生成原理反射率因子剖面产品（ RCS）是对 0.54海里*1 度分辨率的所有各仰角基本反射率 因子进行垂直内插所得，低于最低仰角和高于最高仰角的没有外推，该产品与常规

42、雷 达的 RHI 产品有如下不同点：RCS 用多仰角资料并进行垂直内插所得，而 RHI 产品是雷达进行垂直扫描所得。RCS能在半径 124mm的距离内对任意两点生成，而 RHZ 只能以雷达中心沿径向 执行。需要注意的是生成 RCS产品，用户选取的 P1、P2 点距离雷达站 RDA 不超过 124 海里，两点间距离也不超过 124 海里。可调参数无参数可调。产品应用1探测云、烟雾等的高度（在晴空模式下） 。2探测强回波中心的高度，以便于判断对流性强弱。3探测回波顶层，在降水模式下，该产品可最小探测到强度小于5dBZ 反射率因子。4测风暴结构特征，诸如弱回波区（ WER ），边界弱回波区（ BWE

43、R ）风暴倾斜 角等。5监测降水事件的形成和消散。产品不足1内插过程会导致一些资料的失真。2低于最低仰角和高于最高仰角的反射率因子资料没有进行外推3随着距雷达站距离越远。内插误差越大，产品垂直分辨率越低产品调阅目的：在 PUP 在显示屏上显示最新反射率因子剖面产品（ RCS）。 操作步骤：调阅基本反射率因子产品或组合反射率因子产品（见2.1节或 3.1节）用光标在基本反射率因子产品或组合反射率因子产品上选取P1、 P2 两点（每一个点距离雷达站 RDA 不超过 124 海里，两点间距离也不超过 124海里）。在图像板参数区选择 CROSS SECTION SELECT。 在图像板产品叠加选择

44、CURRENT CROSS SECTION。 在图像板产品区选择 REF CROSS SECTION 。 在图像板参数区选择 DEFAULT PARAMITERS 。 在图像板参数区选择 DED ASSOC RPG查看所申请的产品是否显示在屏幕上，否则有错误信息提示233.4分层组合反射率因子平均值产品（ LRA ）产品介绍上图为 2001 年 8 月 7 日 15 时 26 分中层（ 1233 千英尺）和低层（从地面到 12 千英尺）组合反射率因子平均值产品图， 空间辨率为 2.2海里*2.2 海里，最大探测半径 175海里，资料等级 8层（5dBZ57dBZ）， 雷达工作在降水模式 VCP

45、 21，产品代码分 别为 64 LRA 和 63 LRA 。比较两张图可见强回波区主要位于低层，即 12千英尺以下。图 3.43.4 中层（上）和低层（下）组合反射率因子平均值产品 上海）24生成原理与组合反射率因子产品（ CR）相同，但有以下几个差别： 1、CR产品取网格点上雷达探测范围内所有仰角反射率因子最大值， 而 LRA 分高 中低三层分别处理，且在每一层内取的是网格上对应的各仰角上基本反射率因子取平 均所得。其中高层：33 千英尺60千英尺中层：12 千英尺33千英尺 低层：地面 12 千英尺2、分辨率不同， CR产品分辨率为 0.54里*0.54海里或 2.2海里*2.2海里，而L

46、RA 产品分辨率为 2.2海里*2.2 海里。可调参数 无参数可调。产品应用1了解各个高度层内的降水 /非降水回波情况。 2中层组合反射率因子平均值产品可用于监测强回波中心发展高度。 3比较中、低层组合反射率因子平均值产品有助于区别降水回波和非降水回波。产品不足 1在距雷达较远处，组合反射率因子产品只包含一两个仰角的基本反射率因子， 代表性不强。2在距离雷达站较近距离处，中、高层反射率因子平均值产品由于旁瓣假回波干 扰而不可用。3低层组合反射率因子平均值产品往往是由非降水回波组成的。产品调阅目的：在 PUP显示屏上显示最新中层组合反射率因子平均值产品（ LRA ）。 操作步骤：在图像板产品区选

47、择 LAYER COMP REF AVG在图像板参数区选择 8 LEVEL 在图像板参数区选择 2.2 NM 在图像板参数区选择 MID ALT （以上三步也可通过图像板上数字键盘完成选择 ） 在图像板参数区选择 DED ASSOC RPG 在图像板参数区选择 SED RPG REQ在图像板显示区选择 CLEAR SCREEN QUAD （或 FULL SCREEN） 查看所申请的产品是否显示在屏幕上，否则有错误信息提示253.5 分层组合反射率因子最大值产品（ LRM ）图 3.53.5 中层组合反射率因子最大值产品 上海）产品介绍上图为 2001年 8月 7日16时 01分中层（ 1233

48、千英尺）组合反射率因子最大值 产品图，空间辨率为 2.2 海里 *2.2 海里，探测半径 124175 海里，资料等级 8 层 （5dBZ57dBZ）， 雷达工作在降水模式 VCP 21，产品代码分别为 66 LRM。从图中可 以发现上海境内 1233 千英尺存在强回波区域。26生成原理与分层组合反射率因子平均值产品（ LRA ）相同，不同点在于 LRM 产品各层内取 的是网格点上多个仰角上基本反射率因子值中的最大值， 产品分辨率仍为 2.2 海里*2.2 海里，最大可探测半径仍为 124175nm。可调参数 无参数可调产品应用1了解多个高度层内降水与非降水回波层情况。 2比较中、高层组合反射

49、率因子最大值产品 （66、90）和基本反射率因子产品 （R） 有助探测风暴的强度趋势。3用低层组合反射率因子最大值产品（ LRM 65）有助于区分近地面的降水回波 和非降水回波。产品不足 1在距雷达较远处，组合反射率因子最大值产品只包含一两个仰角的基本反射率 因子，代表性不强。2在距离雷达站较近距离处，中、高层组合反射率因子最大值产品由于旁瓣假回 波干扰而不可用。3由于该产品取的是每个网格点上多个仰角上基本反射率因子值中的最大值放 大了各层反射率因子值的一般情况，容易引起人们的误解。产品调阅目的：在 PUP显示屏上显示最新中层组合反射率因子最大值产品（ LRM ）。 操作步骤：在图像板产品区选

50、择 LAYER COMP REF MAX在图像板参数区选择 8 LEVEL 在图像板参数区选择 2.2 NM 在图像板参数区选择 MID ALT （以上三步也可通过图像板上数字键盘完成选择 ） 在图像板参数区选择 DED ASSOC RPG 在图像板参数区选择 SED RPG REQ在图像板显示区选择 CLEAR SCREEN QUAD （或 FULL SCREEN） 查看所申请的产品是否显示在屏幕上，否则有错误信息提示273.6 弱回波区产品（ WER ）图 3.63.6 弱回波区产品 上海）产品介绍上图为 2001年8月 7日 15时02分弱回波区产品图，也称之为反射率因子的多层 透视图，

51、空间分辨率为 0.54海里*0.54 海里，最大探测范围 124海里，资料等级 8 层 （5dBZ57dBZ）， 雷达工作在降水模式 VCP 21，产品代码 53 WER，共含 8 个平面， 每个平面大小 27 海里*27 海里。图像右边每个平面旁显示了该平面的采集时间、所在 仰角，中心点高度。右边信息 /标注栏中列出图像中心位置（方位 /距离）、最强回波值， 及当前显示区内探测到的风暴 ID（ 若探测到风暴 ）。28在图像板参数区选择 在图像板参数区选择DED ASSOC RPGSED RPG REQSCREEN)生成原理弱回波区产品（ WER ）实际上是小区域内多个仰角基本反射率因子资料的

52、分层垂 直显示，选定一中心位置 （方位/距离），则体扫描中每个仰角 PPI资料以此为中心选取 27nm 27nm 的平面，最后得到多个垂直显示的反射率因子平面。 由于雷达体积扫描覆 盖方式（ VCP）不同，该产品所包含的平面数亦不同，一般而言：VCP11：14 个平面VCP21：9 个平面VCP11 或/32：5 个平面 此外，如果当前体扫描中风暴探测算法（后面将介绍）探测到风暴，则该产品从 风暴跟踪算法（ SCIT ）获得风暴运动信息，据此适当调整各层反射率因子显示位置， 并在右边标注 /信息区中表明风暴 ID ，如果没有探测到风暴，则不作调整，用户注释区 中显示风暴 ID=N/S 。可调参

53、数无参数可调 产品应用1显示反射率因子核心发生高度， 可借助于 WSR-88D 产品颜色过滤和闪烁功能 2有助于显示风暴的倾斜，悬挂、回波窟窿等对流性风暴的回波特征。 3当探测到风暴时，该产品调整了上面各层风暴分量（风暴探测算法）的移动。 4通过动画显示，可以监测 2727 海里内风暴单体的运动。产品不足1 产品解释比较困难。2 风暴跟踪信息算法（ SCIT）不精确带来的不合适位置调整，会影响倾斜、悬 挂等的分析。3 远距离所显示的平面数十分有限。 产品调阅 ：目的：在 PUP 显示屏上显示最新弱回波区产品（ WER）。 操作步骤：在图像板产品区选择 WEAK ECHO REGION在图像板参

54、数区选择 CENTER AZIMUTH 在图像板键盘区输入方位角（如 150.0）。 在图像板参数区选择 CENTER RANGE 。在图像板键盘区输入距 RDA 距离（如 30.0）在图像板参数区选择 8 LEVEL 在图像板参数区选择 0.54 NM在图像板显示区选择 CLEAR SCREEN QUAD （或 FULL 查看所申请的产品是否显示在屏幕上，否则有错误信息提示293.7 风暴跟踪信息产品（ STI）一）风暴跟踪信息图形产品（图3.7.13.7.1 风暴跟踪信息图形产品 上海）产品介绍上图为 2001年8月7日15时20分风暴跟踪信息图形产品， 产品最大探测半径 248 海里，产

55、品代码 58 STI，图象共显示出多个强风暴单体的跟踪信息。图中风暴的每个 位置间短线连接，对于新探测风暴，没有过去位置和预报位置，其中不同位置意义如 下:另外，图中绿色三角形表示产生冰雹的可能性 （下一节介绍 ），图象上方为所探测的各个 风暴的属性表，包括风暴号、风暴位置（方位 /距离）、出现冰雹 /强冰雹的可能性、最 大冰雹尺寸、以及 0 度和负 20度层的高度。30生成原理风暴跟踪信息产品（ STI）是 WSR88D 风暴单体识别和跟踪（ SCIT）算法结果 的图形方式输出产品， SCIT 算法由四个部分组成：风暴段识别，风暴中心定位，风暴 单体跟踪和风暴位置预报。风暴段识别算法识别出每

56、个 PPI 上径向反射率因子超过一 定阈值的连续段，将识别结果输入风暴定位算法；风暴定位算法将风暴段组合成每个 PPI 上二维风暴分量， 再根据风暴垂直相关性组合成三维风暴单体， 计算每个单体属性 后输入风暴跟踪和位置预报算法；风暴跟踪和位置预报算法通过对最后两个体扫描间 风暴体匹配实现风暴跟踪，再作线性外推预报其位置。可调参数1在 PUP 应用终端上键入命令 AD， （PASSWORD），S 可修改三个参数。 当前所显示的风暴单体个数（个） 是否显示过去位置（ Y/N ） 是否显示预报位置（ Y/N ）2在 UCP 上键入命令 SE， （PASSWORD），CE 可调整风暴跟踪信息属性表 中

57、所处理的风暴单体数（ 6100 个）。产品应用1有利于分析监测相互分离容易识别的风暴体信息。2多可显示 13个体扫描时刻的风暴单体过去位置和 4个每 15分钟递增的预报位 置，对预报员监测风暴的移动和发展是很好的参考。3风暴跟踪信息产品可作为一种叠加产品显示在多种体扫描中。 4风暴中心位置将在风暴相对速度产品（ SRM 和 SRR）中使用，风暴识别结结 果将在冰雹指数产品（ HI ）、中尺度产品（ M ）和龙卷涡旋产品（ TVS）中应用。产品不足1当两个风暴单相距很近时或部分连在一起时，风暴单体的识别和风暴属性的计 算可能有较大误差。2当风暴单体十分靠近雷达站（ RDA ），特别是采用 VCP

58、21 模式，将会发生较大 误差。3风暴单体的传播而不是移动，也许会导致风暴跟踪和预报位置发生误差。4风暴预报位置仅仅是对当前风暴位置的属性外推。产品调阅目的：在 PUP 显示屏上显示最新的风暴跟踪位置图形产品（ STI） 操作步骤：在图像板产品区选择 STORM TRACK 。在图像板参数区选择 DEFAULT 。在图像板参数区选择 DED ASSOC RPG在图像板参数区选择 SED RPG REQ在图像板显示区选择 CLEAR SCREEN QUAD （或 FULL SCREEN） 查看所申请的产品是否显示在屏幕上，否则有错误信息提示。注：STI 产品也可作为叠加产品显示在 PPI 上。3

59、1二）风暴跟踪信息文本产品图 3.7.23.7.2 风暴跟踪信息文本产品 上海）产品介绍上图为 2001年 8月 7 日 15时 20分风暴跟踪信息文本产品，显示在 PUP应用终 端上，该产品列出了每个探测到的风暴单体跟踪信息 （风暴号、当前位置、移向移速、 每隔 15 分钟的预报位置和预报误差 ），以及与风暴跟踪信息算法相关的一些当前参数 设置, 产品代码 58 STI。32生成原理该产品是 WSR88D风暴单体识别和跟踪算法 （SCIT）的文本方式结果输出， SCIT 算法与图形产品相同（见上节） 。可调参数1在 UCP 上键入命令 SE， （PASSWORD），CE 可调整整该产品所显示

60、的风 暴单体数（ 6100 个）。产品应用1有利于分析监测相互分离容易识别的风暴体信息。2最多可显示 13个体扫描时刻的风暴单体过去位置和 4 个每 15分钟递增的预报 位置，对预报员监测风暴的移动和发展是很好的参考。3风暴中心位置将在风暴相对速度产品（ SRM 和 SRR）中使用，风暴识别结结 果将在冰雹指数产品（ HI ）、中尺度产品（ M ）和龙卷涡旋产品（ TVS）中应用。产品不足1当两个风暴单相距很近时或部分连在一起时，风暴单体的识别和风暴属性的计 算可能有较大误差。2当风暴单体十分靠近雷达站（ RDA ），特别是采用 VCP21 模式，将会发生较大 误差。3风暴单体的传播而不是移动