新一代多普勒天气雷达产品

1、wordword59/59word新一代多普勒天气雷达产品与其在短时天气预报中的应用杨引明某某中心气象台目 录第一讲：新一代多普勒雷达根本构成与雷达产品生成数据流简介.(4)11 根本构成.(4)12 数据采集子系统 RDA.(5)13 产品生成子系统 RPG(7)14 主用户处理子系统 PUP.(8)第二讲：雷达根本产品的生成、调阅和应用.(9)21 根本反射率因子R(10)22 平均径向速度V.(12)23 速度谱宽W(14)第三讲：由根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.(18)32 组合反射率因子廓线CRC(20)33 反射率因子剖面RCS.(22

2、)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)37 风暴跟踪信息STI.(30)38 风暴结构SS(34)39 冰雹指数HI(36)310 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. (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：由根本速度资料导出

3、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.(66)45 速度方位显示风廓线VWP (68)46 中尺度气旋M(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. (80)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

4、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)61、暴雨形成的条件.(96)62形成暴雨常见的对流回波系统(96)(63)WSR-88D多普勒天气雷达降水探测算法与评估(97)64基于WSR-88D多普勒天气雷达的暴雨监测.(100)65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)(71)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.(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)(81)龙卷风的定义、强度等级和分类.(108)(82)龙卷风产生多普勒天气雷达资料特征.(108)(8

5、3)WSR-88D多普勒天气雷达的龙卷风探测方法.(110)(84)龙卷风的监测和预警流程.(113)(85)个例分析.(116)一. 新一代多普勒雷达根本构成与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，每个单元又由假设干次级单元组成，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、以与相互间的数据信号流有一个简要的了解是必要的。11根本构成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三局部构成。其中RD

6、A产生和发射电磁脉冲，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，进展显示存档，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1.1 WSR-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、系统监控与通信等局部组成，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根本资料，在RPA单元还完成第一级和第二级资料存档任务ARCHIVE LEVEL I，ARCHIVE LEVEL II。一、发射机Transmit

7、terWSR88D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 peak10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准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。二、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 Strategy、体积覆盖模式VCP，操作模式Operational Mode三个要素。1扫描策略Scan Strateg

8、y扫描策略决定一个体扫描包含多少个仰角，以与完成一次体扫描所需的时间，WSR88D中有三个扫描策略： Scan Strategy 1：一个体扫描包含14个仰角，用时5分钟。 Scan Strategy 2：一个体扫描包含9个仰角，用时6分钟。 Scan Strategy 3：一个体扫描包含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

9、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、19.5VCP21：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、19.5VCP31：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、4.5，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

10、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 114层/5分钟或Scan Strategy 29层/6分钟。Mode B：晴空模式，使用VCP31或VCP32，相应的体扫描策略为Scan Strategy 35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 Pro

11、cessor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。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根本类型的数字信号：根本反射率因子，根本平均径向速度和根本谱宽。3距离退折叠在根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通过与根本反射率因子资料比照对以上两种资料进展距离退折叠。五I、II级数据记录存档ARCHIVE LEVEL I、

12、II在RDA中包含最初的两级数据记录存档。 1存档IARCHIVE 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 IIWSR88D 存档收集的资料为信号处理器产生的高分辨率数字根本资料，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 munication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之间的距离以与当地情况，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。某某W

13、SR88D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采集原始根本资料，通过各种水文气象算法处理和生成三十多类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1.2 WSR88D气象产品数据流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局部组成。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

14、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ARCHIVELEVEL 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、地理信息的叠加以与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

15、个雷达系统的工作状态，实施RPG远程关闭、启动操作、以与进展一些异地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完全一样，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ARCHIVELEVEL IV第四级存档记录媒质与第三级存档完全一样654M WORM 光盘，可以存储任何WSR88D多普勒天气雷达产品和信息。二. 雷达根本产品的生成、调阅和应用WSR88D产品生成器根据用户要求生成的根本产品有：根本反射率因子产品6种，平均径向速度产品6种，速度谱宽产品3种，共计3类1

16、5种气象产品，如下表：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 产品X围海里半径海里*海里 根本 反射 率因 子R 16 17 18 19 20 21 0.54*11.1*12.2*10.54*11.1*1 2.2*1 8 8 8 16 16 16 124 248 248 124 248 248 124 248 248 124 248 248 平均 径向 速度V 22 23 24 25 26 270.13*10.27*10.54*10.13*10.27*10.54*1 8 8 8 16 16 16 32 62 124 32 62 124 32 62 124 32 62 124

17、谱宽W 28 29 300.13*10.27*10.54*1 8 8 8 32 62 124 32 62 124 表2.1 WSR88D根本数据产品 这些根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，是预报员进展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个仰角的根本资料。考虑到以上每类根本产品中的各个根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. 302.1 根本反射率因子产品 R 图2.1 根本反射率因子产品图 某某产品介绍 上图为2000年8月31日

18、00时39分0.5度仰角的根本反射率因子产品图，空间辨率为0.54海里*1度，探测X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)在某某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。生成原理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显示仰角： 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、 产品应用1 探测降水强度、移动与开展趋势。2 识别显著的强风暴结构

19、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 晴空模式下根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.

20、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 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，否如此有错误信息提示2.2平均径向速度产品V图2.2 平均径向速度产品图 某某 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X围62海里，资料等级16层-64海里/小时6

21、4海里/小时，雷达工作在降水模式VCP21，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型零速度线与两侧的正负速度区,当天为比拟一致的西南气流。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：、VCP21：、VCP31或VCP32：、2、资料等级：在用户控制单元UCP上健入 SE， PASSWORD，VEL 命令，用户

22、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与中低空急流。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，而在根本反射率因子场上表现为一个小于5dBZ的弱回波区，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

23、。另外在远程UCP上与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

24、上，否如此有错误信息提示2.3 根本谱宽产品SW(图2.3根本谱宽产品图 某某产品介绍 上图为2000年8月30日23时41分0.5度仰角的根本谱宽产品图，空间辨率为0.54海里*1度，探测X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 SW。从图中可见0014号台风(派比安)在某某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.生成原理 根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

25、海里/小时。该产品也取两个连续海里距离库上第一个谱宽值而成，代表了海里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：、 VCP21：、 VCP31或VCP32：、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，应进一步与根本反射率因子资料比照分析。2降水边界识别。在降水边界处根本反射率因子产品一般小于5dBZ，雷达很难显示降水模式，然而根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叠，用户

26、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在图像板参数区选择 SED RPG REQ在图像

27、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，否如此有错误信息提示三. 由根本反射率因子导出产品的生成、调阅和应用由根本反射率因子导出的产品包括19类27种产品，如下表：产品产品号 空间分辨率 资料 等级 最大探 测距离海里 产品大小海里半径海里*海里组合反射率因子 CR 35 36 37 38海里*海里 8 8 16 16 124 248 124 248 124 248 124 248组合反射率因子等直线CRC 39 40 海里*海里 16 16 124 248 124 248反射率因子剖面RCS 50海里*海里0.54*0.27(

28、垂直) 16 124 分层组合反射率因子平均值LRA 63 64 89海里*海里 8 8 8124175124175124175248*248248*248248*248分层组合反射率因子最大值LRM 65 66 90海里*海里 8 8 8124175124175124175248*248248*248248*248弱回波区WER 53海里*海里 8 12427*27风暴跟踪信息STI 58 N/A 248 248风暴结构SS 62 N/A 248 248冰雹指数HI 59 5 124 124回波顶高ET 41海里*海里 16 124 124回波顶高廓线ETC 42海里*海里 16 124 1

29、24垂直液态水含量VIL 57海里*海里 16 124 124强天气概率SWP 47海里*海里 N/A 124 124一小时降水量OHP 78海里*度 1.1*1 16 124 124三小时降水量THP 79海里*度 1.1*1 16 124 124风暴总降水量STP 80海里*度 1.1*1 16 124 124用户可选降水量USP 31海里*度 1.1*1 16 124 124数字降水阵列DPA 81海里*海里 APROX 5*5 100 124补充降水资料SPD 82 N/AN/A 124 124 表3.1 WSR88D由反射率因子导出的产品这些由根本反射率因子导出的产品是以根本反射率因

30、子资料为根底，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、开展、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与时监测和预报强对流提供了很好的参考。需要指出的是：这些产品虽然以根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。1组合反射率因子产品CR 图3.1组合反射率因子产品某某产品介绍上图为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X围124海里，资料等级16层5dBZ75dBZ，雷达工作在降水模式V

31、CP 21，产品代码37 CR。图中可见位于某某市区北部的强雷暴单体，在图像的上半局部还叠加了风暴综合属性表，表中列出风暴ID、最强回波与发生高度。是否为龙卷或中尺度气旋，出现冰雹/强冰雹的可能性、风暴的移向、移速等。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比拟于根本反射率因子，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比拟弱

32、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回波开展高度不可知。4非降水回波也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PREF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，否如此有错误

33、信息提示3.2 组合反射率因子等值线CRC 图3.2组合反射率因子等值线产品某某产品介绍上图为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X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。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根本参

34、数： 等值线间隔：220 dBZ缺省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，如此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PREF COUNTOUR在图像板参数区选择 16 LEVEL在图像板参数区

35、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，否如此有错误信息提示3.3反射率因子剖面产品RCS图3.3反射率因子剖面产品某某产品介绍 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X围124海里，最大探测高度70千英尺，资料等级16层5dBZ75dBZ，雷达工作在降水模式VCP 21，产品代码50 RCS，该

36、剖面产品在PPI上的起始点P1方位/距离和完毕点P2方位/距离，以与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。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根本反射率因子进展垂直内插所得，低于最低仰角和高于最高仰角的没有外推，该产品与常规雷达的RHI产品有如下不同点：RCS用多仰角资料并进展垂直内插所得，而RHI产品是雷达进展垂直扫描所得。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

37、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BWER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展外推 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：调阅根本反射率因子产品或组合反射率因

38、子产品见2.1节或3.1节 用光标在根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

39、示在屏幕上，否如此有错误信息提示3.4 分层组合反射率因子平均值产品LRA图3.4中层上和低层下组合反射率因子平均值产品 某某产品介绍上图为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 21，产品代码分别为64 LRA和63 LRA。比拟两X图可见强回波区主要位于低层，即12千英尺以下。生成原理与组合反射率因子产品CR一样，但有以下几个差异：1、CR产品取网格点上雷达探测X围内所有仰角反射率因子最大值，而LRA分高中低三层分别

40、处理，且在每一层内取的是网格上对应的各仰角上根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LRA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开展高度。 3比拟中、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根本反射率因子，代表性不强。 2在距离雷达站较近距离处，中、

41、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：在图像板产品区选择LAYER P 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，否如此有错误信息

42、提示分层组合反射率因子最大值产品LRM图3.5中层组合反射率因子最大值产品 某某产品介绍上图为2001年8月7日16时01分中层1233千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。从图中可以发现某某境内1233千英尺存在强回波区域。生成原理与分层组合反射率因子平均值产品LRA一样，不同点在于LRM产品各层内取的是网格点上多个仰角上根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

43、用1了解多个高度层内降水与非降水回波层情况。2比拟中、高层组合反射率因子最大值产品66、90和根本反射率因子产品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根本反射率因子，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根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

44、。操作步骤：在图像板产品区选择LAYER P 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，否如此有错误信息提示弱回波区产品WER图3.6弱回波区产品某某产品介绍上图为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，空间分辨率为0.54海里*0.54海里，

45、最大探测X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，与当前显示区内探测到的风暴ID(假设探测到风暴)。生成原理弱回波区产品WER实际上是小区域内多个仰角根本反射率因子资料的分层垂直显示，选定一中心位置方位/距离，如此体扫描中每个仰角PPI资料以此为中心选取27nm27nm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

46、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，如此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/信息区中明确风暴ID，如果没有探测到风暴，如此不作调整，用户注释区中显示风暴ID=N/S。可调参数无参数可调。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27

47、27海里内风暴单体的运动。产品不足1产品解释比拟困难。 2 风暴跟踪信息算法SCIT不准确带来的不适宜位置调整，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。在图像板参数区选择 CENTERAZIMUTH。在图像板键盘区输入方位角如150.0。在图像板参数区选择 CENTERRANGE。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在图像板参数区选择 DED ASSOC RPG在图像板参数区选

48、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，否如此有错误信息提示风暴跟踪信息产品STI 一风暴跟踪信息图形产品图3.7.1风暴跟踪信息图形产品某某产品介绍 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

49、方位/距离、出现冰雹/强冰雹的可能性、最大冰雹尺寸、以与0度和负20度层的高度。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算法由四个局部组成：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P

50、UP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/N2在UCP上键入命令SE，PASSWORD，CE可调整风暴跟踪信息属性表中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别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开展是很好的参考。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

51、用。产品不足1当两个风暴单相距很近时或局部连在一起时，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，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

52、SCREEN查看所申请的产品是否显示在屏幕上，否如此有错误信息提示。注： STI产品也可作为叠加产品显示在PPI上。二风暴跟踪信息文本产品图3.7.2风暴跟踪信息文本产品某某产品介绍上图为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)，以与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。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算法与图形产品一样见上节。可调参数1在UCP上键入命令SE，PASSWOR

53、D，CE可调整整该产品所显示的风暴单体数6100个。产品应用1有利于分析监测相互别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开展是很好的参考。 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局部连在一起时，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，也许会导致风暴跟踪和预报位置发生误差。

54、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应用终端上显示风暴跟踪信息文本产品STI。操作步骤：调阅STI图形产品见上节。 在PUP应用上键入D，A，STI。风暴结构产品SS图3.8风暴结构产品某某产品介绍上图为2001年8月7日15时20分风暴结构产品SS，产品列出雷达站代码，体扫描时间，所识别出的风暴单体个数，每个被识别出风暴体的各种物理结构参数，包括：风暴号、当前位置方位/距离、风暴顶高度千英尺、风暴底顶高度千英尺、风暴体垂直积分含水量千克/平方米、最强反射率因子dBZ与发生高度千英尺，还列出了有关风暴跟踪信息(STI)算法的一些当前参数设置, 产品代码62 S

55、S。生成原理风暴结构产品S S是风暴单体识别和跟踪算法的中间输出产品，当SCIT算法完成风暴段识别和风暴中心定位后，对每个被识别出的三维风暴单体计算其几何中心、最大反射率因子与发生高度、风暴体所含风暴分量个数、风暴体垂直 积分含水量等物理结构参数，并将其中的风暴结构参数以文本方式输出。可调参数1在UCP上键入命令SE，PASSWORD，CE可调整该产品所显示的风暴单体数10100个。产品应用1风暴结构文本产品对于监测和识别各种风暴类型如冰雹、龙卷、暴雨等有很好的参考价值。2风暴结构参数可被应用到组合反射率因子产品CR的属性表中。产品不足不能作为叠加产品与图形产品同时显示。当风暴单体间相距很近或

56、距雷达RDA很近时，对每个单体计算出的这些结构和物理参数误差可能很大。产品调阅目的：在PUP应用终端上显示风暴结构文本产品。操作步骤：调阅STI图形产品见上节。 在PUP应用上键入D，A，SS。39 冰雹指数产品HI 一冰雹指数图形产品图3.9.1冰雹指数图形产品某某产品介绍上图为2001年8月7日15时08分冰雹指数图形产品，产品最大探测半径124海里，产品代码59 HI。图中符号意义如下： 其中：POH是冰雹发生百分比，表示风暴单体发生冰雹的概率； POSH是强冰雹发生的百分比，表示风暴单体产生强冰雹尺寸大于0.75英寸的百分比； MEHS：表示可能发生的最大冰雹尺寸，以0.15英寸递增，

57、显示在三角形中间。 图像上方可叠加体属性表，包括风暴号、位置方位/距离、产生冰雹/强冰雹的百分比、最大冰雹尺寸、0和20摄氏度等温层高度与更新时间等。生成原理冰雹指数图形产品是WSR88D冰雹探测算法HDA的图形输出结果，WSR88D冰雹探测算法利用风暴单体识别和跟踪算法SCIT输出结果，查找0等温线高度上的强反射率因子值，0等温线上的强反射率因子值越强至少40dBZ，发生高度越高可超过负0等温线，产生冰雹/强冰雹的可能性POH/POSH就越大，冰雹尺寸也越大。可调参数1在PUP应用终端上键入命令AD，PASSWORD，S，可调整以下几个参数：POH最小显示阈值10%100%，缺省30%。PO

58、H填充阈值10%100%缺省50%。POSH最小显示阈值10%100%缺省30%。POSH填充阈值10%100%缺省50%。2在用户控制单元UCP上键入命令E，H，即可输入算法所需的0等温线和20等温线高度，这两个值应从邻近探空资料或其它探空资料中获取，应与时更新，这对冰雹探测算法起到至关重要的作用。产品应用冰雹指数产品对于强冰雹，特别是尺寸大于1英寸的冰雹具有很强的探测能力，当POSH 大于50%时极有可能产生冰雹，是一个探测冰雹的有效指数。产品不足冰雹探测算法需要与时，准确的输入0和20等温线距海平面的高度。 2 冰雹发生可能性参数POH，强冰雹可能性参数POSH和冰雹尺寸MEHS等在距雷

59、达站近距离处和远距离处起伏较大，影响探测效果。 3最大探测距离仅为124海里，无法探测远距离强冰雹。 4在弱风和热带环境中，冰雹指数趋向于过高估计冰雹发生的可能性。产品调阅目的：在PUP显示屏上显示最新的冰雹指数图形产品HI。操作步骤：在图像板产品区选择HAIL。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，否如此有错误信息提示。注： HAIL产品也可作为叠加产品显示在PPI上。二冰雹指数文本产品图3.9.

60、2冰雹指数文本产品某某产品介绍显示在PUP应用终端上的冰雹指数文本产品，该产品中以文本方式列出了当前探测到可能发生冰雹的风暴单体信息(风暴号，当前风暴位置方位/距离，发生冰雹/强冰雹的可能性百分比，冰雹尺寸英寸,还列出了冰雹(HI)算法中的所有当前参数设置。生成原理该产品是WSR88D冰雹探测算法HDA文本方式输出结果，冰雹探测算法详见上节。可调参数1在PUP应用终端上键入命令AD，PASSWORD，S，可调整以下几个参数：POH最小显示阈值10%100%，缺省30%。POH填充阈值10%100%缺省50%。POSH最小显示阈值10%100%缺省30%。POSH填充阈值10%100%缺省50%