湛江-气象-多普勒天气雷达应用基础知识（学员手册）

民航湛江空管站气象台

《多普勒天气雷达应用基础知识》

学员手册

目录

1.学习约定.............................................................................3

2.学习指引.............................................................................3

3.课程安排.............................................................................4

4.课程结构.............................................................................5

5.课程内容.............................................................................6

1.多普勒雷达的基本构成和基本原理......................................................6

1.1单元一二级大纲..............................................................6

1.2单元理论和实操要点.........................................................6

1.3专业知识概述...............................................................7

1.4术语解释...................................................................20

1.5课堂练习...................................................................20

2.多普勒雷达的回波识别和分析.........................................................21

2.1单元一二级大纲.............................................................21

2.2单元理论和实操要点........................................................21

2.3专业知识概述..............................................................21

2.4术语解释...................................................................35

2.5课堂练习...................................................................36

3.运用多普勒雷达对各类天气现象的探测和预警.........................................36

3.1单元一二级大纲............................................................36

3.2单元理论和实操要点........................................................37

3.3专业知识概述..............................................................37

3.4术语解释..................................................................45

3.5课堂练习..................................................................46

6.附件..................................................................................47

附件1.课堂练习参考答案............................................................47

附件2岗位工作指引：雷达图的分析与释用...........................................48

附件3扩展学习资料................................................................50

附件4培训后工作计划表............................................................51

1.学习约定

为使培训能够达到预期的目标，请阅读并遵守以下事项：

一、严格遵守课程时间安排。

二、课程学习中，请将手机调到震动或关机状态。

三、认真听讲，积极参与课程中的研讨、练习。

四、敞开心扉，接纳来自老师和同学的见解或建议，并乐于分享自己的经验与收获。

五、有关课程学习的疑问或建议，及时向培训工作人员或老师提出。

六、把学到的技术技能运用于岗位工作实际。

2.学习指引

为了确保培训效果，建议采取以下学习方法：

一、认真听讲，通过参与案例分析、实操练习等活动加深理解。

二、积极分享，并乐于接纳来自教员和同事们的见解和建议。

三、精读教材，梳理知识结构，总结实操心得。

四、定关键词，据此查阅规章和岗位技术资料，扩大岗位知识面。

五、主动征求主管领导的支持和反馈，尽快把学到的技术技能运用于岗位工作实际。

3.课程安排

课程名称多普勒天气雷达应用基础知识

L掌握多普勒雷达的发展史，结构组成和探测原理，重点掌握多普勒两难、速度模糊距

离模糊的产生原因及实际运用。

课程目标2.掌握多普勒雷达的回波分析，并运用于识别各类回波；掌握各类天气现象的探测运

用。

3.运用前两章节的内容，结合实际运用于多普勒雷达的实际分析工作中。

1.笔试：闭卷考试；

培训评估

2.操作：各类雷达案例的分析。

教学内容

1.多普勒雷达的基本构成和基本原理

2.多普勒雷达的回波识别和分析

3.运用多普勒雷达对各类天气现象的探测和预警

4.课程结构

5.课程内容

1.多普勒雷达的基本构成和基本原理

Hu1.1单元一二级大纲

课程内容笔记

0.课程开场

0.1教员介绍和学习约定

0.2内容概览

0.3学习大纲和学习目标

1.多普勒雷达的基本构成和基本原理

1.1多普勒雷达的基本构成和主要运用领域

1.2多普勒天气雷达的工作原理

1.2单元理论和实操要点

1.多普勒雷达的基本构成和主要运用领域

通过介绍多普勒雷达的基本构成和主要运用领域，帮助学员理解多普勒雷达的构成和用

途。

2.多普勒天气雷达的工作原理

介绍多普勒雷达的工作原理，让学员对多普勒雷达的原理形成整体的认识。

1.3专业知识概述

一、多普勒雷达的基本构成和主要应用领域

（一）引论

天气雷达是探测降水系统的主要手段，是对强对流天气进行监测和预警的主要工具

之一。如今应用最为广泛的是多普勒天气雷达，它除了测量雷达的强度（反射率因子强

度）以外，还能测量降水目标物沿雷达波段径向的运动速度（径向速度）和速度谱宽。

（二）天气雷达发展简史

天气雷达的应用最早使用于二战时期，主要用于军事用途，后来被引进于气象。大

致的发展主要有以下四个阶段：

（1）20世纪50年代以前，用于气象部门的天气雷达主要是由军用的警戒雷达进行适当

的改装，代表型号有美国的WSR-1、和WSR-3,应该的Decca41和Decca43等。

（2）20世纪50年代中期根据气象探测的需求，开始设计专门用于检测强天气和估测降

水的雷达，并由此命名为天气雷达。代表型号有美国的WSR-57s波段天气雷达，日本

的JMA-1-9C波段雷达。国内生产的有713雷达（目前湛江空管站使用的型号）、714

雷达等等。

（3）20世纪70年代中期以后，随着计算机和数字技术的广泛使用和对天气雷达定量估

计降水的观测资料做进一步处理的需求，天气雷达采用了数字技术和计算机处理。并且

通过计算机连接形成了天气雷达系统。代表作有美国的WSR-81S天气雷达系统。

（4）步入20世纪80年代，美国开始研究多普勒天气雷达，并开始大批量生产布站。

WSR-88D就是这个时期的代表型号，在功能上相比前三期有了相当大的提高。

（三）、我国新一代天气雷达的种类及其区别

目前，我国新一代天气雷达（CINRAD）主要有7种型号，其中S波段的由三种型

号，为SA、SB和SC。C波段有4种型号：CB、CC、CCJ和CD。

其中，SA、SB和CB是中美合资企业敏视公司按照美国WSR-88D的规格生产的。

SC和CD是国营七八四厂研制的。CC和CCJ是电子工业部合肥38所研制的。

我国新一代天气雷达布局原则：（1）、沿海多降水地区和四川盆地布设S频段雷

达；（2）、中部地区（第二地形台阶）布设C频段雷达；（3）、其它地区（第一地形台阶）

暂不布设；（4）、组网雷达站密度应能有效覆盖布网区域；（5）、全国布网158部新一

代天气雷达；（6）、广东雷达站:广州、韶关、梅州、汕头、阳江、湛江、汕尾。下面附

一张我国新一代天气雷达网点分布图。

图1』新一代天气雷达站点分布图（非最新）

（四）、我国新一代天气雷达系统简介

新一代天气雷达（CINRAD）由若干子系统构成，每个子系统都是由计算机控制，

主要有：雷达数据采集子系统（RDA）,雷达产品生成子系统（RPG）和主用户终端子

系统（PUP）和通讯线路组成。

图1.2新一代天气雷达系统组成图

RDA（雷达数据采集子系统）：RDA是用户所使用的雷达数据采集单元。它的主要

功能是产生和发射频脉冲，接收目标物对这些脉冲的散射能量，并通过数字化形成基本

数据。主要构成部分如下：

（1）天线系统：由馈源和反射体组成，发射与接收电磁波

（2）发射机：产生电磁波

（3）伺服系统：使波束能对准空间任意位置上的降水目标

（4）定时器与信号源

（5）接收机：高频、中频和视频

（6）雷达信号处理器：由可编程数字信号处理芯片及可编程逻辑器件组成

RPG（雷达产品生成子系统）：雷达产品生产子系统是一个多功能的单元。它由宽带

通讯线路从RDA接收数字化的基本数据，对其进行处理和生产各种产品，并将产品通

过窄带通讯线路传给用户。RPG是控制整个雷达系统的指令中心。

（1）宽带通讯线路从RDA接收原始基本数据，并对其进行质量控制和预处理，形成原始数据文件。

（2）生成二次产品：由dBG,V,W数据转化成气象物理量，并制成图象和图形产品。

（3）对原始数据和产品数据进行存档。并将产品通过窄带通讯线路传给用户。

PUP（主用户处理器子系统）：住用户处理子系统的主要功能是获取、存储和显示产

品。

（1）PUP组成：由单元控制台、主用户工作站及辅助用户工作站三部分组成。

（2）PUP主要功能：对来自RPG的气象产品进行各种方式的显示，监视天气并作警报。预报员主

要通过这一界面获取所需要的雷达产品。

RDARPGPUP

基数据算法产品

图1.3CINRAD-SA型雷达数据流。由RDA的数字化基本数据经

过RPG中的各种算法生成了一系列的产品，井通过PUP终端显示产品

二、多普勒雷达的工作原理

（一）、气象目标对雷达电磁波的散射

粒子对电磁波作用的两种基本形式是散射和吸收。气象目标对雷达电磁波的散射是

雷达探测大气的基础。当电磁波束在大气中传播，遇到空气分子、大气气溶胶、云滴和

雨滴等悬浮粒子时，入射电磁波会从这些粒子上向四面八方传播开来，这种现象称为散

射，下图演示电磁波到达气象目标后向四面八方的散射。

图1.4粒子的散射

散射可分为单个粒子的散射和粒子群的散射。

单个粒子的散射根据粒子的大小可以分为瑞利散射和米散射。对于入射波长入远远

大于粒子直径2r的散射称为瑞利散射。当球形粒子的a=2nr/X>0.13的散射称为米散

射。

（二）、多普勒天气雷达探测原理

在学习天气雷达探测原理之前，我们先来学习几个比较重要的概念。

多普勒效应：物体辐射的波长因为波源和观测者的相对运动而产生变化。在运动的

波源前面，波被压缩，波长变得较短，频率变得较高；当运动在波源后面时，会产生相

反的效应。波长变得较长，频率变得较低。波源的速度越高，所产生的效应越大。根据

频率变化的程度，可以计算出波源沿着观测方向运动的速度。

图1.5一个静止目标没有频移

图1.6一个运动目标产生频移

多普勒频移：由于相对运动造成的频率变化。

多普勒频率：f=2v/X

波长(cm)1.83.25.510.0

径向速度(m/s)

0.111642

1.0111623620

10.0mi625364200

100.0Hill625036362000

表1.1波长和径向速度对多普勒频率的影响

由表1.1可见，多普勒频率和径向速度称正比，和波长成反比。

下面区分一下两组概念便可以正确的学习多普勒雷达的工作原理。

1、常规雷达和多普勒雷达：常规雷达没有保持工作频率和相位不变的技术，不能

提取多普勒频率信息多普勒雷达能检测到回波信号中微小的频率变化，即降水粒子径向

速度引起的多普勒频率。

2、相干和非相干

相干：波的相位是固定的，或按一定的方式变化。

非相干：波的位相是随机的，它在2n间隔内均匀分布

多普勒雷达工作原理简介：通常所用的气象雷达都是属于非相干雷达，它们只能用

来确定回波的位置及强度等。脉冲多普勒雷达是一种新型的相干雷达。它以多普勒效应

为基础，当降水粒子相对雷达发射波束有相对运动时；可以测定接收信号与发射信号高

频频率之间存在的差异（频移）得出所需的信息。用它可以测定散射体相对于雷达的速

度，在一定的条件下反演出大气风场、气流垂直速度的分布以及湍流情况等。这对于研

究降水的形成，分析中小尺度天气系统，警戒强对流天气有着重要的意义。

另外，由于降水粒子的运动速度较低，故雷达还必须具有较高的频率稳定性和较高

的回波频率鉴别能力，这样才能测出很小的多普勒频移。

（三）、最大不模糊距离和距离折叠

最大不模糊距离：一个雷达脉冲在下一个脉冲发射之前遇到目标物并且其回波能够

返回雷达的最距离。

我们该如何理解呢？最大不模糊距离是这样一个距离，当雷达发出的一个脉冲遇到

该距离处的目标物所产生的后向散射波返回到雷达时，下一个雷达脉冲刚好发出。也就

是说，雷达波传播到位于最大不模糊距离处的目标物，然后其回波再返回到雷达所用的

时间刚好是两个脉冲之间的时间间隔。

距离折叠（模糊）：超过最大不模糊距离的探测回波在屏幕上会产生距离模糊。

当目标物位于Rmax之外时，雷达却把目标物显示在Rmax以内的某个位置，目标物方

位是正确的，但距离是错误的。

实例演示（图1-7）：

图1-7描述了一个雷达，它的最大不模糊距离是250海里。这就意味着一个脉

冲在下一个脉冲发射之前，可以走500海里（如果途中没有目标物，就一直走500海里，

或在250海里处碰到目标后返回雷达）。有一个目标物位于200海里处。当一个脉冲在

200海里处碰到目标物时，脉冲的大部分能量继续向前走，小部分返回雷达。当目标物

的后向散射波到达雷达时，脉冲的大部分剩余能量走到离开雷达400海里处。这时由于

第二个脉冲还没有发射，雷达准确的把目标物定位在200海里处。目标物的定位不存在

模糊问题。

图1.7目标物位于最大不模糊距离内的回波

实例演示（图1-8）：

图1-8描述了一个雷达，它的最大不模糊距离是250海里。目标物位于300海

里处，比最大模糊距离大50海里。脉冲1在300海里处碰到目标物，一些能量返回雷

达，同时，脉冲能量大部分继续前进。后向散射波到距离雷达100海里的时候，脉冲2

已经发出，当脉冲1的后向波到底雷达时，雷达会认为这部分后向散射波是脉冲2在50

海里处遇到的目标物，故不能正确的定位处300海里处的目标物，而错误的定义为50

海里处的目标物。

2J,500naiIe

M冲1发射波

脉冲I的回波

100nI©250naile2r..=500nailv

图1.8目标物位于最大不模糊距离外的回波

（四）、最大不模糊速度和速度模糊

最大不模糊速度：多普勒雷达能够测量的一个脉冲到下一个脉冲的最大相移是180°

（“弧度）。与180°相移对应的目标物的径向速度称为最大不模糊速度

速度模糊：如果脉冲真实的相移等于或大于180°,则雷达的速度的测量是不正确

的，即速度是模糊的。

速度模糊的识别：

1、注意最大和最小速度等级的色标。

2、在速度图上找零速度区。某点的径向速度为零，说明该点的真实风风向与该点

的相对雷达的径向垂直，或者该点的真实风风速为零，肯定是不模糊的。

3、由零速度区向邻近区域扩展，按风速连续性原则，当风速增加或减少超过最大

不模糊速度范围时，径向速度由正最大值突变为负最大值，突变边界就是模糊区边界。

DoppIervelocity(ra/s)l?=150km

图1.9速度模糊的识别图

速度退模糊算法：

速度退模糊既可以通过软件也可以通过硬件的方法实现，这里只介绍方法不深入

介绍内容。

硬件方法

双脉冲方法(Tang等，1984；Hildebrand,1996)

软件方法

一维方法(Ray和Ziegler,1977；Bargen和Brown,1980)

二维方法(Merritt,1984；Eilts和Smith,1990)

三维方法(Bergen和Albers,1988)

四维方法(James和Houze,2001；Friedrich^0Caumont,1996)

退速度模糊个例，仰角=1.5度

退模糊前退模糊后

图1.io退模糊前后的回波对比分析图

速度退模糊算法的优点和局限性：

优点

（1）速度退模糊算法为基本和导出产品算法提供尽可能好的基速度数据。

（2）没有速度退模糊算法就不能识别大于Vmax的速度。

（3）该算法特别设计成能保存诸如阵风锋、风暴顶辐射、中气旋等重要特征。

局限性

（1）不适当的退模糊有时会模糊或掩盖重要的气象特征。造成对产品解释困难，

并在某些情况下导致错误的产品解释。

（2）算法性能有时会下降。杂波抑制、高谱宽和低信噪比SNR会降低算法性能。

（3）有时对位于下游的算法造成不利影响。不适当的退模糊的速度将对其他算法

造成不利影响，导致虚假的中气旋被鉴别为真。

（五”多普勒两难

多普勒两难：根据最大不模糊距离和不模糊速度的表达式知：

•/-=------------------±Ka*=±一•尸氏/

2.PRF4

••^ax*(±Vnlax)=±1cZ

O

对特定雷达而言，在确定的频率下，探测的最大距离和最大速度不能同时兼顾，其

积为一固定值。当PRF增大时：Rmax减小,Vmax增大当PRF减小时：Rmax增大,Vmax

减小没有一个唯一的PRF能够使它们同时达到最大值.这就是多普勒两难。

其中：脉冲重复频率(PRF):每秒产生的触发脉冲的数目

多普勒天气雷达使用不同的脉冲重复频率测量反射率因子和速度数据。用低PRF

测反射率因子，用高PRF测速度。

序号PRF'maxVe

1322467km(252nmile)8m/s(16kn)

2446335km(181nmile)11m/s(22kn)

3614233km(126nmile)16m/s(32kn)

4857176km(95nmile)21m/s(43kn)

51014148km(80nmile)25m/s(51kn)

61095137km(74nmile)27m/s(55kn)

71181128km(69nmile)29m/s(59kn)

81282117km(63nmile)32m/s(64kn)

图1.11不同的PRF值和相应的最大不模糊距离和最大不模糊速度的对照图

(六)、雷达的取样技术

1、两种基本取样模态

(1)连续监测(CS)模态：

使用一个低PRF(长Rmax和低Vmax),可以确定准确的目标物位置及强度，所以不

需要使用距离去折叠算法。

(2)连续多普勒(CD)模态：

使用高PRF(短Rmax和高Vmax)，可以测量准确的速度和谱宽，但是由于相应的最

大不模糊距离较短，所以必须使用距离去折叠算法。

2、三种取样方式

(1)分离扫描(CS/CD)方式:

雷达在某个仰角分别用CS/CD模态进行重复扫描.

(2)交替扫描方式B:

在某个仰角交替使用高PRF,低PRF扫描

(3)不考虑距离折叠的连续多普勒方式CDX

在较高仰角只使用高PRF获取反射率因子和速度数据的技术。

3、体积扫描模式VCP

(l)VCPll：

该模式5分钟完成对14个仰角的扫描，最低两个采用CS/CD模式，中间5个采用B,

上面7个采用CDX

(2)VCP21:

该模式6分钟完成9个仰角扫描，最低2个采用CS/CD,中间4个采用B,上面3个采

用CDX

(3)VCP31和VCP32

该模式10分钟完成5个仰角扫描。对于长脉冲的VCP31,最低三个采用CS/CD,

剩下2个采用CDX。对于使用短脉冲的VCP32,最低2个仰角使用分离取样方式CS/CD,

剩下的使用Bo

CSCD

图1.12体积扫描模式VCP11,VCP21,VCP31和VCP32

1.4术语解释

术语解释

RDA雷达数据采集子系统

RPG雷达产品生成子系统

PUP主用户处理器子系统

CS连续监测模态

CD连续多普勒模态

L5课堂练习

（填空题）

1、天气雷达的发展主要经过下面四个阶段：;20世纪50年代中期;

20世纪70年代中期以后；四个阶段。

2、我国新一代天气雷达（CINRAD）主要有7种型号，其中S波段的由三种型号，

为、和-C波段有4种型号：、、和o

3、我国沿海多降水地区和四川盆地布设；中部地区（第二地形台阶）布设

4、新一代天气雷达（CINRAD）由若干子系统构成，每个子系统都是由计算机控

制，主要有：、、和通讯线

路组成。

5、散射可分为和

（简答题）

6、谈谈什么是距离折叠（模糊）和速度模糊？

7、什么是多普勒两难？

2.多普勒雷达的回波识别和分析

由IC2.1单元一二级大纲

课程内容笔记

2.多普勒天气雷达的回波分析及对各类天气现象

的探测和预警

2.1雷达图像的显示方式

2.2雷达回波的分类和特点

2.3识别径向速度图

■

2.2单元理论和实操要点

1.多普勒雷达图识别基础与各类气象回波

介绍PPI显示方式的介绍；降水回波和非降水回波的介绍；识别径向速度图的基本

知识；距离折叠和去折叠算法；速度模糊及退模糊算法；片状回波、块状回波和絮状回

波等的介绍

2.3专业知识概述

由第一部分我们已经了解了多普勒雷达的基本构成和结构原理，接下来这一章重点

讲诉各类回波的识别，将学与用结合起来。

一、多普勒雷达雷达图识别基础和各类回波分析:

(一)、雷达图像的显示方式

雷达扫描方式主要分为三种：

(l)PPI扫描：固定仰角，雷达在360。方位上做圆锥面的扫描，简称平显。

(2)PHI扫描：固定方位角，雷达在垂直面上做上下扫描，简称高显。

(3)VOL体积扫描：多仰角的PPI扫描。

另外,CAPPI：等高面位置显示。实际工作中需要等高面的回波显示，用体积扫描

资料经过计算机插值处理而合成。

(二”雷达图像的分类及特点

雷达回波可分为气象回波和非气象回波。而气象回波又分为降水回波和非降水回波。

降水的反射率因子回波大致可分为三种类型：积云降水回波、层状云降水回波、积云层

状云混合降水回波。积状云降水回波具有密实的结构，多呈块状分布，而层状云降水回

波具有均匀的纹理结构，多呈片状分布。积状和层状混合云降水回波具有柳絮状结构。

2、雷达回波的分类及特点

雷达回波可分为气象回波和非气象回波。而气象回波又分为降水回波和非降水回波。

降水的反射率因子回波大致可分为三种类型：积云降水回波、层状云降水回波、积云层

状云混合降水回波。积状云降水回波具有密实的结构，多呈块状分布，而层状云降水回

波具有均匀的纹理结构，多呈片状分布。积状和层状混合云降水回波具有柳絮状结构。

图2.1雷达回波的分类

片状结构块状结构絮状结构

图2-2气象回波的分类

图2.3非气象回波的分类

下面举出各种回波的气象雷达图:

站各

型号r州

DSA

吆度CINRA

x

rir

虐113z

a

*

技23H

.zM

18H

□

,ft

酎*.廊

1。

5

回波

云降水

状的积

4块

图2.

回波

云降水

的层状

状为主

5片

图2.

图2.6絮状为主的混合性降水回波

图2-7地物回波

左侧为地物回波，会随着角度的抬高而明显的减弱，而右侧为降水回波，不会随着

角度的抬高而有明显变化。

图2.8海浪回波

东南侧的回波属于海浪回波，出现在0.5。角，随着角度抬升到1.5。，海浪回波会迅

速消失。左侧的2条带状回波属于飓线回波。

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图2.9鸟的回波

层状云连续性降水——片状回波

层状云降水又称为稳定性降水或连续性降水，通常是由于大范围空气缓慢上升而成

云致雨的。这种降水的特点是降水区的水平尺度较大、持续时间较长、强度比较均匀和

随时间变化比较缓慢。

回波特征：PPI回波特征：分布成片，面积较大，边缘模糊，结构均匀，

相对较弱（一般在20—30dBZ）；

RHI回波特征：结构均匀，顶部平整，相对起伏较小（相对于对流云降水），垂直

厚度不大（一般5—6km,因地区、季节而不同），水平尺度要比垂直尺度大得多。

天气背景：低压、静止锋、地面暖锋、高空低涡、切变线等

对流云阵性降水——块状回波

对流云降水是对流云发展到一定程度时，云中的降水粒子己不能被上升气流所托住

而降落形成的。特点是水平范围小、垂直尺度高、强度大、分布不均匀、持续时间短、

随时间变化迅速。实为积云降水（对流是积云的特征），包括：阵雨、雷雨、冰雹等。

回波特征

PPI回波特征：分散的单体，圆形或椭圆形，结构密实，内部有强中心，边界清晰,

回波强度和强度梯度较大，小的直径只有几公里，高度只有几公里，属小尺度系统；最

大的超级单体，直径可达30-40km,顶高可以穿过对流层顶，属中尺度系统；

RHI回波特征：柱状，顶部常为云砧状或花菜状，结构中有强中心，高度6-7km,

夏天可大于10km,最高可达20km左右。

天气背景：锋面上，冷锋前暖区，气团内部，副高边缘，台风外围

积层混合云降水——絮状回波

层状云降水和对流云降水混合在一起的降水，称为混合型降水。

回波特征

PPI回波特征：大范围边缘破碎的片状回波中存在棉絮状的较强块状回波，结构

不均匀；

PHI回波特征：在较为平坦的回波顶上，有一个个对流单体突起，高度通常不超

过10km。

回波中存在对流云降水的柱状回波单体和不完整的零度层亮带

天气背景：高空低槽，低涡，切变线，地面静止锋

（三）、识别径向速度图的基础知识

雷达只能测量径向速度。当雷达沿着一个固定的仰角旋转一圈时，可以根据扫描

一圈所构成的圆锥面内径向速度的分布推断雷达上空较大范围内风向、风速随高度的

变化，条件是在每一高度上风向、风速比较均匀。假定某一高度上是均匀的西风，则

实际风与雷达径向速度之间的关系如图所示。当某高度平面上的实际风向、风速均匀，

则雷达以某个仰角作360°扫描时，在与这个高度相应的距离圈上，雷达径向速度随方位

角的分布是典型的正（余）弦曲线，天线指向风的上风方时，径向速度为最小值，反之，

天线指向风的下风方时，径向速度为最大值。

图2-10显示实际风向为西风时的雷达径向速度随方位角的分布曲线，横坐标为方

位角，纵坐标为径向速度。可见，雷达波束与实际风向的夹角越大，则径向速度值越小;

实际风速越小，径向速度也越小。注意图2-11中速度值超过了最大不模糊速度Vmax:,

因此出现了速度模糊。图中最大径向速度约为+60m/s和-60m/s.由于最大不模糊速度范

围为-50m/s至+50m/s,上述最大径向速度分别被赋予-40m/s和+40m/s的速度值，出现了

速度模糊。

北

图2-10实际风与径向速度关系示意图

图2-11均匀西风的径向速度随方位角分布示意图

在径向速度图中，径向速度的大小和正负是通过颜色变化表示的，一般暖色表示

正径向速度，冷色表示负径向速度。因此在分析速度图时，应首先查看色标。作为一种

约定俗成，离开雷达的径向速度为正，流向雷达的径向速度为负。

当实际风速为零时或雷达波束与实际风向垂直时，径向速度为零，称为零速度;

径向速度相同的点构成等速度线；零等速线即由沿雷达径向速度为零的点组成。

风场均匀且风速连续的多普勒径向速度分析经验：

(1)、零等速线上的实际风向与雷达波束垂直。

(2)、若实际风向是均匀的，从测站沿着径向画一条到等零速线上的某一点，过

该点画一条矢量垂直于此直线，方向从入流径向速度一侧指向出流一侧，该矢量表示该

点的实际风向。

(3)、若零等速线为直线，且过测站，则表示在雷达所探测到的各高度层上，实

际风向是均匀一致的。

(4)、若某高度层出现最大入流或出流径向速度中心，这就是该层的实际风向，

且一般出现在距等速线+-90°的位置。

下面给出几张例子：

N

图2.12分析经验2实例图

若实际风向是均匀的，从测站沿着径向画一条到等零速线上的某一点，过该点画一

条矢量垂直于此直线，方向从入流径向速度一侧指向出流一侧，该矢量表示该点的实际

风向。

图2.13径向速度图和实际风速对比图

平等径向速度Q

图2.14分析经验4实例图

若某高度层出现最大入流或出流径向速度中心，这就是该层的实际风向，且一般

出现在距等速线+-90°的位置。

(a)

在边缘上速度接近0

图2.15牛眼型径向速度图

如果实际风速在某一层出现最大值，则径向速度图表现为闭合的最大径向速度区,

呈牛眼型结构。

S型径向速度图和反S型径向速度图：

有些雷达径向速度图呈现S型和反S型，由风向的分析原理可得知，S型径向雷

达图表示风随高度顺时针旋转，反S型表示风随高度逆时针旋转。同时，由热成风原理，

当风向随高度顺时针旋转有暖平流，风速高度逆时针旋转有冷平流。故S型对应暖平流,

反S型对应冷平流。

图2.16S型和反S型径向速度图

同时，还能根据径向速度图分析辐合辅散。如下:

图2.17辐合型径向速度图

图2.18辐散型径向速度图

图2.19水平均匀风场情况下，各种垂直风廓线的径向速度型

运用实例：请学员分析锋面过境前、锋面过境时和锋面过境后的雷达径向速度图。

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即