维普资讯 http://www.cqvip.com 第２期 气象水文海洋仪器 Ｎｏ．２ ２００８年６月 Ｍｅｔｅｏｒｏｌｏｇｉｃａｌ，Ｈｙｄｒｏｌｏｇｉｃａｌ ａｎｄ Ｍａｒｉｎｅ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ Ｊｕｎｅ ２００８ 多普勒雷达实时回波在地面气象观测中的应用 傅志伟 ，程义武 （１．上海市松江区气象局，上海２０１６２０；２．泰来县气象局，泰来１６２４００） 摘要：多普勒天气雷达实时回波通常被广泛应用于短时、临近天气预报中，事实上，也是做好 测报业务工作的一个有效辅助工具。本文就雷达实时回波在地面气象观测中的应用作了初浅 的介绍，在实际工作中也取得了较好的效果。 关键词：雷达实时回波；地面气象观测 中图分类号：Ｐ４１２．１；Ｐ４１２．２５ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００６—００９Ｘ（２００８）０２—００５９—０３ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ Ｄｏｐｐｌｅｒ ｒａｄａｒ ｒｅａｌ ｔｉｍｅ ｅｃｈｏ ｉｎ ｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎ ｏｆ ｇｒｏｕｎｄ ｓｕｒｆａｃｅ ｗｅａｔｈｅｒ Ｆｕ Ｚｈｉ－ｗｅｉ ，Ｃｈｅｎｇ Ｙｉ—ＷＵ （１．Ｗｅａｔｈｅｒ Ｂｕｒｅａｕ ｏｆ Ｓｏｎｇｊｉａｎｇ Ａｒｅａ ｉｎ ｓｈａｎｇｈａｉ Ｃｉｔｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ ２０１６２０，Ｃｈｉｎａ；２．Ｗｅａｈｔｅｒ Ｂｕｒｅａｕ ｏｆ Ｔａｉｌａｉ Ｃｏｕｎｔｙ，Ｔａｉｌａｉ １６２４００，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｄｏｐｐｌｅｒ ｗｅａｔｈｅｒ ｒａｄａｒ ｒｅａｌ ｔｉｍｅ ｅｃｈｏ ｗａｓ ｗｉｄｅｌｙ ｕｓｅｄ ｉｎ ｓｈｏｒｔ ｔｉｍｅ ｏｒ ｔｅｍｐｏｒａｒｙ／ｗｅａｔｈｅｒ ｆｏｒｅｃａｓｔ，ａｓ ｔｈｅ ｍａｔｔｅｒ ｏｆ ｆａｃｔ，ｉｔ ａｌｓｏ ａ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ ａｃｃｅｓｓｏｒｉａｌ ｔｏｏｌ ｆｏｒ ｆｏｒｅｃａｓｔｉｎｇ ｗｏｒｋ．Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｓｕｐｅｒｆｉｃｉａｌｌｙ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ ｔｈｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｏＤｐｐｌｅｒ ｒａｄａｒ ｒｅａｌ ｔｉｍｅ ｅｃｈｏ ｉｎ ｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎ ｏｆ ｇｒｏｕｎｄ ｓｕｒｆａｃｅ ｗｅａｔｈｅｒ．Ｍｅａｎｗｈｉｌｅ，ｉｔ ａｃｈｉｅｖｅｓ ｂｅｔｔｅｒ ｅｆｆｅｃｔ ｏｎ ｐｒａｃｔｉｃａｌ ｗｏｒｋｉｎｇ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｒａｄａｒ ｒｅａｌ ｔｉｍｅ ｅｃｈｏ；ｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎ ｏｆ ｇｒｏｕｎｄ ｓｕｒｆａｃｅ ｗｅａｔｈｅｒ 多普勒天气雷达实时回波（以下简称“雷达回 下面就雷达回波在地面气象观测工作中的应 波”或“回波”）不仅是预测短时天气、对流性天气 用谈些初浅的体会，仅供参考。 和突发性天气的有效工具，同时，掌握回波的演变 情况，对于做好地面气象观测工作同样具有十分 １雷达回波与地面气象观测 重要的意义。 １．１雷达回波与天气现象编码 地面气象观测所记载的各种天气现象，从时 当发现测站周围有降水回波出现，就应密切 效上讲是即时的，即在短时内要作出正确的判断 注意其动向，判断其发展趋势、强度、移向、移速及 和记载，并且须在规定时间内进行编报和发报。 对本地区的影响程度，并应充分估计影响时将可 因此，为了正确、及时地完成观测、发报任务，除了 能会产生哪几种天气现象，进而作好观测、编码和 要熟知各种业务技术规定和编报规则外，密切监 发报相应准备，使测报工作有序、顺利地进行。 视本地的天气实况，特别是掌握未来天气变化趋 １．２雷达回波与重要天气报 势，做到未雨绸缪，胸有成竹，从容应对就显得颇 鉴于编发重要天气报的机率小，与其相关的 为重要。而雷达回波恰恰给观测员提供了未来天 天气现象的观测、记载及其编发报的规则相对而 气变化趋势的信息。 言欠熟悉。因此，如有强回波将要或已经影响本 收稿日期：２００８—０２－２１． 作者简介；傅志伟（１９５７一），男，大专，工程师．主要从事地面气象观测业务工作． 维普资讯 http://www.cqvip.com
・ ６０・ 气象水文海洋仪器 气，更应及时做好防水措施。另外，当夜间出现强 降水，则应在日出前检查日照计是否进水，如进 水，则须擦干日照计，并重新换纸。 地区时，就应特别注意是否有大风、冰雹、龙卷风 以及强降水等天气现象的出现，并充分做好相应 的观测、编发重要天气报的准备工作，诸如天气现 象的观测记载、发报项目、发报标准、电码形式、符 号内容、编报规定、发报方式和时间等。使观测有 序进行，以确保报文正确并按时发送。 １．３雷达回波与降水量观测 ２实例简介 ２００７—０８—０３傍晚前后测站出现雷雨大风、飑 线和２ ｈ最大降水量达５５．８ ｍｍ的强对流天气。 遇本地受对流云团、台风云系等影响而产生 强降水时，为防止雨量瓶内的水溢出，给定时观测 本次天气过程从当时的多普勒天气雷达实时 回波特征的演变趋势看，在２００７—０８—０３Ｔ１４：５２的 带来不便，此时，可根据影响测站回波的强度、范 围和移向移速以及已经下的雨量，判断是否需要 增测降水量。 １．４雷达回波与雷暴 雷暴是积雨云的产物。所以，当本地闻雷暴 时，则积雨云云团就会在回波中显示出来，因此， 雷暴起止时间、方位和路径等可参考回波的强度、 所在方位和移动路径等加以判断和记载。 １．５雷达回波与蒸发器 在测量Ｅ６０１Ｂ型蒸发量过程中，当预计可能 降大到暴雨时，可对蒸发桶和专用雨量筒进行同 时加（去）盖。为确保蒸发量准确性，使因加盖对 蒸发量的影响减小到最低程度，所以，应当掌握适 时的加盖和去盖时间。为此，可根据雷达回波的 强度、范围和移向、移速及蒸发桶内的水量并结合 降水强度变化，作出是否需要采取加盖或去盖的 措施。 １．６雷达回波与地温表 夏季是强对流天气的多发期，冰雹也时有出 现。为避免因降冰雹而损坏地面温度表和曲管地 温表，当监测到有强回波向本地袭来，预计将有冰 雹出现时，应适时加罩防雹网罩，降雹停止后立 刻把防雹网罩取掉。 １．７雷达回波与地面最低温度表 在炎热的夏季为防止地面最低温度表酒精柱 因受阳光暴晒而中断，致使温度表失效，应将其收 回置于阴凉处，但当发现有强回波向本地移来，预 计将有雷雨而造成显著降温时，则应及时把收回 的地面最低温度表放回原处，以免最低温度缺测。 １．８雷达回波与日照 当有强回波向本地移来，预计将有强降水产 生的可能时，为防止日照计进水而影响记录，应在 不影响日照记录的前提下，提早采取防水措施，确 保记录的正确。尤其遇台风影响，风大雨猛的天 回波图（图１）上，在测站北面有一块弱的回波产 图１ ２００７－０８－０３Ｔ１４：５２ ０．５。仰角基本反 射率因子；红圈为测站所在区域 生，到了１５：３８（图２）该回波已发展成较强的对流 回波，并边发展边缓慢向东北偏东方向移动，１５： ４０测站北方闻雷；１５：５６在本地上游的西南到东 北一侧有４块对流回波形成（图３），随着时间的 推移，４块对流回波不断发展、加强，逐渐连成一 线，并缓慢向东南偏东方向推进，到了１６：４２（图 ４）发展强盛的呈西南到东北走向的狭长强对流回 波带移近测站上空，测站１６：４３起降阵雨，随后， 该回波带移至测站上空，稳定少动，呈准静止状 态，顿时风雨大作，雷声隆隆，１７：０７出现大风和 飑线，１６：４３￣１８：Ｏ０的降水量达５５．８ ｍｍ。该强 对流回波带前后持续１ ｈ后，缓慢东移，渐趋减 弱，消散（图略）。 由此可见，该次天气现象的生成、发展、消亡 过程，事先也可根据雷达实时回波特征的演变大 体上加以预测和判断，进而做好天气现象的观测、 记载、发报以及相应的防御准备工作，使地面气象 观测工作及时、准确、顺利地完成。 （下转第８３页） 维普资讯 http://www.cqvip.com 第２期 沈彦燕，等：矢量平均法测量地面风 ・ ８３ ・ 其中，第三组和第五组为没有风向过北的情 况，三种平均方法所得风向风速平均结果基本相 同。第一组前四个数风向为４。～５。，其它均为 ３５０。以上，只有一次过０。，矢量平均与滑动平均基 本相同，算术平均所得风向有较大的差异。第二 数据用矢量平均方法所得风速值明显偏小，就属 于这种情况。 ６结论 由于风是矢量，把风向和风速孤立起来，而把 组和第四组的情况较为复杂，都有两次以上过 ０。，尤其是风向，三者之间有较大差异，算术平均 与其它两种方法的差异较大。 风速变为大于零的值，就使其失去了“方向”。在 进行矢量平均时，两个分量可以为正值也可以为 负值，这是矢量平均与算术平均、滑动平均的根本 区别。根据风的矢量特性，可以认为，矢量平均所 无论是算术平均还是滑动平均，都是根据一 次采样先合成风向风速，然后再进行平均的，只有 得风速值是正确的。 矢量平均避免了每次的风向风速合成，一组数据 只进行一次。由于在风速很小时，风向将有很大 参考文献： 的不确定性，而风速经多次风向改变，用矢量法平 ［１］李伟．ＧＰＳ测风试验数据处理方法研究与应用［Ｒ］． 均时其分量将有正负抵消的情况，而不论是滑动 国防科学技术报告，２００５． 平均还是算术平均，由于每次的风速不可能为负 ［２］张玉存．用矢量平均法计算空中风连续变量的方法 值，而在风速为０ ｍ／ｓ时，因风向不可确定必须舍 ｒ－Ｊ－Ｉ．军事气象水文，２００６． 弃，这就与矢量法平均造成了风速的差异，第二组 （上接第６Ｏ页） 图２ ２００７－０８－０３Ｔ１５：３８ ０．５。仰角基本反 图４ ２００７－０８－０３Ｔ１６：４２ ０．５。仰角基本反 射率因子；红圈为测站所在区域 射率因子；红圈为测站所在区域 ３结束语 诚然，熟练掌握和严格执行《地面气象观测规 范》、《地面气象电码手册》以及相关的技术规定是 做好测报工作的根本，然而，雷达回波却也不失为 做好地面气象观测工作的有效辅助工具。 参考文献： ［Ｉ］俞小鼎．多普勒天气雷达原理与业务应用［Ｍ］．ｊ￡ 京：气象出版社，２００６． ［２］中国气象局．地面气象观测规范［Ｍ］．北京：气象出 版社，２００３． 图３ ２００７－０８－０３Ｔ１５：５６ ０．５。仰角基本反 ［３］中国气象局监测网络司．地面气象电码手册［Ｍ］．北 射率因子；红圈为测站所在区域 京：气象出版社，１９９９．
