新一代天气雷达在天气预报预警中的应用研究

新一代天气雷达在天气预报预警中的应用研究

努尔阿米娜·依明

新疆维吾尔自治区喀什地区气象局  844000

摘要：伴随着科学技术的快速发展，互联网、大数据应运而生，气象观测系统相关技术水平、观测设备等也有了质的提升。在天气预报报警系统中，涌现出诸多的先进技术和设备，其中最突出的就是新一代天气雷达。新一代天气雷达准确率高，能够在天气预报报警中提供较高的参考价值，尤其是对于暴雨、强对流天气的预测更加精准，能够及时探测到灾害性天气，为有效防御应对气候变化预留出宝贵时间，从而提高人们的灾害应对能力。本文以新一代天气雷达为研究对象，首先阐述它的工作原理，其次重点分析新一代天气雷达在天气预报报警中的作用，希望能够为气象工作者提供一定的参考和借鉴意义。

关键词：新一代天气雷达；天气预报；预警

引言

新一代天气雷达与传统雷达相比，功率更大、灵敏度更高、性能更好。基于这样的前提，新一代天气雷达的估测可靠性大幅提高，包括降水可能性、雨量值等，同时，新一代雷达还能够进一步探测到降水地区分布及其变化特征。在实际应用运行中，新一代天气雷达能够提前感知极端天气变化，并且能够第一时间发出预警，在天气测报、气候变化、交通、农业等重大社会活动中发挥强大的保护作用。因此，研究新一代天气雷达具有较强的实用价值，能够在气象测报中发挥较高的社会效益以及经济效益。

1.新一代天气雷达探测原理

在实际操作的过程中，无论采用哪种类型的电子雷达，都主要是利用电磁波来检测目标物，通过电磁波来测量目标物的远近和基本特点，其中电子散射波技术就是无线电装置最为重要的技术基础。天气雷达可以通过对散射波的测定,监视天气变化,测定不同目标物质的属性和特点。新一代的天气雷达,在继承了传统的天气雷达技术基础上，进一步完善和强化了自己的技术核心。它的运作过程就是，频率综合器在输出了小功率高频信号后，通过雷达和发射机进一步地放大了高功率，然后再利用已有天气雷达具备的铁氧体天线，将已经科学化的能量从空间中辐射出来。

从另一种数据视角分析其探测机理，可以看出当传统天气雷达在接收到雨、雪、云等目标数据后，就会向晴空衍射。而此时，新一代雷达会更科学化地接收衍射后的电磁波，同时又根据这些数字信息，通过接收机来数据处理，以从中抽取出有用的数值。新一代的气象雷达将对这些数据信号进行参数比较后，就会在终端上展示这些监测数据,并最终生成正确预报信号，可以以此来科学化推断整个气象系统。另外,还有一项需要引起重视的改进点就是，在通常情况下,终端电脑可以较好地监控天线和分机，实现体积方面扫描以及PPI、PHI的测定。但是，新一代天气雷达进行了更高效的优化，采用VCP-21的观测模式，能够在短短5分钟左右的时间很好地完成扫描和测定，很大程度上提高了高时空分辨率，能够为天气预报报警系统提供更加精确的参数和测报信息。

2.新一代天气雷达在天气预报报警中的作用

经过以上基本原理介绍,，们们可以从总体上了解新一代天气雷达的探测机理，并熟悉其探测流程。下面本文将会在理论的基础上，对气象雷达在具体应用中的效果进行研究。

2.1在极端暴雨和强降水中的作用

极端暴雨和强降水对人们的生活会产生较大的干扰，影响交通出行，甚至引发洪涝灾害。新一代天气雷达在天气预报报警中的重要作用之一，便是监测极端暴雨和强降水，同时，这两种极端天气状况也是检测天气雷达性能的最好的试金石。回波特征是新一代天气雷达的重要属性，这种回波是一种明显的数据信号。在观测天气雷达时，天气预报工作人员要及时发现并且跟踪回波，这种回波特征是判断强降水和极端暴雨的关键。在夏季，极端暴雨和强降水尤为常见，对生产生活产生较强破坏，轻则引起城市内涝，重则引起洪涝等继发性灾害，严重危机人们的生命财产安全，因此天气预报预警十分重要，要加强预警，为人们应对极端天气预留宝贵的时间。一般情况下，极端暴雨和强降水有明显特征，如果可以通过肉眼观测到天空的变化，那么意味着极端天气状况已经形成，此时留给人们的防御时间已不足。此时，新一代天气雷达的作用就得以彰显，其具有很强的数据信息对比能力、天气参数分析能力，能够在第一时间探测苗头，感知到极端暴雨和强降水的前兆，并且能够极速传输给工作人员，这种预报预警能够为人们有效抗御极端天气起到关键作用。

2.2开展重要活动中的保障作用

    在人们的生产生活中，经常会开展农业生产、建筑、飞行航行等重要的经济活动，这些活动与天气状况息息相关，天气的好坏将对社会生产活动产生直接的影响。过去，在重要生产活动，尤其是露天开展的生产活动中，极端天气到来直接决定了活动是否可以顺利开展，难以有效应对天气变化，导致活动质量难以保证。虽然在活动开始前，也观测过天气状况，但是天气转变有时是转瞬之间，超出人们的常规认知，因此容易产生明显的误差。新一代天气雷达通过更加有效的天气观测，能够进一步缩小误差。高效的数据分析能力和参数分析能力，能够实时监测天气变化状况，并且可以全天候监测气候变化，能够在第一时间将天气情况告知给社会公众，为活动有条不紊地开展提供重要的保障作用。

2.3在天气数据处理中的作用

新一代天气雷达探测能力强，脉冲功率大，在天气探测中灵敏度高，能够较好地探测暴雨、暴雪、冰雹等灾害性天气。在天气数据处理方面，新一代雷达具有很强的数据分析作用。具体而言，新一代天气雷达能够同时从多个方面综合考虑，较好地识别判断天气基本系统。例如在暴雨天气，遇到一块强对流回波，在基速图上会出现大片的逆风区域，与强回波相互配合，同时在强回波中心附近的区域发出气旋报警，这种警报意味着即将发生雷雨大风，并且降雨量会比较大。更加重要的是，新一代天气雷达能够根据回波特征，准确地判断当前观测站在天气系统中所处的部分，判断其处于锋前、锋中还是锋后。当顺利开展这一系列的分析后，再展开对天气系统的详细分析。例如，区域性暴雨常表现为有组织的强回波带，通过新一代天气雷达能够根据逆风区的大小和强度，来判断降水的区域和演变趋势。通过天气系统数据的详细分析，能够较为准确地判断一存在的天气系统，从而提供实时信息，不断提高天气预报的准确性和有效性，提高灾害性天气的预警能力。由此可以明确，新一代天气雷达在天气系统数据分析中发挥着重要的作用，能够准确、及时、系统、完整地处理所探测的天气数据，作为天气预报工作人员，应当重视新一代天气雷达，让其发挥出为国民经济发展保驾护航的作用。

3.结语

通过上文的阐述，我们可以得出结论，新一代天气雷达具有测定回波强度的性能、较高的图像分辨率、较强的数据分析能力，是监测强对流天气的重要工具，不仅能够有效预警极端暴雨、暴雪、冰雹等灾害性天气，还能够实时提供准确的图像信息，系统分析天气数据，为我们提供定量化预报，在天气预报报警中起着极其重要的作用。作为气象工作者我们应该高度重视新一代天气雷达，在实际工作中掌握其工作原理，进一步提升其性能和工作效益。相信随着气象工作者的重视和应用，天气雷达的准确度和精度会有更高的提升，更好地发挥其预报报警作用，为经济社会的发展保驾护航。

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作者简介：努尔阿米娜·依明（1976.01）女，大专学历，工程师，从事雷达值机和人影指挥工作。