Radar
概况
雷达型号
| S波段 | 生产厂家 | C波段 | 生产厂家 | X波段 | 生产厂家 |
|---|---|---|---|---|---|
| CINRAD/SA | 北京敏视达 | CINRAD/CA | 北京敏视达 | CINRAD/XA | 北京敏视达 |
| CINRAD/SB | 北京敏视达 | CINRAD/CB | 北京敏视达 | CINRAD/XD | 北京敏视达 |
| CINRAD/SC | 成都784厂 | CINRAD/CC | 合肥38所 | ||
| CINRAD/SD | 北京敏视达 | CINRAD/CD | 成都784厂 | ||
| CINRAD/CCJ | 合肥38所 |
双偏振与单偏振
差异主要三个方面：
- 非球形粒子，对水平和垂直偏振波的后向散射能量不同，回波强度的差异；
- 不同偏振雷达波的传播速度不同，回波相位的差异；
- 两种偏振波的不一致性，造成了两种信号的相关系数的变化。
ZDR
公式：ZDR = Zhh-Zvv，它的单位是dB。它反映的是水平偏振的反射率因子和垂直偏振的反射率因子之比。
CC
协相关系数。相态识别。
KDP
差分传播相移率。降水估测、冰雹识别、降水类型识别。
相控阵
扫描方式（Scan strategy）
扫描方式规定了雷达在一次体积扫描（Volume scan）中使用多少仰角和时间。 WSR-88D，CINRAD，WSR-98D使用三种扫描方式：
- 5分钟完成14个不同仰角上的扫描（14/5）
- 6分钟完成9个不同仰角上的扫描（9/6）
- 10分钟完成5个不同仰角上的扫描（5/10）
体扫模式（VCP，Volume Cover Pattern）
扫描方式确定了一次体积扫中使用多少个仰角，体扫模式则规定了在雷达的圆锥扫描过程中使用哪些仰角进行扫描。新一代天气雷达主要采用的体扫模式目前只定义了其中的四个：
VCP11：规定5分钟内对14个具体仰角的扫描。
VCP21：规定6分钟内对9个具体仰角的扫描。
VCP31：规定10 分钟内对5个具体仰角的扫描；使用长脉冲。
VCP32：规定10 分钟内对5个具体仰角的扫描；使用短脉冲。
业务运行常用的体扫模式有VCP11，VCP21和VCP31，其中VCP11常在强对流风暴出现的情况下使用，而VCP21在没有强对流单有显著降水的情况下使用，其他情况下使用VCP31。
天气模式（Operational Mode）
分为降水模式和晴空模式。
降水模式（A）使用VCP11或VCP21，扫描方式分别为14/5（5分钟完成14个仰角体扫）和9/6（6分钟完成9个仰角体扫）。
晴空模式（B）使用VCP31或VCP32，扫描方式为5/10（10分钟完成5个仰角体扫）。
产品类型
| 产品类型 | 产品名称 | 描述 |
|---|---|---|
| 1 | PPI | Plan Position Indicator平面位置显示 |
| 2 | RHI | Range Height Indicator距离高度显示 |
| 3 | CAPPI | Const Altitude PPI等高面显示 |
| 4 | MAX | Maximum最大值 |
| 6 | ET | Echo Tops回波顶高 |
| 8 | VCS | Vertical Cross Section垂直剖面 |
| 9 | LRA | Layer Composite Reflectivity Average分层组合反射率平均值 |
| 10 | LRM | Layer Composite Reflectivity Maximum分层组合反射率最大值 |
| 13 | SRR | Storm Relative Mean Radial Velocity Region风暴相对径向速度区域 |
| 14 | SRM | Storm Relative Mean Radial Velocity Map风暴相对径向速度 |
| 20 | WER | Weak Echo Region弱回波区 |
| 23 | VIL | Vertically Integrated Liquid Water垂直累计液态水含量 |
| 24 | HSR | Hybrid Scan Reflectivity混合扫描反射率 |
| 25 | OHP | One Hour Precipitation一小时降雨累积 |
| 26 | THP | Three Hours Precipitation三小时降雨累积 |
| 27 | STP | Storm Total Precipitation风暴总降水累积 |
| 28 | USP | User Selectable Precipitation用户可选降雨累积 |
| 31 | VAD | Velocity Azimuth Display速度方位显示 |
| 32 | VWP | Velocity Azimuth Display (VAD) Wind ProfileVAD风廓线 |
| 34 | Shear | Shear风切变 |
| 36 | SWP | Severe Weather Probability强天气概率 |
| 37 | STI | Storm Track Information风暴追踪信息 |
| 38 | HI | Hail Index冰雹指数 |
| 39 | M | Mesocyclone中尺度气旋 |
| 40 | TVS | Tornado Vortex Signature龙卷涡旋特征 |
| 41 | SS | Storm Structure风暴结构 |
| 48 | GAGE | Rain Gage雨量计 |
| 51 | HCL | Hydro Class水汽分类 |
| 52 | QPE | Quantitative Precipitation Estimation双偏振定量降水估测 |
波长与衰减
| 波段 | 频率（** MHz **） | 波长（** cm **） | 常用波长（** cm **） |
|---|---|---|---|
| S | 2-4 | 15-8 | 10 |
| C | 4-8 | 8-4 | 5 |
| X | 8-12 | 4-2.5 | 3 |
S波段在降水区域里衰减最小，C波段在大雨滴有些衰减在冰雹区域衰减严重，X波段在大雨滴区域以上衰减严重。
C波段在冰雹区强回波后面常出现V形缺口，X波段雷达在强降水的后侧回波会突然没有，都是因为不同降水粒子的衰减所致。
由于衰减小、传播距离远，当发射功率足够时，S波段雷达的探测范围可以达到460km，C波段雷达可达300km，X波段雷达可达150km。
但为了保证较好的探测质量，S波段探测一般在230km，C波段雷达在150km，X波段雷达小于75km。
相关内容
速度模糊
根据Nyquist采样定律，脉冲对采集的信号频率最大为采样频率也就是重复频率（PRF）的一半，即PRF/2，即它测到的频率变化是有限的，超过这个就会产生计算错误，比如把181°认为是-179°，那么正181°表示的速度值就会表示为-179°的速度值，这就是多普勒速度值产生了错误，即速度模糊。
根据相位检测来得到多普勒速度值，就会有一个最大不模糊速度，这个值和波长λ及脉冲重复频率PRF有关。
距离折叠RF
在脉冲间等待接收时停顿的时间（PRT）里，存在最远的探测距离就，由于探测脉冲没有做记号，再远就会和第二个脉冲探测的回波相混合，认为是第二个脉冲探测的回波，就会按第二个脉冲的停顿时间来算距离，那么距离就会计算错误，把回波的距离显示在处
产生距离折叠的回波，由于波束分辨率远处比近处粗的原因，其形状会显得扁而尖。
回波叠加
当150km内的R处有回波而且150km外的（150+R）处也有回波，两个回波同时回到天线，出现了回波叠加，这时根据322Hz探测到的强度数据进行校正的时候，就要比较两处的回波强度：若强度比超过一个阈值（可预设），就把速度值认为是大值产生的而赋予回波大值的位置，另一个位置则速度不明标记RF；若强度比小于等于阈值，则两个位置都被标记RF。
回波无叠加
当150km内的R处无回波而150km外的（150+R）处有回波而因为"距离模糊"被显示在R处，这很容易根据322Hz探测到的强度数据（最大460km）比对进行校正，把回波校正到150km+R处。
多普勒雷达的最大不模糊距离和最大不模糊速度之间存在相互制约的关系。
上式表明，对于一个给定的雷达波长而言，二者的乘积为常数，若观测更大的径向速度，那么它的最大探测距离必然要减小。
退模糊
公式法 ：首先要找到真实的没有产生速度模糊的零线，然后根据零线的颜色递进，判断速度产生了 \LaTex 次模糊，读出颜色对应的速度值，根据公式进行计算。
圆周法 ：利用在180°处标有最大不模糊速度的刻度圆，顺着真实零线走刻度距离，走多少刻度就是多少的速度值，速度符号按方向取值，顺时针正逆时针为负。
CINRAD/SA采用了CS/CD交替扫描（即低重复频率PRF和高重复频率PRF）的办法，来缓解这一问题带来的影响，可以解决无回波叠加的"距离模糊"产生的影响，但是仍然没有办法解决有回波叠加的"距离模糊问题"
回波识别
层状云降水回波
层状云降水回波:分布面较均匀梯度小，15<dBZ<40，Height<8km，较高仰角上有零度层亮带，连续性降水或降雪。
层状云降水回波水平范围大、连绵成片、均匀幕状，RHI上，中高纬回波高度一般要低于6km，降雪回波<4km,降雪回波强中心的强度<20dBZ，结构更为松散。边缘模糊、发毛的原因是衰减及脉冲宽度影响。
零度层亮带
是大范围降水的雷达回波特征之一，反映了在层状云降水中存在明显的冰水转换过程。
在PPI（中高仰角）上表现为一明显的中强度色标圆环或圆弧，其强度常达30-40dbz，较附近的回波要强10-20dbZ。
在RHI上（或剖面）表现为一条回波强度较其上下均大的一条厚度较细的回波亮带。
弓形回波(下击暴流)
TODO
线性对流QLCS
TODO
钩状回波
Hook作为超级单体的一个重要标志。可由入流缺口发展成为钩状回波。
在钩状回波顶端，强入流缺口区通常易发生龙卷。TODO
有界/弱回波区BWER/WER
雷达上的BWER区域存在强上升气流，使水汽快速抬升而未凝结产生降水。
BWER在雷达低仰角上明显，随高度增加而倾斜&不可见。与中气旋位置大致对应。
（Overshooting top 上突云顶； Anvil 云砧；FFD前侧下沉气流； RFD后侧下沉气流；Wall Cloud 云墙；UD(Updraft)，上升气流；FFGF前侧阵风锋；RFGF后侧阵风锋；MESO中气旋）
上升气流和RFD的汇合→内部下沉、外部上升、漏斗状结构（两支）→向上延伸的线状辐合结构→倾斜涡管（边旋转边上升边倾斜）
长钉散射回波TBSS
长钉散射是大冰雹标识，基本出现在目标物大小与雷达脉冲波长向近时。对于冰雹侧向散射较大特点，被多次散射后，成像在沿雷达径向方向上与冰雹核心连线向外的地方，通常发生在超级单体外侧。
边界层辐合线
TODO
阵风锋
TODO
旁瓣回波
TODO
地物回波
晴空回波
回波强度位于0－10dBz,高度2km以下，卫星云图上为晴空区。晴空回波主要出现在雷达周围较近的距离，并且在暖季出现的更加频繁。
参考夏季夜间雷达图上杂波骤增？
折射指数的梯度，当折射指数随高度剧烈变化（低层大气不稳定），在地面以上风随高度快速增加的情况下，基本上暗示湍流的存在（又：水汽的脉动导致微尺度的大气折射）。