雷達回波綜合圖

雷達回波綜合圖是各氣象台站製作強對流天氣、暴雨和一般降水短時預報的有力工具。圖中用顏色表示回波強度。

基本介紹

• 中文名：雷達回波綜合圖
• 外文名：Radar echo comprehensive map
• 描述：地圖和不規則的顏色塊組成
• 套用：天氣預報
• 學科：氣象學

概念

雷達回波綜合圖由當地的地圖和不規則的顏色塊組成，顏色從藍色到綠色、黃色、橙色、紅色到紫色，圖的旁邊有雷達站名、時間、和數據範圍，還有一條標示著數字的豎向的顏色條，從藍色到紫色數字漸大，並標有數字單位，為dBZ。dBZ的範圍是10—70DBZ。

在雷達圖上，顏色表示氣象雷達的回波強度，從藍色到紫色的漸進變化，代表回波強度由小到大，降雨強度逐漸提升。dBZ叫反射率因子單位，數值越高，代表降水強度越大。

一般而言，藍色回波對應的區域表示當地被降水雲系籠罩，但尚未出現降雨；綠色回波覆蓋的區域代表當地正沉浸在小雨之中；黃色到紅色回波覆蓋的區域有中到大雨；而紫色回波的區域降水強度最大，該地區正“淪陷”於暴雨、甚至大暴雨之中，並有可能伴隨雷電大風甚至冰雹等劇烈天氣。

用微機作區域雷達回波綜合圖

為了提高質量和減少人為誤差，提高拼圖速度並為今後建立強對流天氣自動監測系統作好準備，我們著手進行自動拼圖的研究工作，並獲得了較為滿意的初步結果。

拼圖範圍和格線大小

拼圖是以格線系統為基礎的數碼信息圖。在23—36°N、113—123°N的區域範圍內，凡頂高3km以上的氣象回波均能繪入綜合圖中。每個格線的行距為33.33km，列距為20km。在拼圖區域內橫向有5格，縱向有45格，共有2475個格線。

自動拼圖範圍內基本無盲區，是美國1978年拼圖範圍的2/5，基本上能適應實際需要。

雷達觀測報告電碼

所確定的電碼內容大體與現行電碼相似，主要是將回波廓線按回波強度分布編報。綜合圖格式主要考慮了直觀性強和使用方便兩個方面，電碼格式分為四個部分:

（1）識別段：(SDCI)YYGGy11111分別標誌日期、時間和站號。

（2）特徵段：8PSHH BBBRR ADDVV等分別標誌回波中心性質、強度、高度、位置和單體或群體的移向、移速。

（3）分布段：9ZZXX SSSSS等。編報200km範圍內各格線的回波強度。

（4）結束段：99999為結束標誌。

拼圖處理

拼圖處理工具是記憶體64K的Z—80微機，配置了SR—6602型繪圖儀。軟體用BASIC語言編制。程式分為兩大部分，第一部分上要是按設計好的格式繪製底圖和表格，占記憶體為10K。第二部分是處理輸入的電碼，將處理結果送至繪圖儀繪製綜合圖，占記憶體7K。下面簡述第二部分程式段的設計情況。程式框圖見圖1。

圖1 程式流程框圖

在電碼處理程式段中，為提高出圖時效，節省記憶體，採取將電碼信息按字元串型式讀入處理的方式。電碼信息的處理按下列步驟進行：

（1）確寶本區域的雷達報是否按規定時間發出。

（2）判斷電報是否傳送完畢。

（3）處理特徵段電碼。主要是將電瑪中的P、S、HH、BBB、RR、A、DD、VV拆開分別賦入預先定義好的字元串數組或變數中去。

（4）按格線處理回波強度分布。電碼形式9ZZXX SSSSS…，9為指示碼，ZZ和XX為格線的行號和列號，SSSSS表示某五個格線內的回波強度。因規定區域內共有2475個格線，故定義了字元串變數，長度為2475個字元，來對應這2475個格線，其編號為1—2475，相應的字元串變數下標也為1—2475，每個雷達站探測的範圍均在這一組編號內。我們只要將回波強度信息按編號賦入對應的字元串變數中，即可進行拼圖處理。

以上電碼處理完後，再計算特徵點的經、緯度，然後再將處理好的信息送到繪圖儀，按照每一格線的坐標繪製回波強度分布圖，最後再填寫特徵點要素等。從輸入最後一份電報到開始繪圖，微機運行時間為20s，繪製回波強度分布圖及填寫特徵點要素10分鐘。從取樣到出圖55分鐘，比美國1978年拼圖慢4分鐘，比手工拼圖則速度大為提高。

雷達回波綜合圖的回波強度及其套用

雷達回波綜合圖反映降水實況時效快，圖象直觀，且圖上均標註有降水範圍、性質、強度、回波頂高度、降水區的移向移速及變化趨勢等，為台站開展短時天氣預報服務創造了有利的條件，一些台站在使用綜合圖時，注意結合本站的氣象要素找指標，或與天氣形勢配合分型找指標等，在實際工作中均收到了良好的效果。

回波的強度

當雷達發別的毛磁波在傳播過程中遇到雲滴、雨滴、冰晶等質點時，電磁波能錄就有一部份反射回來被雷達所接收，雷達所接收到的能量就稱之為回波功率，具體對某一部雷達來說，與雷達距離相同的兩塊降水區，階水大的回波功率也大，回波就強；反之就弱。但回波功率(Pr)不僅與降水強度有關，還和雷達機本身的參數、降水區離雷達的距離等因子有關。因此對於同一塊降水區使用不同的雷達，或在不同的距離上進行觀測，回波功率也將不同。這就是說，不能簡單地通過回波功率來測定降水強度。所以綜合圖上標註的“強、中、弱”是根據能反映回波強度及降水強度的雷達反射因子Z值大小來劃分的。

強度的套用

在套用綜合圖時應注意以下幾個問題：

（1）國家氣象局劃分的降水強度是一個瞬時概念，降水量與降水持續時間有關，測雨雷達能觀測到的只是降水的瞬時強度，要得到降水量還需對觀測到的降水強度進行時間積分。

（2）測站處於強回波區的前沿，降水時間長，降水量就大，測站處於強回波區的後沿降水量就小。

（3）降水量與回波區的充實係數有關：充實係數大的降水時間連續，降水量就大，否則就小。

（4）降水量與回波的變化趨勢有關：回波發展降水量就大，否則就小。

（5）降水量與回波形伏有關：回波呈絮狀降水量就大，回波呈塊狀局部地區的降水量大。

（6）降水量與回波性質有關：混合型和穩定性回波降水持續時間長，降水量就大。

（7）降水量與回波的移向移速有關：綜合圖上標註的移向移速是短時間內得到的，實際上移向移速也是隨時間而變化的。

（8）降水量與本站的氣象條件有關。

（9）綜合圖上標註的強度有一定的誤差，因為雷達探測時本身有一定的誤差。

以上提到的幾個注意問題，只是一般而言，其實它們之間是相互聯繫，相互影響。我們在使用中應綜合考慮這些指標，並要結合天氣形勢，物理參數等預報工具，進行綜合分析，才能收到更好的效果。