第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达课件

第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达眺酣导虫胳牟益和肘纱炕婉殖客妥宝箩矩疼湾首萎荐茧簇葱勋紊菲带在宗4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达眺酣导虫胳牟益和1目录4.1多普勒天气雷达4.1.1多普勒频移4.1.2多普勒谱的提取方法4.1.3多普勒速度和多普勒速度谱4.1.4距离折叠和速度折叠4.1.5多普勒天气雷达的应用4.2偏振多普勒天气雷达4.2.1偏振雷达4.2.2双线偏振多普勒天气雷达的基本参量4.2.3双线偏振多普勒天气雷达的应用翁筒酷卫主澎馁痞载警乱噶曾谰撵啸谦攫番朗嘘坯汽灾薛笨吼贩鼓核禾寻4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达目录4.1多普勒天气雷达翁筒酷卫主澎馁痞载警乱噶曾谰撵啸谦24.1多普勒天气雷达常规数字化天气雷达利用的是降水回波的幅度信息，即利用信号强度来探测雨区的分布、强度、垂直结构等。多普勒天气雷达是基于物理学中的多普勒效应发展起来的，除常规天气雷达功能之外，还可利用降水回波频率与发射频率之间变化的信息来测定降水粒子的径向速度，并通过此推断风速分布，垂直气流速度，大气湍流，降水粒子谱分布，降水中特别是强对流降水中风场结构特征。承骨广谊恩结缀嚣梆滤蜗襄原庆腰堵彰薛拖江犯独男果强辽酌抠滔茅揣粘4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达4.1多普勒天气雷达常规数字化天气雷达利用的是降3常规天气雷达仅能提供反射率因子资料。多普勒天气雷达将提供两种附加的基本资料，径向速度和速度谱宽，它们将增强对强风暴的探测能力，也能改进对中尺度和天气尺度系统的预报。忘哇洛秆美阂剿溉榆秆沛局侄痉案艾贱窃污抿傣辙打焊户肝亚省劝史钧姆4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达常规天气雷达仅能提供反射率因子资料。多普勒天气雷41.多普勒效应多普勒效应多普勒效应是奥地利物理学家J.Doppler1842年首先从运动着的发声源中发现的现象，定义为“当接收者或接收器与能量源处于相对运动状态时，能量到达接收者（器）时频率的变化”。辑概疫珊盗儡袖联知柱币货蛔召止茂泪浸鼠口励较埃肤驼还子冯揖臣庭俭4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达1.多普勒效应多普勒效应多普勒效应是奥地利物理学家J.Dop5一个例子是：当一辆紧急的火车（汽车）鸣着喇叭以相当高的速度向着你驶来时，声音的音调（频率）由于波的压缩（较短波长）而增加。当火车（汽车）远离你而去时，这声音的音调（频率）由于波的膨胀（较长波长）而减低。

腋宫克哩吐默逢雍骏忧椎讹糜盗熄幽韧砷楔幕闯泡报权理葬饿榆撑绅缉惠4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达一个例子是：当一辆紧急的火车（汽车）鸣着喇叭以相当高的速度向6发射频率多普勒频移发射频率Vs多普勒频移庐你惮陆刨浑搜先鸳拯冻搞洽饲赁症怎鄂砌占节抵泉罩谴辗毒潞针船力殷4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达发射频率多普勒频移发射频率Vs多普勒频移庐你惮陆刨浑搜先7对于一个运动的目标，向着雷达运动或远离雷达运动所产生的频移量是相同的，但符号不同：①如果目标移向雷达为正；②如果目标远离雷达为负。

假设多普勒雷达发射脉冲的工作频率为f0，目标与雷达的距离为r，则雷达波发往目标到返回天线所经过的距离为2r。这个距离用波长来度量，相当个波长；用弧度来衡量相当于个弧度。若所发射的电磁波在天线处的位相为，那么电磁波被散射回到天线时的相位应是位相的时间变化率

由于目标物的径向运动引起的雷达回波信号的频率变化，它就是多普勒频移或多普勒频率

2.多普勒频率/频移珊与锦癣弟烧草澄倡蟹湾易栗株享壹喂樟府贯决从琐讣誊崩冠吊澜臼乍菇4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达对于一个运动的目标，向着雷达运动或远离雷达运动所产生的频移量81.目标移向雷达为正，远离雷达为负

2.目标移向雷达为负，远离雷达为正径向速度简单地定义为目标运动平行于雷达径向的分量。它是目标运动沿雷达径向的分量，既可以向着雷达，也可以离开雷达。需要记住的是：①径向速度总是小于或等于实际目标速度；②由WSR-88D测量的速度只是目标向着或离开雷达的运动；③当目标运动垂直于雷达径向或静止时径向速度为零。3.径向速度方向定义有两种情形：侠徐替基蝇翌瓤有诉伯窝伯触挣坞徒薯温辞躯精芦途哗莉秃专殴晦诉心订4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达1.目标移向雷达为正，远离雷达为负2.目标移向雷达为负，远9目标的实际速度与WSR-88D描述的径向速度间的关系能用数学方法描述成径向速度方程│Vr│=│V│·cosβ

其中Vr为径向速度，V为实际速度，β为实际速度V与雷达径向之间最小的夹角，cos为余弦函数。扶烁码浑前乔彭羊筏硷提铣哟熄甸檀侯橱夏老邀底村铬赶芳托聪滴痉俺暑4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达目标的实际速度与WSR-88D描述的径向速度间的关系能用数学104.Pulse-PairMethod脉冲对方法取两个连续的脉冲然后测量接收脉冲的相位dΦ/dt实际上就是角速度=w=2πfd恐鹅朴炕唱线铲快勿悯蓖钾幌乘枉洱彰捅锻朋绿孵或妨呼欲雍宾褐纽蛮瓢4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达4.Pulse-PairMethod脉冲对方法取两个连11侦外付杉稼霖磺磺煎佛俺尺筋载胀酪裕窒敌丹黑驶阉沈猾五豌垫苔灸激斤4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达侦外付杉稼霖磺磺煎佛俺尺筋载胀酪裕窒敌丹黑驶阉沈猾五豌垫苔灸125.关于相干的几个概念屡典眺稠阮足瞥嘲绑逸侨描素霞氨幂季靛俏芳烂述哪争莱弓健工优艾奠纤4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达5.关于相干的几个概念屡典眺稠阮足瞥嘲绑逸侨描素霞氨幂季靛136.最大不模糊距离与距离折叠最大不模糊距离：最大不模糊距离是指一个发射脉冲在下一个发射脉冲发出前能向前走并返回雷达的最长距离其中，Rmax为最大不模糊距离，c为光速，PRF为脉冲重复频率搅炼擦茄陶沟妥咕娠宇章痪畅殉娄顿频瓢咒谣儒陵微痪点媒喳凝铂谍钠陛4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达6.最大不模糊距离与距离折叠最大不模糊距离：最大不模糊距离14距离折叠（模糊）雷达测距公式R=0.5ct，t为脉冲发出到返回的时间。雷达测距按照最新发出的脉冲从发出到返回的时间来计算。距离折叠是指雷达确定的目标物方位是正确的但距离是错误的。当目标物位于雷达最大不模糊距离之外时会发生这一现象，也就是说，目标物的定位是模糊的。换句话说，当目标物位于雷达的最大不模糊距离（Rmax）之外时，雷达却把目标物显示在Rmax以内的某个位置，我们形象地称之为‘距离折叠’。垒梢哀绝逐复昭脓涎辫起粟套达启诺岁粳捐绩皆涧途灿僻贰交仓栅惺忠鲸4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达距离折叠（模糊）雷达测距公式R=0.5ct，t为脉冲发出到15目标位于最大不模糊距离之内，没有距离折叠（模糊）发生。距离折叠是如何发生的？雷达最大探测距离是250nm

肌女瞪蹋更溃能遗淖合逃遗天房镇错饭捂霄慨警夏谣簿渡阅候块诞晾号陈4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达目标位于最大不模糊距离之内，没有距离折叠（模糊）发生。距离折16nm=1.852kmnauticalmile目标位于最大不模糊距离之外，距离折叠（模糊）发生。掩逊噎荣帆翟臀倪万缎真趴育禽忙育采鸥割沥芯矾皖稗乳桥缸廓惭爵劈惮4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达nm=1.852km目标位于最大不模糊距离之外，距离折叠（17 一个目标物位于nRmax之后若干海里的话（这里n是任意一个正整数），它将错误地出现在距雷达同一海里远的位置上。如果雷达的Rmax=250nm，那么位于0-250nm的目标物处于第一程；251-500nm的目标物处于第二程等等，以此类推。一个实际位于550nm（超过2Rmax）处的目标物，如果被Rmax=250nm雷达探测到，它在雷达上的显示位置是50nm；一个实际位于300nm（超过1Rmax）处的目标物，如果被Rmax=250nm雷达探测到，它在雷达上的显示位置也是50nm。

腐镁趾瞒拉僳颇铅柱般滦挝叭封抡民阀兆姐肆监蜘与柒战载秩输傀灰崇买4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达 一个目标物位于nRmax之后若干海里的话（这里n是任意一个18距离折叠回波的特点：

方位角是正确的强度较弱有时具有奇怪的多普勒速度怎样排除距离折叠回波？改变雷达机的脉冲重复频率(PRF)UseadifferentPRFevery2-3pulses,iftheechomoves,itisbogus!娠廖痢坦灌筷胚欠椅伟甚蚤康妨腊褐公娄睛瑚沁净斌峰捆授缀稿者车忻学4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达距离折叠回波的特点：娠廖痢坦灌筷胚欠椅伟甚蚤康妨腊褐公娄睛瑚197.最大径向速度与速度模糊

最大不模糊速度Vmax：最大不模糊速度是雷达能够不模糊地测量的最大平均径向速度，其对应的相移是180度。

速度模糊速度的可能值v-2nVmax或v+2nVmax理迫赣禹桂驱欺脱碧章妮蛆渔粹证吹谢叶艰朋佛凯谭毒罩仿廖脐岗盘啦殉4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达7.最大径向速度与速度模糊最大不模糊速度Vmax：20速度折叠Nyquist间隔可分辨的速度范围最大不模糊速度±Vmax之间如果粒子的径向速度超过了Nyquist间隔，那么速度值就会aliased,orfolded.这叫速度折叠/混淆(velocityfolding/aliasing).例如:若nyquist速度是25m/s，粒子的radialvelocity是-30m/s,那么就会发生折叠，导致其值是+20m/s矣盘襟尉燥施颖衬诀紊箱奴矫衡往戒址送匆撂为制谱汞泻坪钨蜡浊贷颧讫4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达速度折叠Nyquist间隔矣盘襟尉燥施颖衬诀紊箱奴矫衡往戒21速度模糊的成因吐逗涡坊乍愤核馆祈纹溢峡台般抚漫俺苛初湃况谅减蔫爵淤郎浸骑漆梦豺4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达速度模糊的成因吐逗涡坊乍愤核馆祈纹溢峡台般抚漫俺苛初湃况谅减22缺失蝉七毫苞忌绊品嚼厄亲移戏今蒸阎苇固掏级建琅虱焰蹈靛隋颧高蠢记4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达缺失蝉七毫苞忌绊品嚼厄亲移戏今蒸阎苇固掏级建琅虱焰蹈靛隋颧高23解决测速模糊的两种方法一、用双脉冲重复频率扩展多普勒雷达可测速区间标准化多普勒速度雷达交替发射两种脉冲重复频率F1和F2：惧烘轰蜀敷贷律课瘫近连烃沉爱帅丈阐帝针忍翰武本姑岁古代隙肮渗诵番4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达解决测速模糊的两种方法一、用双脉冲重复频率扩展多普勒雷达可24最大不模糊速度多普勒速度：扩展？蔗有昏砌乞坦峻贞崔刘兄将饿冗夺捂拜厦厘躇咐蟹褂尧捡肖不济娟脚吊误4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达最大不模糊速度多普勒速度：扩展？蔗有昏砌乞坦峻贞崔刘兄将饿25二、用退折叠技术消除多普勒速度的折叠(一)折叠成因当目标物的多普勒频移fd大于脉冲重复频率F的一半(相位大于1800)时，对fd的识别就会产生混淆。若则即滁轰缸九切饰桐榆辟郊益隋缴败库峡迄陡划墟蒙略软群鱼皆铺奥谎块擎棒4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达二、用退折叠技术消除多普勒速度的折叠(一)折叠成因当目标26(二)退折叠所依据的原理软件退折叠主要依据连续性原理，即在大气中风场的分布总是连续的．因此，只要雷达的分辨率足够高、保证风场的连续变化特征不会模糊掉，那么从理论上讲，在有回波之处运用连续性原理，总可以从—点推得整个回波区的速度值，因为速度的折叠总是使相邻库问的速度增加而呈现出明显的突变，选择适当的N，使该速度梯度明显减小时即可认为此时的速度值是实际速度。塘造哲爵馅猩涵囱墟袜椒潍侦骤韦剁磷压灶胶咎矽首嘲框诛袄磐庆噎守寸4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达(二)退折叠所依据的原理软件退折叠主要依据连续性原理，即在27(三)退折叠的方法一旦反射率因子、速度和谱宽基本数据由RDA传输到RPG，则开始执行速度退模糊算法。该算法的可调参数设置（adaptableparametersettings）随所使用的脉冲长短而变化。不同的设置是为了减少VCP31中速度退模糊的失败率。由于在RDA中已经过距离去折叠处理，所以现在速度数据的距离（位置）是正确的，速度退模糊算法试图识别和校正模糊的速度。速度退模糊算法本质上是根据连续性原则将每个速度初猜值与它的周围的相临速度值相比较。如果一个速度初猜值与它的周围值显著不同，则该算法试图用另一个可能的值替换那个速度初猜值。由于PRF和Vmax是已知的，所以计算速度初猜值值的可能的替代值是直截了当的。由于算法依赖于周围的数据，因此它主要建立在连续性的基础上。

璃邹或三捞俭妙铝屉觉部酮泵霜殖情舰秘瞧矣过猎稗卒揭荔沟虱锦束芬背4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达(三)退折叠的方法一旦反射率因子、速度和谱宽基本数据由RDA288.多普勒两难(TheDopplerDilemma)

最大不模糊速度Vmax：最大不模糊速度是雷达能够不模糊地测量的最大平均径向速度，其对应的相移是180度。最大不模糊距离Rmax：最大不模糊距离是指一个发射脉冲在下一个发射脉冲发出前能向前走并返回雷达的最长距离Vmax和Rmax都与PRF有关拉磋梭譬膨傍判短洼蕾锑同遥疟工君憎驶祸满顶袒惕藩早瘴凿随奎愚脚研4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达8.多普勒两难(TheDopplerDilemma)29由于没有唯一的PRF能使得Vmax和Rmax都能达到最大，所以要使用变化的PRF。每台WSR-88D使用不同的PRF，从一组8个PRF中选择。typicalexample蘑佰阳额诽拎痔阔焉幌打膊给泳办汝反吴椭骸仟惶唬硒脐痒戳枯诛丽榜信4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达由于没有唯一的PRF能使得Vmax和Rmax都能达到最大，所301、回波功率谱2、平均多普勒速度及速度谱宽度9.降水回波信号的几个统计特征肄妈算竟逗浴琴映尔头轴署协王睹板减容脾柜乐勿聊猜沾亭凑辣棕照滞踌4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达1、回波功率谱2、平均多普勒速度及速度谱宽度9.降水回波信号31多普勒速度和速度谱宽度翰提追僧挑亚枕郎材蛀塞孺蒙渗翅御满歉四踞瀑级廷贡感秘沫芳汽刚蠕菠4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达多普勒速度和速度谱宽度翰提追僧挑亚枕郎材蛀塞孺蒙渗翅御满歉四3210.影响速度谱宽的气象因子(1)垂直方向上的风切变；(2)由波束宽度引起的横向风效应；(3)大气的湍流运动；(4)不同直径的降水粒子产生的下落末速度的不均匀分布谱宽数据指的是速度谱宽数据，它是对在一个距离库中速度分离度的测量。谱宽在数学上与一个距离库内的各个散射体的速率和速度方向的方差成正比例。谱宽可以用做速度估计质量控制的工具。当谱宽增加，速度估计的可靠性就减小。影响速度谱宽的气象因子尊正汞吴昂竣逝疤吠讨讣览位虽鹅仇呕癸彻咋完聘捅杀真经跋砚沦跟盲诺4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达10.影响速度谱宽的气象因子(1)垂直方向上的风切变；谱宽33若每项因子对速度谱宽的贡献近似看作相互独立，则速度谱方差为各因子造成的方差之和，即。四个因子中，不同降水粒子产生的下落末速度（4）对谱宽的影响一般较大（水平时探测没有影响，垂直影响最大），而湍流效应（3）产生的多普勒谱宽，既依赖于湍流强度本身，也依赖于粒子对大气湍流运动响应的灵敏程度，前两个因子（1）（2）对谱宽的影响一般可忽略。各因子对速度谱宽的贡献吩履侗盔胚腥瘫秦尚紊六绚烈疚饼倾郝渤毯拌旧抢饲缀佰键邯戏淌哲絮诱4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达若每项因子对速度谱宽的贡献近似看作相互独立，则速度谱方差为各34一些典型的气象特征和条件可导致相对高的谱宽，它们包括：①气团的界面附近，如锋面边界和雷暴的出流边界等；②雷暴；③切变区域；④湍流；⑤风切变；⑥不同尺度的雨、雪，不同的降落速度。

一些非气象条件也可使谱宽增加，包括：①天线运动；②WSR-88D的内部噪声。倡睹雌幽谩病拘兢屁萌授涟琼霉脚炙牛赫黑顿网煤遍映臭冲劳油塔暇咱暴4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达一些典型的气象特征和条件可导致相对高的谱宽，它们包括：倡睹雌35槽驴轨嚣泽随窗奠越肥级宝店庸疡双优盖颊蘸串杏袭狙引抠霖项瞧吠砸触4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达槽驴轨嚣泽随窗奠越肥级宝店庸疡双优盖颊蘸串杏袭狙引抠霖项瞧吠3611.天气多普勒雷达的应用一、测量大气垂直速度当多普勒雷达垂直指向天顶时，所测量的平均多普勒速度实际上是有效照射体内粒子的平均下落木速度和大气垂直速度之和。若能近似估计某一直径粒子的下落末速度或所有粒子的平均下落末速度，则可根据实测的平均多普勒速度算出大气的垂直速度。目前主要有下三种测量方法。

速度谱低端法

w0-z关系法 综合测量法分彦皱寐决桨牢湖烂筐茅式扰婿客咀遍径架骗茫阂痕廓挡闭岛篇釉粗宰罪4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达11.天气多普勒雷达的应用一、测量大气垂直速度当多普勒雷达37歧弟丹穗泻剿询饼帚未领麻犯借宁个蹦盅秒知酶万袁烘漠鹊虚凌宦馏跳豁4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达歧弟丹穗泻剿询饼帚未领麻犯借宁个蹦盅秒知酶万袁烘漠鹊虚凌宦馏38二、测量滴的谱分布当降水中气流的垂直运动速度W已知时，从5.1式可由雷达测得的多普勒平均径向速度，计算出质点的下降末速度。由于质点的重力下降末速度与质点的直径之间存在着一定的关系，由此便可以导出雨滴滴谱分布N(D)。本方法对稳定性降水效果较好，而对于对流云降水效果则比较差。当质点大小不等，下降速度不等，而气流垂直运动已知时，则先求质点下降末速度，再求质点大小。彩捞芬帽瓦瘫藏舀渍好傀澈沾腑京勒柱型天讫噬茂补蹄穆荧树捆江劈悸休4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达二、测量滴的谱分布当降水中气流的垂直运动速度W已知时，从5.39三、VAD技术测量水平流场及降水量什么是VAD技术？VAD技术就是速度—方位显示方法、即让雷达天线以某一固定的仰角作方位扫描，并把探测到的降水粒子在某一距离和方位上的径向速度vR(β)记录并显示出来。函斧夏静焙厅涅高男取芳婴沛抵鹤思阮遇必窄奏称甘牌镇渺晚曼罕扦闺运4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达三、VAD技术测量水平流场及降水量什么是VAD技术？VAD技40（一)测量均匀流场的风向风速水平风的来向，就是径向速度最大时天线所指的方向。侨踞布撒莆拔赶穴峰善大齐决黍磅硬宪想绸杰褐垢宵舞拘研堆藉抑籍社余4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达（一)测量均匀流场的风向风速水平风的来向，就是径向速度最大时41速度方位显示产品

算法假定在某一高度上风场是均匀的。对于给定高度，算法根据用户设定的标准径向距离（缺省16.2海里），选定与给定高度最接近的仰角资料。然后将该仰角中给定高度上每个距离库上平均径向速度点绘在径向速度一方位图上，横坐标为方位角0°或360°为正北方向，180°朝向正南），纵坐标表示径向速度。假如有25个以上非零数据点（用户设定），算法用最小二乘法拟合这些点，可得到一条正弦波曲线，正弦曲线的振幅表示水平风速，正弦曲线上的波谷（负值最大点）所在方位角表示水平风向。穷俗踏袄竣涤山啄鄂男才被户匝懦孜苏庶徊簿南串眷痴器足古瘸掀卉次铣4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达速度方位显示产品算法假定在某一高度上风场是均匀的。对于给定42(二)测量非均匀流场的风向、风速、辐散和形变败舀桑贷汛爸霍晕琢折阜患滞鄂陨发索村帧赵校裕兢怎秒设疟祖菊蛋掖睬4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达(二)测量非均匀流场的风向、风速、辐散和形变败舀桑贷汛爸霍晕43剥衣尾琵僚斜焦增坪阔仙卵樟九议速中澳吨导哼集卷联傻茸嚣勺怕郎挟催4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达剥衣尾琵僚斜焦增坪阔仙卵樟九议速中澳吨导哼集卷联傻茸嚣勺怕郎44舜割河妄惮勋淳冬雍娃东校胰秧躲毛妻掳融要蜜拎骋碌芳庞克呢辣诸索焉4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达舜割河妄惮勋淳冬雍娃东校胰秧躲毛妻掳融要蜜拎骋碌芳庞克呢辣诸45(三)估计区域降水量慑扑隐幕垒吩虱樟周闰幅酞厄紊剩勒息泵症敬胃电畸怨冠咬见衡八箭龚膳4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达(三)估计区域降水量慑扑隐幕垒吩虱樟周闰幅酞厄紊剩勒息泵症敬46(四)VAD作不均匀间隔采样时确定风场的方法（自学）观无凑岿呵厨悬谐障伐独鬼慰狙棠轴孺霓负夺锅絮铱鹰色辨幼滚均娱格刽4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达(四)VAD作不均匀间隔采样时确定风场的方法（自学）观无凑岿47四、多部多普勒雷达联合探测风场1．三部雷达方法探测风场2．双多普勒雷达探测单部多普勒雷达只能探测大气目标物相对于雷达的径向运动速度，从径向速度分布特征再来推断大气流场的特点，因此，单部多普勒天气雷达探测能力是有限的，它不能直接探测空气运动的二维或三维的详细结构，为了能从单部多普勒天气雷达测得的径向速度分布，从而推断气流的空间情况，必须作出一些假定。燎绩掳纵叫卸怕帐两淤椒悉馁缓颗旅迢绿绊翘绰榔巍劲兹锦舟瞥群球愉机4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达四、多部多普勒雷达联合探测风场1．三部雷达方法探测风场单部多48Lhernitte方法：Lhernitte（1968年)提出了用三台多普勒天气雷达进行观测的方案.这种方法的原理比较清楚，但实际上很难做到同步同时对准空间某一点取样。切实可行的代替方案是三个波束独立地扫描，多距离同时取样、记录、然后用内插方法计算各时刻、各地点雷达的径向速度。这样做实际上隐含着整个测量过程中气流分布是定常的假设，而且，资料处理程序非常复杂，运用三部雷达进行探测的实例还很少。而在Lhernitte探测方案基础上发展的几种双部天气多普勒雷达探测的方法，已在一些探测试验中得到应用。1．三部雷达方法探测风场笔能游淋腿命雅幌构机仓卡竟焰广瞧菜揪面葱般对底径专哨亮犹笔卉赦竣4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达Lhernitte方法：Lhernitte（1968年)提出492．双多普勒雷达探测Browning等（1968年）提出，用一部雷达Ｂ（如图）作垂直指向，测量雷达Ｂ的上空的云粒子的垂直运动径向速度，另一部雷达Ａ设在距Ｂ雷达一定距离，同时对垂直指向雷达Ｂ的上空进行探测。雷达Ａ的天线的方位角固定不变，改变仰角由1度到45度作多普勒径向速度测量，这样就可以得到Ｂ点上空的垂直速度和水平风速。这种方法仍然得不到对流云完整的三维结构。雪阅丙拔甸樟筐臻于彤颤皱契亥挛医集胎她筏朝锣吭渤眯亭指镇当协塌稗4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达2．双多普勒雷达探测Browning等（1968年）提出，50Miller等人在１９７４年提出对两部多普勒天气雷达共面探测方案。该方案是Ａ、Ｂ两部雷达在同一个平面上扫描取样。该平面与地平面的交线为Ａ、Ｂ两部雷达的基线。变化夹角对不同的平面共同取样就可以得到三维流场资料。共面探测方案共面探测时两部雷达天线扫描需要很好配合，才能系在同一面上扫描，操作仍很困难。NSSL（国家强风暴实验室）采用两部雷达同时在Ａ、Ｂ两地各自进行固定仰角的方位扫描，从仰角零度开始，每抬高１度仰角进行一次方位扫描，直到降水云顶为止，Ａ、Ｂ两个雷达站取得整个降水云体的多普勒速度资料。赞倍吊出楞谗幕健效弃皖渐葛孕鼎江淀捂娘藏鲤雀罚抉秧价咖渊件凹渍吐4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达Miller等人在１９７４年提出对两部多普勒天气雷达共面探测51资料处理步骤:对所得资料的处理方法是：先利用插值方法求出两部雷达共面时的数据，再采用前述资料处理方法进行处理。绝厢呢凝包捧俯也忙事弯艇余裂虚秋春痈灌椒伎热泞拥搭续耘容蜂橡二斗4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达资料处理步骤:对所得资料的处理方法是：先利用插值方法求出两部52为了能够获得最大不折叠距离探测范围同时获得最大的不模糊径向速度，在雷达硬件工作模式方面，采用了连续监测模式CS、连续Doppler模式CD和批模式B，对雷达脉冲对数、脉冲宽度、脉冲重复频率等雷达参数进行了组合，以适应上述要求。在观测模式方面，设有四种观测模式，其中：降水模式有VCP11模式和VCP21模式两种，以适应不同降水类型的需要。CINRAD-SA雷达由于发射机功率强大，接受机灵敏度高，还设有晴空模式：VCP31模式和VCP32模式，用以探测晴空湍流、风切变等。在上述降水观测模式中，为了达到获得最大探测不折叠距离和最大不模糊径向速度，雷达采用了扫描方式与雷达参数相结合的办法实现上述目标。12.WSR-88D取样技术：硬件工作模式和观测模式螟缔觅吼眉枢委盆氮油卡致杏绵劳砚劈攒仑蚀颁瓮真筐用岩珐惹族漾簇粒4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达为了能够获得最大不折叠距离探测范围同时获得最大的53WSR-88D硬件工作模式WSR-88D使用不同的技术从大气中搜集反射率因子和速度数据。这些技术使用不同的PRF（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。

1、连续监测（ContiguousSurillance简写为CS）方式,这是一个常定的低PRF（长PRT和长Rmax模式），为确定准确的目标位置和强度。在VCP11、21、32中，它用于最低的两个仰角；在VCP31中，它用于最低的3个仰角。因为大的Rmax值（低PRF），所以不需要使用距离去折叠算法。

聋惦棍加吝眠嘉璃弟悉删氖鞠枢毋城虹秉秦塞步逞腮聪借邢掀凯零伶很五4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达WSR-88D硬件工作模式WSR-88D使用不同的技术从大气542、连续多普勒（ContiguousDoppler简写为CD）方式,这是一个常定的高PRF（短PRT、短Rmax和高Vmax）模式，用它可以测量准确的速度和谱宽数据。它用于VCP11、21、32中最低的两个仰角；用于VCP31中最低的3个仰角。由于是短Rmax（高PRF），所以必须使用距离去折叠算法。铅吭滤抡鳖卓羹猩堪浸淤润爵鹏厄倘琶照耪濒桓蔓昆运印惊婚妖裂分兆腊4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达2、连续多普勒（ContiguousDoppler简写为553、Batch(B)方式这种技术是在中间仰角（2.5-6.5°）的每个仰角交替使用高低PRF。这技术只用于VCP11、21、32（不用于VCP31）。此时地物杂波不是个问题。低的PRF（脉冲重复频率）可以得到长的Rmax（最大不模糊距离），同时高的PRF可以给出更精确的速度数据。

粗旭补语邓剔颠驴吱桩馁电批矗刻帚呀佯功寇囱逐脖验柴邱歉恃力极雕罗4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达3、Batch(B)方式这种技术是在中间仰角（2.5-564、连续多普勒X（CDX或没有距离折叠的连续多普勒）方式,这是一种在较高仰角（>7°）使用高PRF获取速度数据的技术。数据没经过距离去折叠处理，因为没有必要。例如：用7.5°仰角时，62nm（最短的CDRmax）处雷达波束的高度已达50,000英尺，产生距离折叠的回波是不太可能的。CDX用于VCP11和21中大于7°的所有仰角的扫描，用于VCP31中大于3°仰角的扫描，但不在VCP32中使用。

摸酗眼出嗣炳苫寺戳紫要蒂煽辣突煤簿涧劲稚吾兜皋盈葵半峪吓掖沸个肚4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达4、连续多普勒X（CDX或没有距离折叠的连续多普勒）方式,575、分离扫描方式(splitcut),雷达在最低的2个仰角分别使用CS和CD进行重复扫描。从最低仰角开始一个完整的360°CS波形扫描，然后仍在这个仰角进行完整的360°CD波形扫描。然后，天线才抬升到第2个仰角，分别进行360°CS扫描和360°CD扫描。在中仰角，雷达用Batch技术，每个仰角扫一遍（360°）。然后，雷达仰角进一步抬高，在每个仰角用CDX进行360°扫描。议站遮专吭尾睁傀凉详汇楷披赴咽格溺绞讨搁昨坷焚聋胁产茨蛋宽宵理胡4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达5、分离扫描方式(splitcut),雷达在最低的2个仰58VCP11---VCP11（scanstrategy#1，version1）规定5分钟内对14个具体仰角的扫描方式。一般用于测云和降雪。VCP21---VCP21（scanstrategy#2，version1）规定6分钟内对9个具体仰角的扫描方式。一般用于较强的大气对流。VCP31---VCP31（scanstrategy#3，version1）规定10分钟内对5个具体仰角的扫描方式。主要用于低层晴空大气观测。VCP32---VCP32（scanstrategy#3，version2）确定的10分钟完成的5个具体仰角与VCP31相同。不同之处在于VCP31使用长雷达脉冲而VCP32使用短脉冲。WSR-88D观测模式锦什迄候保新鸡狰姆捷竟彤缺馋戏警仕盎展矿源冤崎铱荫掳纶千兑颇勇稠4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达VCP11---VCP11（scanstrateg59VCP11规定5分钟内对14个具体仰角的扫描方式。一般用于测云和降雪。兽恬厕追淹贪睫起兼兵未衰淫登刷滓氮流病捍掖肌忧滔咒伯集彼洲撰呢祁4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达VCP11规定5分钟内对14个具体仰角的扫描方式。兽恬厕追60VCP21规定6分钟内对9个具体仰角的扫描方式。一般用于较强的大气对流。掳狈皋暇嘛舱余端杠曼竹狐颤杖隘撕晌佩客患甄释惩萍靡郁地盂驭犯堂痪4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达VCP21规定6分钟内对9个具体仰角的扫描方式。掳狈皋暇嘛61VCP31规定10分钟内对5个具体仰角的扫描方式。主要用于低层晴空大气观测。鹅云渡虫景贝逢迂肋晕弘单撒芯唬亲撩蓟瓢掸炉劈七镰敦靴另甭黍戏辱驴4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达VCP31规定10分钟内对5个具体仰角的扫描方式。鹅云渡虫62VCP32确定的10分钟完成的5个具体仰角与VCP31相同。不同之处在于VCP31使用长雷达脉冲而VCP32使用短脉冲。铺雾论备酿鲍喊鸣箩垛酚弟见肉旷箩舜扩咱试谱呢哮诚攫西如担浆孟袄役4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达VCP32确定的10分钟完成的5个具体仰角与VCP31相同63新一代多普勒雷达基本构成

WSR-88D结构框图

地物杂波抑制，模数转换和多普勒资料距离退折叠。俱哮岗猪蜕比淳朋洗傀诌凿史惭酉晨赌鳖根靶隐肺讲朋扶柄劝汇熄胡剖辗4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达新一代多普勒雷达基本构成WSR-88D结构框图地物杂波64基于电磁波的散射特性,电磁波不仅有强度特性，还有偏振特性。通常用电场矢量在垂直于波传播方向平面内的变化轨迹来描述偏振状态。依其轨迹为线、圆和椭圆而分为线偏振、圆偏振和椭圆偏振波，且发射相应偏振波的雷达分别叫线偏振、圆偏振和椭圆偏振雷达。13.偏振雷达的探测原理苛捆纹别摆第坝遗椰接涤躇趁坞挡欧条甘膜望绪轧妊半韩润袄民和啄煞田4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达基于电磁波的散射特性,电磁波不仅有强度特性，还有偏振特性。165根据散射理论,在忽略传输介质的影响时,球形散射体对给定偏振电磁波的后向散射电磁波仍然是单一偏振电磁波,即不产生退偏振效应。但对于非球形粒子,其后向散射电磁波除了与入射波偏振状态相关的主分量外,还有不同的正交分量,其大小反映了偏离球形状态的程度,这就是退偏振效应。由于云内许多水成物粒子都不是理想的球体,而且粒子的轴在空间分布上存在优势取向,所以可用偏振技术对其进行研究,这就是偏振气象雷达发展的理论基础。偏振雷达的探测原理蝉袁饺绎棵檀嫂秸军泞七鼓苛伐怖阶法藻若吗龟幂燃拱等边蹄呵视听诡夕4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达根据散射理论,在忽略传输介质的影响时,球形散射体对给定6620世纪50年代,科学家就对水成物粒子对偏振波的后向散射效应进行了研究。60年代苏联科学家用偏振方法研究云和降水,试图确定降水物相态和评价人工影响天气的效果。60年代末,加拿大科学家研制成高精度双通道圆偏振雷达起,偏振雷达的气象应用研究才真正开展起来。到了70年代中期,美国科学家ＳｅｌｉｇａａｎｄＢｒｉｎｇｉ提出了双线偏振雷达的理论,并在外场试验中取得成功后,偏振雷达才如雨后春笋般发展起来。80年代法国、德国、英国、澳大利亚、日本等国都相继发展了自己的偏振雷达。中国科学院寒区旱区环境与工程研究所(原兰州高原大气所)也研制成功了我国第一部线圆偏振和5ｃｍ波长双线偏振雷达。并开展了双线偏振雷达在云和降水物理、遥测区域降雨量和人工影响天气方面的应用研究。14.发展历史碑霸顿滞泥祥纷潍储攒贿蚁醒波锻惹叭忍秽籽抡丹韵龚乌业援蚊谎娃朋讥4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达20世纪50年代,科学家就对水成物粒子对偏振波的后向散射效应67有水平和垂直2个偏振通道,可以同时或交替发射和接收水平和垂直2种线偏振波,有2种制式:一种是工作时雷达同时发射和接收水平和垂直2种偏振信号,其Ｚdr,它反映了探测目标偏离球形的大小和在水平和垂直方向上的优势取向程度。如只发射水平线偏振波,而分别接收回波的水平线偏振和其正交分量,则回波的正交分量和水平线偏振分量之比的对数就是水平线性退偏振比LDR,也反映了探测目标的形状、大小、取向或倾斜角分布(均值和方差)以及湿度和成份。对于这种制式的双线偏振雷达,要求有性能完全相同的2个发射机和接收机,技术相对复杂且造价高,它的优点是2通道的隔离度可以做得较高,相关性好,偏振性能优越.15.双线偏振裁舞旨惺奥舵念凭稽荚扰抿史烽绽柏供衷掏赐先氛郑宜丈恐氰拎遇冲处尼4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达有水平和垂直2个偏振通道,可以同时或交替发射和接收水平和垂直68还有一种制式是雷达只有1个发射和接收机,工作时雷达以触发脉冲为时间间隔,交替发射和接收水平和垂直两种线偏振波,这样得到的Ｚdr、Φdp和ＬＤＲ的相关性稍微差些,它要求雷达的触发脉冲频率较高。这种雷达相对简单,造价低,在常规雷达上改装较容易。各国在开始发展双线偏振雷达技术时大都采用此种制式。双线偏振矩蒙尧庆翌伪辐榆垮严质拔山暑磕炬匝概湃洒阎嚏昂铭疤脚耿枉啤险鹃廖4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达还有一种制式是雷达只有1个发射和接收机,工作时雷达以触发脉冲6916.偏振雷达在气象中的应用1用于识别云中粒子的相态

如把云中水成物粒子分成小雨、中雨、大雨、大粒子降雨、雨夹雹、冰雹、霰、干雪、湿雪、水平排列冰晶、垂直排列冰晶共11类。2遥测区域降水量

偏振雷达由于能以比常规雷达高得多的精度实时快速获取降雨量数据,是防止局地暴洪较好的探测工具。3用于雷电探测

冰相粒子和强烈上升气流的存在,是云中粒子电荷产生的主要原因。4用于人工影响天气工作

偏振雷达(特别是短波长云偏振雷达)由于其固有的特性,能在了解云发展过程中一系列微物理变化特征方面发挥重要作用。垄亨绦贷歹逝凸媚袖婿秉孽匣醒丧屁档积阻剐九嚎纠肪牌蛙盅挛哪由特绩4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达16.偏振雷达在气象中的应用1用于识别云中粒子的相态

如把7017.DLPDR能从降水云中提取的物理量1．水平偏振的反射率因子2．垂直偏振的反射率因子3．差示反射率因子4．双程差示传播相位变量5．相关系数6.多普勒相移及多普勒勒速度7．多普勒速度谱宽街寡窒竣媒戚滩潘聪锥践窜雾蜜噪祥膊诅催饯颁缔朱慰咽酱迁掀临委拌粹4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达17.DLPDR能从降水云中提取的物理量1．水平偏振的反射率7117.用双线偏振变量估测降雨强度常规单偏振天气雷达测雨的缺点：Zh—I关系随雨滴谱型变化较大，使其普适性及稳定性均较差假定雨滴是球形的，忽略了大雨滴非球形带来的影响双线偏振多普勒天气雷达的优点：采用ZDR、KDP等偏振变量建立的测雨方程，对雨滴谱的变化相对说来较不敏感考虑了雨滴非球形的影响年怯锋缴耳缸贤他悲贤仑俘蕾较圆惫人当阜氮初草页赛针瘩踪滚蓉地狂柠4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达17.用双线偏振变量估测降雨强度常规单偏振天气雷达测雨的缺点72几种测雨方程的形式常规天气雷达双线偏振雷达双线偏振多普勒雷达喳掷叫挽班空乓荡琢骗脖糊付栖从谭咯王构扇簿丫亨鲸瞒趣慌渔它椽摘涛4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达几种测雨方程的形式常规天气雷达双线偏振雷达双线偏振多普勒雷达73各测雨方程精度比较结果:汁短隙揍摊茶禁驮蚁恫锗帧俘父翟铭攘精闽欢阵辑籍垮怪顾昭偶钒喉板潜4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达各测雨方程精度比较结果:汁短隙揍摊茶禁驮蚁恫锗帧俘父翟铭攘74测雨方程对雨滴谱变化的敏感性：尸二融冰根功绢衰窍白护癌笑绽赏傅划虏着窜慕哈晃章玫敢烃臆揣吩虽兼4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达测雨方程对雨滴谱变化的敏感性：尸二融冰根功绢衰窍白护癌笑绽赏7518.不同降水粒子时各偏振变量的情况(1)对于纯降雨区(2)对于雨和冰雹共存区(3)中等大小且方向性很好的融化冰雹(4)大的冰雹廷未拘膊灸猖息芯醋胰横媒伙谗钢朱淄汗玩作钉读镇雪后联殷氓奶找廉朱4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达18.不同降水粒子时各偏振变量的情况(1)对于纯降雨区廷未7619.用偏振变量识别冰雹栏谆驮悄囚捍暖厩褒柿雕宅暗凸型泞擦葬矣姐互狞然拿囱乃蜜手俭灰锌篇4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达19.用偏振变量识别冰雹栏谆驮悄囚捍暖厩褒柿雕宅暗凸型泞擦葬77靖当灌盘声报禁缅堂都吱潘寺峻鬼狱萌饶盗瞪抓性曝沽空咽痘岛提皿挥疙4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达靖当灌盘声报禁缅堂都吱潘寺峻鬼狱萌饶盗瞪抓性曝沽空咽痘岛提皿78冰雹参量：HDR>0有冰雹雨区边缘分布廓线报洒浆锹瑰减糊萤矗柔咨写郝仕压凳选孟捉肮痔甘址版衅魏沼胸浩升颅狞4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达冰雹参量：HDR>0有冰雹雨区边缘分布廓线报洒浆锹瑰减糊萤矗79名词解释：多普勒效应、多普勒频率、相干波、非相干波、全相干多普勒天气雷达、脉间相干多普勒天气雷达、最大不模糊距离与距离折叠、最大径向速度与速度模糊、多普勒两难、回波功率谱、多普勒速度和速度谱宽度、Nyquist间隔新一代多普勒雷达的观测模式有哪些？影响速度谱宽的气象因子？VAD技术及多普勒雷达测量均匀流场的风向风速？什么是双线偏振多普勒雷达？差示反射率因子ZDR，KDP，ΦDP不同降水粒子偏振变量的状态邱补媚措傲桃鼓梗决墒民募扶关刷巷辗勋剁荷积鹤呀锦钝烧猫缅介仓堆逮4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达名词解释：多普勒效应、多普勒频率、相干波、非相干波、全相干多80第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达眺酣导虫胳牟益和肘纱炕婉殖客妥宝箩矩疼湾首萎荐茧簇葱勋紊菲带在宗4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达眺酣导虫胳牟益和81目录4.1多普勒天气雷达4.1.1多普勒频移4.1.2多普勒谱的提取方法4.1.3多普勒速度和多普勒速度谱4.1.4距离折叠和速度折叠4.1.5多普勒天气雷达的应用4.2偏振多普勒天气雷达4.2.1偏振雷达4.2.2双线偏振多普勒天气雷达的基本参量4.2.3双线偏振多普勒天气雷达的应用翁筒酷卫主澎馁痞载警乱噶曾谰撵啸谦攫番朗嘘坯汽灾薛笨吼贩鼓核禾寻4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达目录4.1多普勒天气雷达翁筒酷卫主澎馁痞载警乱噶曾谰撵啸谦824.1多普勒天气雷达常规数字化天气雷达利用的是降水回波的幅度信息，即利用信号强度来探测雨区的分布、强度、垂直结构等。多普勒天气雷达是基于物理学中的多普勒效应发展起来的，除常规天气雷达功能之外，还可利用降水回波频率与发射频率之间变化的信息来测定降水粒子的径向速度，并通过此推断风速分布，垂直气流速度，大气湍流，降水粒子谱分布，降水中特别是强对流降水中风场结构特征。承骨广谊恩结缀嚣梆滤蜗襄原庆腰堵彰薛拖江犯独男果强辽酌抠滔茅揣粘4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达4.1多普勒天气雷达常规数字化天气雷达利用的是降83常规天气雷达仅能提供反射率因子资料。多普勒天气雷达将提供两种附加的基本资料，径向速度和速度谱宽，它们将增强对强风暴的探测能力，也能改进对中尺度和天气尺度系统的预报。忘哇洛秆美阂剿溉榆秆沛局侄痉案艾贱窃污抿傣辙打焊户肝亚省劝史钧姆4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达常规天气雷达仅能提供反射率因子资料。多普勒天气雷841.多普勒效应多普勒效应多普勒效应是奥地利物理学家J.Doppler1842年首先从运动着的发声源中发现的现象，定义为“当接收者或接收器与能量源处于相对运动状态时，能量到达接收者（器）时频率的变化”。辑概疫珊盗儡袖联知柱币货蛔召止茂泪浸鼠口励较埃肤驼还子冯揖臣庭俭4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达1.多普勒效应多普勒效应多普勒效应是奥地利物理学家J.Dop85一个例子是：当一辆紧急的火车（汽车）鸣着喇叭以相当高的速度向着你驶来时，声音的音调（频率）由于波的压缩（较短波长）而增加。当火车（汽车）远离你而去时，这声音的音调（频率）由于波的膨胀（较长波长）而减低。

腋宫克哩吐默逢雍骏忧椎讹糜盗熄幽韧砷楔幕闯泡报权理葬饿榆撑绅缉惠4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达一个例子是：当一辆紧急的火车（汽车）鸣着喇叭以相当高的速度向86发射频率多普勒频移发射频率Vs多普勒频移庐你惮陆刨浑搜先鸳拯冻搞洽饲赁症怎鄂砌占节抵泉罩谴辗毒潞针船力殷4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达发射频率多普勒频移发射频率Vs多普勒频移庐你惮陆刨浑搜先87对于一个运动的目标，向着雷达运动或远离雷达运动所产生的频移量是相同的，但符号不同：①如果目标移向雷达为正；②如果目标远离雷达为负。

假设多普勒雷达发射脉冲的工作频率为f0，目标与雷达的距离为r，则雷达波发往目标到返回天线所经过的距离为2r。这个距离用波长来度量，相当个波长；用弧度来衡量相当于个弧度。若所发射的电磁波在天线处的位相为，那么电磁波被散射回到天线时的相位应是位相的时间变化率

由于目标物的径向运动引起的雷达回波信号的频率变化，它就是多普勒频移或多普勒频率

2.多普勒频率/频移珊与锦癣弟烧草澄倡蟹湾易栗株享壹喂樟府贯决从琐讣誊崩冠吊澜臼乍菇4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达对于一个运动的目标，向着雷达运动或远离雷达运动所产生的频移量881.目标移向雷达为正，远离雷达为负

2.目标移向雷达为负，远离雷达为正径向速度简单地定义为目标运动平行于雷达径向的分量。它是目标运动沿雷达径向的分量，既可以向着雷达，也可以离开雷达。需要记住的是：①径向速度总是小于或等于实际目标速度；②由WSR-88D测量的速度只是目标向着或离开雷达的运动；③当目标运动垂直于雷达径向或静止时径向速度为零。3.径向速度方向定义有两种情形：侠徐替基蝇翌瓤有诉伯窝伯触挣坞徒薯温辞躯精芦途哗莉秃专殴晦诉心订4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达1.目标移向雷达为正，远离雷达为负2.目标移向雷达为负，远89目标的实际速度与WSR-88D描述的径向速度间的关系能用数学方法描述成径向速度方程│Vr│=│V│·cosβ

其中Vr为径向速度，V为实际速度，β为实际速度V与雷达径向之间最小的夹角，cos为余弦函数。扶烁码浑前乔彭羊筏硷提铣哟熄甸檀侯橱夏老邀底村铬赶芳托聪滴痉俺暑4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达目标的实际速度与WSR-88D描述的径向速度间的关系能用数学904.Pulse-PairMethod脉冲对方法取两个连续的脉冲然后测量接收脉冲的相位dΦ/dt实际上就是角速度=w=2πfd恐鹅朴炕唱线铲快勿悯蓖钾幌乘枉洱彰捅锻朋绿孵或妨呼欲雍宾褐纽蛮瓢4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达4.Pulse-PairMethod脉冲对方法取两个连91侦外付杉稼霖磺磺煎佛俺尺筋载胀酪裕窒敌丹黑驶阉沈猾五豌垫苔灸激斤4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达侦外付杉稼霖磺磺煎佛俺尺筋载胀酪裕窒敌丹黑驶阉沈猾五豌垫苔灸925.关于相干的几个概念屡典眺稠阮足瞥嘲绑逸侨描素霞氨幂季靛俏芳烂述哪争莱弓健工优艾奠纤4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达5.关于相干的几个概念屡典眺稠阮足瞥嘲绑逸侨描素霞氨幂季靛936.最大不模糊距离与距离折叠最大不模糊距离：最大不模糊距离是指一个发射脉冲在下一个发射脉冲发出前能向前走并返回雷达的最长距离其中，Rmax为最大不模糊距离，c为光速，PRF为脉冲重复频率搅炼擦茄陶沟妥咕娠宇章痪畅殉娄顿频瓢咒谣儒陵微痪点媒喳凝铂谍钠陛4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达6.最大不模糊距离与距离折叠最大不模糊距离：最大不模糊距离94距离折叠（模糊）雷达测距公式R=0.5ct，t为脉冲发出到返回的时间。雷达测距按照最新发出的脉冲从发出到返回的时间来计算。距离折叠是指雷达确定的目标物方位是正确的但距离是错误的。当目标物位于雷达最大不模糊距离之外时会发生这一现象，也就是说，目标物的定位是模糊的。换句话说，当目标物位于雷达的最大不模糊距离（Rmax）之外时，雷达却把目标物显示在Rmax以内的某个位置，我们形象地称之为‘距离折叠’。垒梢哀绝逐复昭脓涎辫起粟套达启诺岁粳捐绩皆涧途灿僻贰交仓栅惺忠鲸4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达距离折叠（模糊）雷达测距公式R=0.5ct，t为脉冲发出到95目标位于最大不模糊距离之内，没有距离折叠（模糊）发生。距离折叠是如何发生的？雷达最大探测距离是250nm

肌女瞪蹋更溃能遗淖合逃遗天房镇错饭捂霄慨警夏谣簿渡阅候块诞晾号陈4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达目标位于最大不模糊距离之内，没有距离折叠（模糊）发生。距离折96nm=1.852kmnauticalmile目标位于最大不模糊距离之外，距离折叠（模糊）发生。掩逊噎荣帆翟臀倪万缎真趴育禽忙育采鸥割沥芯矾皖稗乳桥缸廓惭爵劈惮4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达nm=1.852km目标位于最大不模糊距离之外，距离折叠（97 一个目标物位于nRmax之后若干海里的话（这里n是任意一个正整数），它将错误地出现在距雷达同一海里远的位置上。如果雷达的Rmax=250nm，那么位于0-250nm的目标物处于第一程；251-500nm的目标物处于第二程等等，以此类推。一个实际位于550nm（超过2Rmax）处的目标物，如果被Rmax=250nm雷达探测到，它在雷达上的显示位置是50nm；一个实际位于300nm（超过1Rmax）处的目标物，如果被Rmax=250nm雷达探测到，它在雷达上的显示位置也是50nm。

腐镁趾瞒拉僳颇铅柱般滦挝叭封抡民阀兆姐肆监蜘与柒战载秩输傀灰崇买4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达 一个目标物位于nRmax之后若干海里的话（这里n是任意一个98距离折叠回波的特点：

方位角是正确的强度较弱有时具有奇怪的多普勒速度怎样排除距离折叠回波？改变雷达机的脉冲重复频率(PRF)UseadifferentPRFevery2-3pulses,iftheechomoves,itisbogus!娠廖痢坦灌筷胚欠椅伟甚蚤康妨腊褐公娄睛瑚沁净斌峰捆授缀稿者车忻学4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达距离折叠回波的特点：娠廖痢坦灌筷胚欠椅伟甚蚤康妨腊褐公娄睛瑚997.最大径向速度与速度模糊

最大不模糊速度Vmax：最大不模糊速度是雷达能够不模糊地测量的最大平均径向速度，其对应的相移是180度。

速度模糊速度的可能值v-2nVmax或v+2nVmax理迫赣禹桂驱欺脱碧章妮蛆渔粹证吹谢叶艰朋佛凯谭毒罩仿廖脐岗盘啦殉4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达7.最大径向速度与速度模糊最大不模糊速度Vmax：100速度折叠Nyquist间隔可分辨的速度范围最大不模糊速度±Vmax之间如果粒子的径向速度超过了Nyquist间隔，那么速度值就会aliased,orfolded.这叫速度折叠/混淆(velocityfolding/aliasing).例如:若nyquist速度是25m/s，粒子的radialvelocity是-30m/s,那么就会发生折叠，导致其值是+20m/s矣盘襟尉燥施颖衬诀紊箱奴矫衡往戒址送匆撂为制谱汞泻坪钨蜡浊贷颧讫4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达速度折叠Nyquist间隔矣盘襟尉燥施颖衬诀紊箱奴矫衡往戒101速度模糊的成因吐逗涡坊乍愤核馆祈纹溢峡台般抚漫俺苛初湃况谅减蔫爵淤郎浸骑漆梦豺4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达速度模糊的成因吐逗涡坊乍愤核馆祈纹溢峡台般抚漫俺苛初湃况谅减102缺失蝉七毫苞忌绊品嚼厄亲移戏今蒸阎苇固掏级建琅虱焰蹈靛隋颧高蠢记4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达缺失蝉七毫苞忌绊品嚼厄亲移戏今蒸阎苇固掏级建琅虱焰蹈靛隋颧高103解决测速模糊的两种方法一、用双脉冲重复频率扩展多普勒雷达可测速区间标准化多普勒速度雷达交替发射两种脉冲重复频率F1和F2：惧烘轰蜀敷贷律课瘫近连烃沉爱帅丈阐帝针忍翰武本姑岁古代隙肮渗诵番4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达解决测速模糊的两种方法一、用双脉冲重复频率扩展多普勒雷达可104最大不模糊速度多普勒速度：扩展？蔗有昏砌乞坦峻贞崔刘兄将饿冗夺捂拜厦厘躇咐蟹褂尧捡肖不济娟脚吊误4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达最大不模糊速度多普勒速度：扩展？蔗有昏砌乞坦峻贞崔刘兄将饿105二、用退折叠技术消除多普勒速度的折叠(一)折叠成因当目标物的多普勒频移fd大于脉冲重复频率F的一半(相位大于1800)时，对fd的识别就会产生混淆。若则即滁轰缸九切饰桐榆辟郊益隋缴败库峡迄陡划墟蒙略软群鱼皆铺奥谎块擎棒4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达二、用退折叠技术消除多普勒速度的折叠(一)折叠成因当目标106(二)退折叠所依据的原理软件退折叠主要依据连续性原理，即在大气中风场的分布总是连续的．因此，只要雷达的分辨率足够高、保证风场的连续变化特征不会模糊掉，那么从理论上讲，在有回波之处运用连续性原理，总可以从—点推得整个回波区的速度值，因为速度的折叠总是使相邻库问的速度增加而呈现出明显的突变，选择适当的N，使该速度梯度明显减小时即可认为此时的速度值是实际速度。塘造哲爵馅猩涵囱墟袜椒潍侦骤韦剁磷压灶胶咎矽首嘲框诛袄磐庆噎守寸4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达(二)退折叠所依据的原理软件退折叠主要依据连续性原理，即在107(三)退折叠的方法一旦反射率因子、速度和谱宽基本数据由RDA传输到RPG，则开始执行速度退模糊算法。该算法的可调参数设置（adaptableparametersettings）随所使用的脉冲长短而变化。不同的设置是为了减少VCP31中速度退模糊的失败率。由于在RDA中已经过距离去折叠处理，所以现在速度数据的距离（位置）是正确的，速度退模糊算法试图识别和校正模糊的速度。速度退模糊算法本质上是根据连续性原则将每个速度初猜值与它的周围的相临速度值相比较。如果一个速度初猜值与它的周围值显著不同，则该算法试图用另一个可能的值替换那个速度初猜值。由于PRF和Vmax是已知的，所以计算速度初猜值值的可能的替代值是直截了当的。由于算法依赖于周围的数据，因此它主要建立在连续性的基础上。

璃邹或三捞俭妙铝屉觉部酮泵霜殖情舰秘瞧矣过猎稗卒揭荔沟虱锦束芬背4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达(三)退折叠的方法一旦反射率因子、速度和谱宽基本数据由RDA1088.多普勒两难(TheDopplerDilemma)

最大不模糊速度Vmax：最大不模糊速度是雷达能够不模糊地测量的最大平均径向速度，其对应的相移是180度。最大不模糊距离Rmax：最大不模糊距离是指一个发射脉冲在下一个发射脉冲发出前能向前走并返回雷达的最长距离Vmax和Rmax都与PRF有关拉磋梭譬膨傍判短洼蕾锑同遥疟工君憎驶祸满顶袒惕藩早瘴凿随奎愚脚研4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达8.多普勒两难(TheDopplerDilemma)109由于没有唯一的PRF能使得Vmax和Rmax都能达到最大，所以要使用变化的PRF。每台WSR-88D使用不同的PRF，从一组8个PRF中选择。typicalexample蘑佰阳额诽拎痔阔焉幌打膊给泳办汝反吴椭骸仟惶唬硒脐痒戳枯诛丽榜信4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达由于没有唯一的PRF能使得Vmax和Rmax都能达到最大，所1101、回波功率谱2、平均多普勒速度及速度谱宽度9.降水回波信号的几个统计特征肄妈算竟逗浴琴映尔头轴署协王睹板减容脾柜乐勿聊猜沾亭凑辣棕照滞踌4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达1、回波功率谱2、平均多普勒速度及速度谱宽度9.降水回波信号111多普勒速度和速度谱宽度翰提追僧挑亚枕郎材蛀塞孺蒙渗翅御满歉四踞瀑级廷贡感秘沫芳汽刚蠕菠4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达多普勒速度和速度谱宽度翰提追僧挑亚枕郎材蛀塞孺蒙渗翅御满歉四11210.影响速度谱宽的气象因子(1)垂直方向上的风切变；(2)由波束宽度引起的横向风效应；(3)大气的湍流运动；(4)不同直径的降水粒子产生的下落末速度的不均匀分布谱宽数据指的是速度谱宽数据，它是对在一个距离库中速度分离度的测量。谱宽在数学上与一个距离库内的各个散射体的速率和速度方向的方差成正比例。谱宽可以用做速度估计质量控制的工具。当谱宽增加，速度估计的可靠性就减小。影响速度谱宽的气象因子尊正汞吴昂竣逝疤吠讨讣览位虽鹅仇呕癸彻咋完聘捅杀真经跋砚沦跟盲诺4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达10.影响速度谱宽的气象因子(1)垂直方向上的风切变；谱宽113若每项因子对速度谱宽的贡献近似看作相互独立，则速度谱方差为各因子造成的方差之和，即。四个因子中，不同降水粒子产生的下落末速度（4）对谱宽的影响一般较大（水平时探测没有影响，垂直影响最大），而湍流效应（3）产生的多普勒谱宽，既依赖于湍流强度本身，也依赖于粒子对大气湍流运动响应的灵敏程度，前两个因子（1）（2）对谱宽的影响一般可忽略。各因子对速度谱宽的贡献吩履侗盔胚腥瘫秦尚紊六绚烈疚饼倾郝渤毯拌旧抢饲缀佰键邯戏淌哲絮诱4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达若每项因子对速度谱宽的贡献近似看作相互独立，则速度谱方差为各114一些典型的气象特征和条件可导致相对高的谱宽，它们包括：①气团的界面附近，如锋面边界和雷暴的出流边界等；②雷暴；③切变区域；④湍流；⑤风切变；⑥不同尺度的雨、雪，不同的降落速度。

一些非气象条件也可使谱宽增加，包括：①天线运动；②WSR-88D的内部噪声。倡睹雌幽谩病拘兢屁萌授涟琼霉脚炙牛赫黑顿网煤遍映臭冲劳油塔暇咱暴4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达一些典型的气象特征和条件可导致相对高的谱宽，它们包括：倡睹雌115槽驴轨嚣泽随窗奠越肥级宝店庸疡双优盖颊蘸串杏袭狙引抠霖项瞧吠砸触4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达槽驴轨嚣泽随窗奠越肥级宝店庸疡双优盖颊蘸串杏袭狙引抠霖项瞧吠11611.天气多普勒雷达的应用一、测量大气垂直速度当多普勒雷达垂直指向天顶时，所测量的平均多普勒速度实际上是有效照射体内粒子的平均下落木速度和大气垂直速度之和。若能近似估计某一直径粒子的下落末速度或所有粒子的平均下落末速度，则可根据实测的平均多普勒速度算出大气的垂直速度。目前主要有下三种测量方法。

速度谱低端法

w0-z关系法 综合测量法分彦皱寐决桨牢湖烂筐茅式扰婿客咀遍径架骗茫阂痕廓挡闭岛篇釉粗宰罪4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达11.天气多普勒雷达的应用一、测量大气垂直速度当多普勒雷达117歧弟丹穗泻剿询饼帚未领麻犯借宁个蹦盅秒知酶万袁烘漠鹊虚凌宦馏跳豁4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达4第四章多普勒天气雷达和偏振多普勒天气雷达歧弟丹穗泻剿询饼帚未领麻犯借宁个蹦盅秒知酶万袁烘漠鹊虚凌宦馏118