华云敏视达雷达（北京）有限公司

在天气播报里，“强回波”“回波带北抬”这样的表述并不罕见。可对大多数人而言，雷达屏幕是一幅会变色的地图：绿、黄、红一路升温，就代表雨越下越大。事实并不完全如此。本文就带你从“看见雨”到“算出雨”。回波究竟是什么气象雷达向空中发射电磁波，遇到雨滴、雪花、冰雹等散射体时会把一部分能量“反弹”回来，天线接收后形成所谓的回波。回波强弱以反射率因子衡量，记作 Z（常以 dBZ 展示）。Z 值不等于降水强度，它本质上描述的是目标对电磁波的“散射能力”，与粒子的大小、数量、形状都有关系。在同样的水含量下，若雨滴个头更大、分布更“集中”，Z 值就会更高；反过来，雪花因密度小、形状松散，Z 往往不高，但并不意味着“下得少”。色标背后的“翻译器”公众看到的五彩色标，是把 dBZ 映射为颜色的可视化“翻译”。一般而言，绿色多对应弱降水，黄色到橙色意味着降水增强，红色及以上提示强对流或短时强降水风险。不过，色标并非全球统一，不同平台、不同业务系统的色卡和阈值设置可能不同；再加上气候背景差异，同样颜色在不同区域的“含义”也会有调整。从“看到雨”到“算出雨”业务上更关键的一步，是把 Z 换算成我们关心的降水强度 R（毫米/小时）。最经典的做法是 Z–R 关系：Z=a⋅Rb其中，Z 表示反射率因子，R 表示降水强度（毫米/小时）， a、b 需要根据天气型、气候区、季节和地面观测进行校准。对流性暴雨常用一组参数，绵绵细雨又是另一组；降雪情形下，如果还沿用“夏季暴雨”的系数，就容易把雪估“大”。现代系统往往不只用单一公式。它会根据回波结构、云系类型、温度廓线等信息在多套参数间自适应切换，并用地面雨量计对雷达估测结果做偏差订正，形成更稳健的 QPE（定量降水估测）产品。体积采样的“尺度陷阱”雷达并非在某个精确点位测量，而是在一定体积里“平均”。随着距离增大，波束会发散，采样体积迅速变大，远处的一个测量单位可能涵盖几平方公里、几百米厚的“空气薄片”。若降水在这个体积内分布不均（部分区块是强心核、部分几乎没有降水），就会出现“部分波束填充”的误差，估出来的强度往往被“稀释”。同时，雷达波束高度随着距离升高，离雷达越远，越容易“越过”低层降水，或者穿过融化层，看到与地面不同的相态分布。这也是为什么雷达图像看似“满屏皆雨”，地面却没怎么下——你看到的可能是几千米高空的“降水回波”，在落到地面之前已经蒸发殆尽。融化层与“亮带”现象下雪转成雨的高度附近，冰雪外包裹着融水层，电磁散射突然变强，雷达上就会出现一圈“亮带”。亮带会抬高 dBZ，却不代表真实的地面雨强同幅提升。业务上常用温度廓线和双偏振参数识别并削弱亮带影响，否则就会高估大范围的降水量。波段与衰减：S、C、X 各有千秋不同雷达波段对降水的“敏感度”和“耐雨性”不同。S 波段“抗衰减”更好，穿透强降水云团的能力较强；C、X 波段在暴雨中更容易发生衰减，就像在大雨里开远光灯，越远越“糊”。现代算法会用双偏振的相位信息（KDP）来做衰减订正：相位差累积对路径上的液态水分更“诚实”，可作为校准 Z 的尺子。双偏振给的“第二双眼睛”传统雷达只发水平极化，双偏振同时发射/接收水平与垂直极化，获得更多“几何形状”的线索。常用的双偏振特征包括：•     ZDR（差分反射率）：反映粒子在水平/垂直方向散射差异。扁平的大雨滴会使 ZDR 偏正；近球形的小雨滴或冰雹则更接近 0。•     KDP（差分相移率）：沿路径相位差的变化率，与液态水含量密切相关，对强雨特别敏感，而且几乎不受地物杂波影响。•     ρhv（相关系数）：两路极化回波的一致性。混合相态、融化层、冰雹区域常表现为 ρhv 降低。这些线索让我们能更精准地区分雨、雪、霰、冰雹等水成物类型，识别融化层高度，并在强降水里优先采用 R(KDP) 或混合型公式 R(Z, ZDR, KDP)，显著改善估雨的稳定性和抗衰减能力。非气象回波与质量控制地面建筑、山体、风机、海浪，甚至昆虫、鸟群，都可能在雷达上“冒头”。质量控制并不是简单“滤一滤就好”，而是综合速度谱特性、纹理特征、双偏振参数和地形遮挡模型进行逐步判别。对异常传播（AP）或地物杂波，速度与谱宽往往给出不同于降水的“指纹”；对生物回波，时间序列和 ρhv 又能提供额外证据。只有把杂波尽可能清掉，后续的估雨和预警才有可靠基座。QPE 的最后一公里：融合与订正雷达是“看天”的专家，雨量计是“量地”的标尺。实际业务中，常把两者融合：先用雷达给出高时空分辨率的面场，再以雨量计作偏差订正（比如基于克里金或变分方法的融合），兼顾“广覆盖”和“高准确”。当有卫星微波、数值模式分析场等资料时，还可进一步约束垂直反射率剖面（VPR）和相态分布，让估雨在复杂地形和远距离区域更稳。城市与行业的具体收益对城市管理者而言，分钟级更新的雷达 QPE 能把“积涝风险窗口”提前到事前；对机场与高速，风暴单体结构和移动路径的细节决定了流量管控与放行节奏；对农业，定量降水估测与短临预报帮助安排播栽与病虫害防控。雷达图上的每一次“颜色跳变”，背后都是一次具体的调度决策。三个常见误区的小澄清不少人把“红色回波”直接等同于“地面一定下得很大”。其实红并不总是暴雨，有时是亮带抬高了反射率，有时是强对流核心在高空尚未落地。也有人以为“回波没到就是不会下”，但在地形遮挡或远距离抬升的情况下，地面雨已经开始，而雷达视线仍在高空穿行。还有一种误解是“Z 值越高越好估雨”，现实是当粒径分布、相态混合、衰减并存时，高 Z 反而更需要双偏振与相位信息来“校准”。新一代技术与展望相控阵雷达带来秒级扫描与更灵活的体扫设计，能在风暴快速演变时提供更细的时间颗粒度。机器学习被用于回波质控、亮带识别、相态分类和自适应 Z–R 选择，但其价值仍建立在可靠的物理特征之上。把更快的观测、更稳的物理、更聪明的算法拼在一起，形成从“看见”到“理解”、再到“行动”的闭环，是气象雷达发展的方向。 雷达图上的每一块颜色，都是云里万千粒子的“合奏”。从一束电磁波出发，到一张可靠的降水分布图，中间穿过的是物理、工程与统计的精细合作。下次看到屏幕上那条红色带状体时，不妨多想一步：它可能是一个正在成熟的对流风暴，也可能是融化层的“错觉”。理解这些差异，正是我们把“看见”变成“准测”的关键。

近日，由中国气象局气象探测中心主办的中国气象第二届全国气象雷达应用大赛获奖名单发布，华云集团1项作品获大赛一等奖。此次华云集团获奖作品为敏视达公司“天气雷达金属球业务化标定方法”，该项成果面向业务运行的S、C和X波段天气雷达，将新兴的无人机技术与传统的金属球目标散射理论相结合，建立起一套可业务化应用的金属球绝对标定方法。通过这种标定方法，能够实现在1分钟内快速定位金属球目标中心，并且保证了较高的精确度。目前该标定工具和方法已经在CINRAD/SA双偏振，CA双偏振以及X波段等多个雷达上实现，并先后在湖南和长沙标校中心的S波段和X波段天气雷达上通过了多次试验和验证，其精度能够满足天气雷达标定要求，也为天气雷达绝对标定方法中提供了方便可靠的依据。下一步，华云集团将继续瞄准雷达气象高质量发展目标，强化气象雷达应用的科技创新和关键核心技术研发，不断提升雷达在防灾减灾中的应用效益。

近日，华云集团提交的大气激光雷达业务发展规划顺利通过专家评审。评审组由中国气象科学研究院、中国气象局气象探测中心、国家气象中心等单位的专家组成。经综合评议，评审组成员一致认为华云集团编制的《大气激光雷达业务发展规划》体系齐全，任务明确，保障措施周密，同意通过评审。目前，华云集团敏视达公司自主研发的激光测风雷达可最快在5秒内完成一条风廓线测量、测速精度优于0.1米/秒，最低可达距地面5米左右，具有测量时间短、精度高、可低空观测、便于携带以及晴空观测等特点，已在2019年武汉军运会，2021年西安全运会、2022年北京冬奥会等重大赛事保障中发挥了重要作用。北京冬奥会期间，安装在国家体育场的激光测风雷达根据《大气激光雷达业务发展规划》，未来华云集团将持续升级改进测风激光雷达系统，探索研发气溶胶、大气成分、温度、湿度等多种激光雷达设备，不断提升在灾害性天气应对、重大活动保障和服务地方经济社会发展等方面的气象支撑能力。

记者从中国气象局获悉：7月15日起，中国气象局新一代天气雷达业务软件在北京海陀山、河北邯郸等123个雷达站开展为期3个月的业务试运行。新一代天气雷达业务软件的业务试运行将提升气象雷达定量估测降水产品以及冰雹等强对流自动报警产品的准确率和识别率，助力筑牢气象防灾减灾第一道防线。新一代天气雷达业务软件是中国气象局雷达工程项目针对新一代天气雷达台站业务应用开发的软件。今年6月，新一代天气雷达业务软件通过专家测试，各项功能均已满足要求。相比原软件，新一代天气雷达业务软件主要升级了三大部分，包括软件功能、国产操作系统支持、强对流天气监测和报警能力。尤其是在强对流天气监测和报警能力方面，优化了台站端基数据质量控制和产品算法，并在雷达定量估测降水产品以及冰雹、龙卷、雷暴大风、短时强降水等四种强对流自动报警产品方面有所改进，提升了准确率和识别率。（来源：人民网—人民日报）

以下内容来源于中国气象局 ，作者中国气象报。. 如果大家对这段天气雷达史特别感兴趣想进一步细细研究可以点击下方链接继续浏览长图版本↓↓↓https://mp.weixin.qq.com/s/_pmVTMhkBIPiLfYqoukaLA

进入夏季，我国经常出现强降雨天气，尤其进入“七下八上”主汛期后，华北、东北、华东等多个地区出现较强降雨过程，对生产生活带来了极大影响，那现如今我们利用什么手段监测暴雨呢？首先小伙伴们要了解什么是暴雨。暴雨是指短时间内产生较强降雨的天气现象，按累积降雨时间有12小时和24小时两种划分规定，划分为暴雨、大暴雨、特大暴雨三个等级。 暴雨指24小时总降水量达到50至99.9毫米以上、12小时达到30至69.9毫米；大暴雨是24小时降水量100至249.9毫米，12小时降水量70至139.9毫米；特大暴雨是24小时降水量大于等于250毫米，12小时降水量大于等于140毫米。7月12日，北京地区出现强降雨。  图片来源：中国天气网随着气象观测设备的创新与发展，有很多观测装备都可以对暴雨天气进行精密监测，为暴雨预警信息的发布提供坚实数据支撑。 首先是翻斗式自动雨量站，它可以对强降水进行分钟级精准观测。雨量传感器是自动雨量站里的指挥官，它负责精确记录下雨的情况。雨滴落下时它会用承水器收集起来，再通过一个小漏斗流进翻斗，翻斗里每收集的雨水相当于0.1毫米的降水量时，它就会轻轻地翻个身并通知干簧管，干簧管收到信息会输出一个计数脉冲，这个脉冲就像是电脑里的一个数字，告诉观测人员有0.1毫米的雨水被记录下来了，通过一段时间累计，就能测出雨下得有多大了。 翻斗式自动雨量站翻斗式自动雨量站主要针对山洪灾害预警及气象灾害预警等领域设计，具有易于架设，功耗低，无线覆盖距离远，维护成本低的优点，可对强降水进行分钟级精准观测。得益于站点的广泛分布，其采集到的数据汇集成一张巨大的气象观测网。预报人员可通过对降水量的实时分析，精准统计暴雨的数量级及发生时间，为民众提供准确高效的气象预报服务，最大限度守好防灾减灾第一道防线。雨量传感器翻斗式自动雨量站除翻斗式自动雨量站外，天气雷达是国际公认的监测暴雨、强对流等灾害性天气最为有效的工具。作为一种重要遥感观测装备，天气雷达主要任务是探测大气中的云和降水粒子，为强降水、冰雹和龙卷等强对流过程提供最及时的监测，进而分析得出降水强度、大气中的液态水含量及降水运动状态，它就像一座观测云雨的天文台，通过雷达天线这个“望远镜”，利用无线电波来观测远在千里之外的雨雪状况。  天气雷达通常根据电磁波工作频率的波段不同，分为S波段、C波段和X波段三个种类。其中S波段天气雷达最大预警范围可达460公里，主要布设在年降雨量大的中东部及沿海地区；C波段雷达最大预警范围为400公里，主要分布在降水相对较少的西部山区；而X波段天气雷达的最大预警范围虽然只有150公里，但精细化程度更高，而且具有体积小、分辨率高、布设方便的优势，能有效弥补S波段和C波段等“大雷达”的低层探测盲区以及时间、空间分辨率上的不足。这些天气雷达根据不同的功能和探测特点，合理分布，协同监测，组建起一张巨大的观测网，对暴雨的形成、发展、消退整个过程进行预报、预警和跟踪。 S波段天气雷达C波段天气雷达X波段天气雷达“山雨欲来风满楼”描绘的是在大雨来临之前，风已经先行吹拂，预示着一场即将到来的风雨。因此风向风速在暴雨天气监测过程中也发挥至关重要的作用。安装在地形复杂的偏远乡村、七大流域的重点防汛河段和重点湖泊汇水区域的智能自动气象站都配备有风向风速传感器，可以在风经过的时候，将实时的气象数据精准地传输给观测人员，从而有效地预测暴雨天气的到来。智能自动气象站下雨前的气象变化是一个复杂的过程，涉及到多个气象要素的相互作用，通过多种设备的协同观测，气象部门能够准确作出判断，为各部门、公众提供及时的预报预警信息。  在这里要提示各位小伙伴，一定要及时关注专业气象机构发布的预报预警信息，科学应对暴雨等极端天气带来的不利影响。