雷达气象学课件：第五章雷达探测能力和精度.pptVIP

总的径向分辨率 （5.10）式 径向分辨率汇总表（km) Rp(km) 　　 分辨率（km) 因子 50 100 150 0.23 0.23 0.23 0.35 0.70 2.0 0.58 0.93 2.23 波束宽度与切向分辨率 波束宽度对单个强目标物的影响 波束宽度对探测降水区的影响 对强雷暴.误差= 对特强雷暴.误差 对强度一般的降水区.误差 对较弱降水区.可看成不产生切向探测误差 对很弱降水区.误差=- 波束宽度与切向分辨率的关系 为了方便,一般只考虑最大的切向探测误差.据雷达分辨率的定义,切向分辨率为切向探测误差的两倍. 电子束亮点直径与切向分辨率 降水区前沿和后沿被夸大，切向探测误差即切向分辨率为： 总的切向分辨率 见书表5.3 （5.11）式 切向、径向分辨率结论 P134 ● 分辨率讨论的对象：散射较强降水粒子 ● 分辨率随量程、距离增大而降低 ● 一般径向分辨率比切向分辨率较高 ● 对中、小尺度天气分析、预报时，要考虑 分辨率的影响。 四、雷达的探测能力（P136页） 厘米波雷达的测雨能力; 厘米波雷达的测雪能力; 考虑充塞系数、地球曲率、大气折射的探测能力。 天气雷达的测雨探测能力 回波量统计方法示意图 此图如何画得？ 从气候统计方面分析 200km 00 100 200 （不同距离单位面积上总回波量的平均值） 雷达最大探测距离与降雨和波长的关系 雨强 探测距离R 小雨， 无衰减 雷达最大探测距离与降雨衰减和波长的关系 雨强 探测距离 中至大雨， 有衰减 雪强 探测距离 雪强 探测距离 雷达最大探测距离 与降雪和波长的关系图 雷达最大探测距离 与降雪衰减和波长的关系图 除特强降雪外，通常探测范围R(3cm)R(5cm)R(10cm) P141 雷达垂直充塞系数随距离的变化 充塞系数 ◆ 711天气雷达垂直波束宽度为1.5° ◆图(a) _图(e)对应仰角为0°,0.5°,1°,3°,5° 降水层高度 小 结（假设：各雷达的 Pt, Ap, h相同） ①探测小雨时，3.2cm雷达的Rmax值最大； ②探测大雨时，10cm雷达的Rmax值最大； ③ 5.6cm雷达探测中雨的效果最好。 ④雪的衰减最小，3.2cm雷达的探测范围要比 5.6cm和10cm雷达的探测范围大。 ⑤远处降水云不高时，充塞系数变小，回波变弱。 本章结束，谢谢！ 第五章雷达探测能力和准确度 本章内容 一、测高公式和测高误差 测高公式 求高度用的示意图 (5.2)式 R:斜距 h:雷达架设的高度 H：气象目标物的高度 标准大气时的测高公式 （5.3a）式 式中H, h,R单位均为：km (5.3b)式 式中：H,h单位为m, R单位为km 回波高度(波束轴线高度)查算图 距离(斜距) km 仰角 高度 km 造成测高误差较小的因子 ◇雷达设计精度造成的测高误差（较小） ◇ 测距误差引起的测高误差（较小） ◇ 天线高度h的误差所引起的测高误差（较准确，一般不会引起测高误差） 造成测高误差的主要因子 ⑤距离衰减 仰角误差引起的测高误差 对仰角δ求微分得： （5.5）式 (5.2)式 返回链接 大气折射引起的测高误差 （5.6）式 负号表示:若计算结果dH0,说明荧光屏上显示的高度偏低,应订正一个正值,反之亦然. 例:dH=-0.3km,则雷达显示高度偏低300m。当dRm′ 很大时,用(5.6)式会有明显误差,因其只适合dRm′较小的情况.解决办法,直接用（5.2）式 求ΔH 大气折射引起的测高误差 Hs:标准大气折射下的探测高度 ， (5.7)式 HA:实际大气折射下的探测高度。 实际大气折射与标准大气折射比较时测高误差的绝对值ΔH （m） 频率（％） 实际大气时波束轴线高度与标准大气折射时该高度的绝对误差频率 P123 大气折射所造成的测高误差频率分布直方图（广州:1981年5-10月，地面-1000hpa之间） 返回链接 ●当被测降水云顶散射特别弱时，需全部充塞，此时： 仰角＝δ＋φ/2 波束垂直方向宽度所引起的测高误差 雷达波束测云顶高度示意图 ●当被测降水云顶散射较强时： 仰角＝δ－φ/2 测高才合理 ●当被测降水云顶散射较弱时： 仰角＝δ 无需订正 返回链接 旁瓣引起的测高误差 返回链接 距离衰减引起的测高误差 ◆雷达发射电磁波波束随距离增大而 发散，入射能流密度随高度增加 而减少＿距离衰减； ◆随距离增加，回波顶高度偏低越 明显； ◆新一代天气雷达在硬件和软件设 计上已消除此类误差。 综合测高误差 测高误差对策 二、地面障碍物对雷达探测的影响 研究目的：证实地物阻挡对雷达探测降水的影响情况。