雷达回波的识别与类型分析

摘要：本文讲述在雷达开机时对出现的气象回波怎样能够正确识别，同时对降水回波做到正确分析，以及辽西地区各种天气形势下的回波特点。

关键词：雷达；回波；分析

中图分类号： P412 文献标识码： A DOI编号： 10.14025/ki.jlny.2016.21.074

在雷达探测中，出现的回波是多种多样的，大致可分为气象回波和非气象回波两类，正确判断、分析各种回波，是雷达探测工作的主要任务之一。能够对气象回波正确的识别不但对人工增雨、人工防雹和短期预报具有重要的意义，而且也能从中获取有关未来天气演变的信息和发展规律。但对其他回波也要加以注意，因这些回波的出现，有时也能提供一些有用的情报。

1气象回波

形成这类回波的直接因素是大气中云、降水中的水汽凝结物对电磁波的后向散射和大气中压、温、湿等气象要素剧烈变化引起的。按其地面是否有降水，还可分为降水回波和非降水回波两部分。

1.1气象回波分类

根据雷达回波结构特征和形状把降水回波分为以下几类：层状云降水、对流云降水、混合型降水回波。

1.1.1层状云连续性降水回波 回波的一般特征通常在平显（PPI）上分布成片比较均匀，面积较大，内部无明显的块体。在高显（RHI）上，结构比较均匀顶部比较平坦没有明显的起伏，垂直高度较低，一般在5～6公里左右但随季节的不同小有变化。另外回波的水平尺度比垂直尺度大得多，降水持续时间较长。通常在华北气旋、缓行冷锋系统时出现。

1.1.2对流云阵性降水 回波在平显（PPI）上由许多分散的回波单体组成，这些单体随着不同的天气系统排列成带状、条状或其他形状。回波单体结构紧密，边缘清晰，棱角分明，回波强度强，强度梯度大，回波演变快。在高显（RHI）上这种回波单体呈柱状结构，回波顶常呈花菜状。回波发展一般比较高，多数在6～7公里以上，但随季节及天气系统的不同差异会很大，最高可达13～14公里以上，对流云阵性降水包括阵雨、雷雨、冰雹等，常出现在冷锋、冷涡、地方性热对流天气系统上。

1.1.3雷雨和阵雨回波的区别 雷雨和阵雨都是积状云降水，其在平显上均是块状回波，在高显上是很高的柱状回波。雷雨和阵雨的区别是雷雨有电闪雷鸣，而阵雨没有。在实际探测中，通常根据回波的外形、水平尺度、强度、结构、垂直尺度差异来进行区分。

1.1.4从外形结构和水平尺度来区分雷雨和阵雨 雷雨回波结构紧密边缘清晰，云体内泡体活动明显，块体明亮，水平尺度在20公里以上。而阵雨回波结构比较松散，水平尺度小，在10公里左右。

1.1.5从回波强度区分 雷雨回波强度较强，通常在40dbz以上。而阵雨回波较弱在30～40dbz之间。

1.1.6从回波垂直发展高度区分 雷雨回波一般在10公里左右，而阵雨回波通常在7～8公里，随季节不同也有所改变，夏季高于春秋季。

1.2雷达识别冰雹云

用天气雷达来识别冰雹云，除了对正在降雹的成熟冰雹云正确判别外，还应对未来可能发展成雹云的对流回波进行观测和分析判别。这种工作虽然难度较大，准确性相对要小些，但其的预报意义大。

冰雹云的前期阶段是积雨云迅速发展的时期，对于单体积云来说，下列一些回波特征应该特别注意：

对流性带状回波中的强单体。其中包括冷锋带状回波、特殊地形形成的带状回波等。

作特殊运动的对流单体。也就是与当时其他对流单体比较，运动速度特别快，或某个单体向某一个地方辐合，或者运动方向发生明显的偏转。

发展演变比较特殊的单体。与当时其它对流单体相比，在强度、尺度、回波高度等方面与其它单体发生合并维持时间较长并得到发展，显出强大的生命力，极有可能发展成冰雹。

混合型降水：回波常表现为层状云降水和积状云降水的混合。从外形看它们象棉絮状。在平显（PPI）上其范围较大，回波边缘呈现支离破碎没有明显的边界。在高显（RHI）上回波特征是柱状回波高低起伏，高峰部分可达到雷雨的高度。絮状回波常呈现连阴雨的天气，这种回波出现时降水时间长，累积雨量大时可达到暴雨的程度。

1.3非降水回波

云的回波：已经产生降水的云，在雷达显示器上由于云体的回波和降水回波联结一体，从回波上无法加以区分，只能根据回波所在的高度来判断哪些是云的回波。

对于一些还未形成降水的云，由于云体内云滴的粒子较小含水量也少，一般厘米波段的雷达不容易观测到，只有含水量较大的时候，在较近距离内雷达才能观测得到它。

由于云距地面有一定的高度，只有当天线仰角抬高到适当角度时，并且有一定的强度下，在平显上才能探测到它。

2辽西地区几种主要天气形势的回波分析

2.1华北气旋回波

此类回波产生在高空槽前，地面蒙古气旋或东北低压冷锋的暖区中，所以回波单体都是自西南向东北移动，回波总体路径则前半段向东北移动，后半段若有冷锋并入则改为东南移，无冷锋并入，仍向东北移，转向区域在阜新、黑山、北镇一带。

此类回波移速很不均匀，总的来说，达到25～30公里/小时，发展扩大阶段达30～40公里/小时。

此类回波大部分为中等以上强度的大面积连续性降水，一般维持24小时，有时达48小时，最短10几小时。新生阶段呈小片分散的阵雨，发展之后变成大片混合型降水，强度在30～40dbz之间，高度一般只有8～9公里，降水量大。此类回波再生性较明显，往往一次过程有二、三次以上回波递补过程。

地形是影响此类回波的重要外因条件，但对回波生消变化的内因很少了解，有待今后工作进一步探讨。

2.2东北低压冷锋回波

回波形状：本站所探测到的此类回波70%～80%为带状。片状、分散状回波较少。但在新生阶段分散状占较多，到达朝阳地区几乎演变成带状，长度大致为250～300公里。对于不同强度的冷锋来说，弱冷锋带状突出，强冷锋片状明显。

回波性质：东北低压冷锋回波70%～80%都属阵性降水（阵雨或雷阵雨），即使是大面积连续性降水回波之中，也往往夹有明显的阵性降水回波。一般是锋面在朝阳以西时表现为阵性降水，锋面过朝阳后由于下坡原因，阵性降水回波所占比例减少，连续性降水回波所占比例增加，但仍以阵性降水回波为多，并且雷阵雨的比例较大。

回波走向：东北低压冷锋降水回波的走向多数为东北――西南向，少数为北――南向。此类回波一般都是西北向东南方向（90～150）度移动的。对于同一条冷锋来说，不同的发展阶段和在不同的地区移速各不相同；新生阶段为10～20公里/小时，发展完整后为20～25公里/小时，若回波强度少变，则移速较均匀，消失阶段移速较快为25～30公里/小时。

2.3暖锋回波

华北气旋北上的暖锋回波，以混合性降水为主；当暖湿空气活跃时，以对流性降水为主；当暖湿空气不活跃时，以稳定性降水为主，强度较弱，高度随距离不同高低不等，远离锋线的地方较高，一般在8～10公里，靠近锋线的地方较低，只有5～6公里。

2.4河套倒槽回波

在河套附近生成，开始走向西北――东南向，带状较宽，在东移过程中，近似东――西向，演变成片状，以稳定型降水为主，最后回波呈东北――西南向移动。强度中强，移速在20～25公里/小时左右，一般降中到大雨。

2.5冷涡回波

分散块状、絮状，强度不等，较强的地方能达50dbz以上，并形成冰雹，高显上高低不等，一般出现在午后，能持续3～4天。

3结语

由于新一代天气雷达全天候开机，所以能够及时掌握回波的全部过程。根据不同天气形势结合云图及观测，通过对雷达回波的识别，特别是把冰雹回波做为雷达观测的重点之一，对每一次降雹过程进行认真分析总结，进一步对降雹位置、强度和路径加以探讨。从而做到最大限度地发挥天气雷达在监测和预警灾害性天气方面的特殊作用。

参考文献

[1]张培昌，杜秉玉，戴铁丕.雷达气象学[M].北京：气象出版社，2001.

作者简介：姚维华，朝阳市气象局，工程师，研究方向：新一代天气雷达技术保障工作。