摘要：自20世紀9O年代，我國開展大規模新一代天氣雷達建設以來，已初步形成一個對大、中、小尺度災害性天氣監測的天氣雷達業務網，并在防災減災中發揮了重要作用。本文分析了新一代天氣雷達對災害性天氣監測能力的現狀，并提出了對天氣監測的未來展望。

　　關鍵詞：新一代天氣雷達;災害性天氣;監測能力;分析;展望

　　新一代多普勒天氣雷達(以下簡稱“天氣雷達”)可以有效地監測暴雨、冰雹以及龍卷等災害性天氣的發生和發展;同時還具有良好的定量測量回波強度功能，可以定量估算大范圍降水;天氣雷達除實時提供各種圖像產品外，還可提供對多種災害性天氣的自動識別、追蹤等產品。天氣雷達在災害性天氣監測和預警方面發揮著不可替代的作用。天氣雷達技術的應用極大地提高了各國氣象和水文部門對極端災害性天氣的監測和預報能力，已成為世界各國構建業務雷達網之首選。

　　1新一代天氣雷達災害性天氣監測能力現狀

　　我國于1999年開始天氣雷達組網建設，組網雷達分別由三個廠家生產的S和C波段組成，共分7種型號，即CINRAD/SA、SB、SC、CB、CC、CD和CCJ。截止2009年底，我國已完成136部雷達建設，覆蓋全國30個省(市、區)，其中132部已投入業務運行或業務試運行。

　　我國受季風氣候影響十分顯著，每年進入汛期各種天氣系統頻繁在各地活動，是造成氣象災害的主要原因。對于不同尺度天氣系統新一代天氣雷達的探測能力是不同的。主要是由天氣系統的水平尺度、垂直高度、發生發展、移動速度快慢以及內部結構所決定的。

　　新一代天氣雷達不僅能夠探測到目標物的回波強度、目標物位置，還可以給出目標物的平均徑向速度和標準差。雖然從單部多普勒雷達取得的平均徑向速度和速度譜寬，并不能直接表示降水區的流場分布，但是從徑向速度分布的圖象可以提取出一些有益的天氣信息，例如龍卷風、下擊暴流、暴雨等一些具有強烈風切變、旋轉、輻合輻散等流場的信息。隨著天氣雷達不斷更新換代，災害天氣的監測能力也不斷增強。

　　現階段單部雷達監測應用中無論在監測面積或水平尺度方面，均具有一定的限制性，難以滿足被測對象空間位置精度要求，從而對災害性天氣監測起不到預期效果。針對這種情況，新一代天氣雷達構建了功能強大的監測網絡，確保了獲取天氣信息的完整性與全面性。與此同時，新一代天氣雷達的各項技術也在不斷更新與完善中，不僅可獲取移動的速度信息，也能夠在切變線的過程中完成屬性等方面監測工作，滿足數據分析要求，尤其在強降水等災害性預報方面，從而獲得準確的天氣信號，提高天氣預報的準確性。

　　完善的指標體系是保證評估的合理性、全面性和科學性的基礎。為建立科學合理的天氣雷達運行能力評估指標體系，必須了解天氣雷達的工作特點，并且確立評估指標體系的設立原則。

　　天氣雷達是用于警戒和預報中、小尺度天氣系統(如臺風和暴雨云系)的主要探測工具之一。目前，新一代天氣雷達主要用于對與降水伴隨的災害性天氣的監測和短時預報，而對于晴空探測、特別是獲取晴空風場信息，將是多普勒天氣雷達功能擴展的下一個目標。

　　2新一代天氣雷達災害性天氣監測運行

　　對于以往的雷達監測系統，由于天氣的變化比較快，因此在監測的過程中就會存在一定的難度。在此背景下，新一代雷達的出現及科學應用，有效解決了這些不足之處，主要在于：其監測系統通過升級和換代，觀測的模式也形成了立體式的掃描形式，且掃描的范圍也更大，在對位置的獲取和分析能力有著顯著的應用優勢。同時，新一代天氣雷達也可以通過對中、小的尺度的掃描，可能存在災害的情況進行預測和分析，從天氣狀況的出現、產生、發展一直到結束等，開展全方位的監測與實時跟蹤。除此之外，在新一代監測系統下還可以充分的掌握天氣的變化以及移動的相關規律，可為后期開展天氣預測奠定強大的基礎。

　　新一代天氣雷達監測系統充分考慮了多普勒雷達的應用，在天氣尺度以及氣象災害的內部結構監測的作用效果更加明顯。這樣就可以有效的獲取更為豐富的氣象內部流場信息，進而對以后的天氣監測和預報提供清晰的數據報告，以便能夠準確的判斷出氣象災害。同時，因中、小尺度的災害性天氣監測是判斷天氣雷達的屬性和特征的重要指標之一，因此在天氣雷達性能評估過程中，需要充分考慮其在中、小尺度天氣下的判斷應用效果，尤其在暴雨天氣方面。

　　在此背景下，新一代天氣雷達在監測暴雨的過程中，可對暴雨的位置以及移動的速度等方面的信息進行分析和跟蹤，盡可能的收集更為準確和全面的天氣數據;然后對數據和信息進行判斷，就可以更好的對暴雨所產生的地點、時間以及強度等加以預測。提前做出預報預警。此外，在新一代天氣雷達運行的過程中，還可以對未來的暴雨天氣進行有效的預測，包括其形成的時間、持續的時間以及暴雨的強度等，尤其在分析暴雨的雨團的持續性和運動的方向等方面具有十分重要的意義。

　　3新一代天氣雷達災害性天氣監測能力展望

　　新一代天氣雷達監測系統的使用范圍相對比較廣，尤其在科技和經濟的發展下，其正處于不斷的更新與換代過程，其中的技術含量也會越來越高：從最開始對天氣信號的模擬，到如今可對信號進行實時的數字化傳輸。同時，隨著GIS技術的應用和發展，未來天氣雷達的性能以及預測的準確性將會更將凸顯。

　　在未來實踐中，新一代天氣雷達的協同監測功能將會更加完善，但同步技術以及組網技術的應用還需進一步加強：在雷達網絡系統的大規模構建下，大范圍的天氣系統以及空間結構就會得到同步，這樣就會極大地提升雷達觀測的準確性。通過對5G時代發展要求的考慮，通訊網絡的更新也會加快天氣監測的速度，數據的傳輸也會越來越快，并通過對協同監測以及GIS技術的信息整合利用，能夠使新一代天氣雷達具有更好的監測和預警能力。

　　農業論文投稿刊物：《南方農機》(雙月刊)創刊于1970年，由江西省農業機械研究所、江西省農業機械化技術推廣站、江西省農業機械學會主辦。本刊是國內外公開發行，頗有南方特色的農機化技術刊物，以全面推介南方適用農業機械，大力普及實用農機科技為宗旨，謁誠為廣大農村機手、農機生產和銷售企業、基層農機工作者、農機科技人員服務。主要讀者群為南方15省市各級農機工作者及廣大農林機手、拖拉機駕駛員。涵蓋面廣、發行量大，是貴單位宣傳企業形象、擴大知名度、特別是產品迅速占領市場、擴大市場份額的最佳媒體。

　　在促進新一代天氣雷達發展中，還需要加強對雙極化技術的創新與升級，進而提高雷達估測的精確度。在新一代天氣雷達監測系統中，主要的一項作用就是對降水進行定量的評估，而其會被降水粒子的狀態進行限制，在評估方面會存在一定的誤差值。因此就需要利用雙線偏振的相關技術，對這種誤差加以糾正，這樣就可以在以后的天氣監測中降低誤差，提高準確率。

　　未來在促進新一代天氣雷達發展時，也需要加強對脈沖壓縮的重視程度，目前天氣雷達屬于小型化與固態化的發展模式，其中固態化的發展也會成為以后天氣雷達的發展趨勢和目標。這就需要提高對脈沖壓縮技術的應用效率，能夠有效地接受并感知天氣信號。同時還要對分辨力加以提高，這樣才能夠滿足以后對天氣監測的需求。在小型化的運行過程中，其可以讓天氣雷達更加輕便，使得脈沖得到拓寬，防止對大功率的使用，并且距離分辨率也會增強。

　　參考文獻：

　　[1]張俊成,張軍.新一代天氣雷達災害性天氣監測能力分析及未來發展[J].南方農機,2018,49(10):194.

　　[2]徐永豐.新一代氣象雷達對災害性天氣監測能力分析及展望[J].科技經濟導刊,2018,26(06):68.

　　作者：劉圓淵1，石夢杰2