新一代天气雷达灾害性天气预警系统探讨
摘 要 我国新一代天气雷达建设高潮是从20世纪90年代开始的，已经取得了不小的成就，在灾害性天气的预警上发挥了重要的作用。新一代天气雷达在不断的发展中弥补了过去天气雷达技术不少的缺陷，从多个方面提高了天气的监测能力。本文就新一代天气雷达灾害性天气预警系统简要地介绍了其组合结构，探讨其具体应用方法。
关键词 天气雷达；灾害；天气预警系统
0引言
新一代天气雷达具有对天气全天候监测的特点，在灾害性天气的预警上有着突出的作用。它减少了人工的投入，对数据采集和分析，提高了监测的准确性，有助于天气预报的可靠性。同时新一代天气雷达具备云体回波结构，能够探测降水，在灾害性天气探测和预警方面比其他探测手段更有优势。随着这种优势的逐渐显现，我国各地都加大了新一代天气雷达的在业务中的应用力度。
1新一代天气雷达灾害性天气预警系统的功能结构
新一代天气雷达灾害性天气预警系统主要由两部分构成，即识别系统和预报系统。由这两方面配备软件辅助，实行雷达原始数据的监测。识别系统主要功能为对雷达原始数据的读取和回波参数的提取之后，对灾害性天气的自动识别，预警系统则经过灾害性天气的识别，进行对原始数据文件的更新。再通过显示软件将结果显示出来，达到预警作用。这个结构的中枢为地面的气象信息网，连接雷达站和资料处理服务器，将原始信息处理后显示结果。灾害性天气预警系统具有丰富的数据产品，包括回波参数、自动识别和预警预报等产品[1]。其识别灾害天气类型也非常丰富，由大风判据、冰雹判据、阵风判据、飓风判据、暴雨判据等识别类型组成，并在数据识别和数据分析模块中设与储存区域，结构安排合理，具有严密的逻辑架构。
新一代天气雷达灾害性天气预警系统的模块功能包括服务端功能以及客户端功能，另外还有其他功能结构。服务端功能包括预警参数设定、读取解析雷达数据、计算报警信息和储存报警信息等功能模块，其计算由配置的计算雷达产品完成。客户端功能模块则由报警信息获取、报警信息展示。报警信息确认和报警信息统计查询构成，报警信息的展示需要通过对获取的报警信息进行人影作业参数、水汽与本地相关参数的计算后实现。这两者构成了系统功能模块的主要内容，在此基础上，设置其他功能模块，对存储信息进行管理和分配、保证数据安全、数据备份等。
2新一代天气雷达灾害性天气预警系统的应用方法
2.1雷达回波的处理分析
新一代天气雷达灾害性天气预警系统的应用主要是由雷达采集原始信息，再以次作为参考依据对数据提取，进行处理和分析。数据处理包括回波参数、图像和坐标三个方面，这是进行灾害性天气预警分析的前提条件。
回波的类型多种多样，与实际天气的类型是相互匹配的，因此，要做出对天气的预报，必须能够对回波进行判别。由于回波情况的复杂性，判别可能会有难度，但不同的回波有着不同的特点，只要掌握这些特点，就能将回波准确地区别开来。回波一般氛围超折射回波、降水回波、地物回波、海浪回波等多种，根据回波强度的大小、回波形状、回波的移动特点等可以进行判别。例如降水回波，其回波强度在20dBz之上，回波形状一般呈现为带状或块状，而晴空回波的强度一般在20dBz以下，因此很好区分。在图像的显示上，回波距离的不同，其显示距地面的高度也不同。原因在于仰角不为零度时，图像显示为二维平面，扫描面成为了圆锥面，这就造成了回波面积的扩大，与实际的大小发生了误差，角度越大，数据误差也就越大。因此，在图像显示的数据处理中，要将放大图像进行还原，恢复真实图像。对坐标的判定需要进行雷达坐标与地理坐标相互转换，雷达坐标不同于地理坐标，它们之间的方位不相同，南北方向不重合，因此要采用地区必须变换等距角度，与回波进行匹配，降低观测误差。
通过对回波数据的具体处理，判定回波类型和确定方位等提供了灾害性天气预警的依据，再以此进行具体分析。分析的内容主要有降水性质、天气系统对本地的影响、回波发展趋势、回波三维空间结构等。分析降水性质判定天气，掌握回波三维空间结构，通过回波梯度、强度、面积等实现；天气系统与雷达观测范围的冷风、高空槽线、切变线等的判断相关；分析回波的发展趋势是预报天气的必要准备，将回波进行阶段划分，判定当前所处阶段，能够准确地分析发展趋势，从而提供天气预报参考，达到预警效果。
2.2灾害性天气的识别预警
雷达回波信息数据的处理分析为天气的识别奠定了基础，在此基础上实行天气识别预警能够提高精准度。我国的灾害性天气主要包括台风、暴雨和冰雹等，因此在新一代天气雷达监测中要作为主要目标。新一代天气雷达灾害性天气预警系统对观测到的资料进行程序化处理分析，以此作为依据能够准确识别灾害性天气，通过识别灾害性天气，然后实现预警，为人们提供服务，起到及早预防的准备。
新一代天气雷达的预警应用方法包括相似法和类推法等。相似法是根据已有的历史观测资料进行比对，结合当前雷达回波的演变情况和移动特征，掌握变化规律，从实际案例中推出天气的演变，从而实现预报。外推法是最常用的灾害性天气预警方法，它一般结合复杂的天气变化以及非线性的特点，进行随时的订正。采用计算机不同区域，移向、移速来对天气线性外推，根据以往案例和掌握的经验进行线性外推的修订，判断回波的合并断裂以及单体的生消规律等。在这个过程中，灾害性预警经验和掌握的实际案例是重要的修订依据，如果没有这些分析依据，修订就不能确保准确性。此外，经验预报和同化雷达资料预报数值等方式
也在灾害性天气的预警中得到应用。
3结论
新一代天气雷达灾害性天气预警系统功能完备、在应用上比人工预警更具有优势，提高了灾难性天气预警的效率和准确性，同时提升了雷达产品的智能化应用，减少了人力资源的投入。同时软件配置高效合理，提高了雷达对天气的实时检测能力以及回波数据分析的精准度，强化了预警体统的逻辑构架，达到了预警效果。随着我国新一代雷达技术的发展，灾害性天气预警系统在业务的应用中越来越广泛，前景更加广阔。
参考文献
[1]张沛源，陈荣林，葛润生.槽线附近的中尺度结构特征-多普勒天气雷达风场资料分析[J].气象，2013，17（4）：11-13.