我国天气雷达与发达国家同类雷达定量对比分析报告.docx简介：
我国天气雷达与发达国家同类雷达定量对比分析报告经过十多年的发展，我国已建成并投入业务运行的新一代多普勒天气雷达总数达171部，天气雷达在强天气监测和预警、防灾减灾、公共服务等方面中发挥了重要的作用。随着我国基础工业和研发能力的不断提高，天气雷达的运行稳定性、探测能力都有了长足的进步。但是随着雷达技术的不断发展，我国与国际先进水平仍然存在一定的差距，因此客观分析我国与国际先进水平的差距对天气雷达的后续发展具有十分重要的参考价值和意义。一、天气雷达国内外对比分析（一）业务布局美国和德国的雷达业务布网已经完成，型号单一，美国近地面1km高度边界层的覆盖范围比我国高2倍以上，低空覆盖范围较小造成国内天气雷达在降水（雨和雪）估算、强风暴探测、辐合带探测及边界层风场估算等方面能力较差，因此，需要优化布局，并加强对天气雷达探测净空环境的保护。（二）观测模式美国雷达业务观测中使用了晴空、降水、风暴3种观测模式，德国使用了降水和闲置2种观测模式，而我国天气雷达业务观测只采用降水模式，使得雷达对低空、弱回波、晴空回波、灾害性天气的探测能力明显不足。因此，应逐步建立台风、强对流、降水、晴空和高山五种观测模式，提高我国现有雷达网的探测能力。（三）探测能力国内业务雷达探测能力主要指标与国外的最大差距表现在组网雷达定量测量的均一性方面，这不仅反映了我国业务雷达在定标技术方面存在差距，同时也反映出我国业务雷达的一些重要硬件质量存在的差距。此外，我国业务雷达未全面开展双偏振雷达升级，无偏振量观测产品。导致我国业务雷达在定量测量（降水定量估测与径向速度测量）差距进一步加大。因此，今后需提高组网均一性的能力。（四）关键技术1.双偏振技术美国经过近15年的双线偏振技术雷达与WSR-88D雷达比对的试验，系统地完成了雷达同时发射与同时接收技术体制定型、偏振量ZDR的定标、利用偏振量定量估测降水和质控算法等重要工作，并已经完成了全部雷达的双偏振技术升级工作。德国也已经基本上完成了双偏振升级工作。上述表明：我国在双线偏振雷达技术应用等相关工作开展方面与美国还存在较大的差距，我们应当尽快建立开展双线偏振雷达技术应用的试验工作，推动我国双线偏振雷达技术应用稳步向前。2.固态技术在固态技术方面，国内虽然已经研制出了全固态的X波段和毫米波雷达，但在发射功率和脉冲压缩主副比等参数方面与国外先进水平相差较大。因此，加快固态雷达关键技术的研究。3.相控阵技术在相控阵天气雷达研究方面，国内和美国存在的差距主要表现在：我国没有形成一支专业团队长期进行系统性的试验和比对，开展对相控阵关键技术评估工作。在相控阵雷达方程、定标和数据分析和质量控制等方面缺少系统性地深入研究工作。（五）数据质量控制技术国内目前在业务中使用的数据质控方法较少，非气象回波不能得到有效控制，与美国相比存在一定差距。但国内针对雷达数据质控问题开展了一系列研究工作并取得进展，因此需将现有成熟质控算法经测试评估后应用于业务系统中。力争在6年内完成地物杂波、超折射回波、海浪回波、电磁干扰回波、噪声回波等杂波消除算法在业务系统中的应用，非气象回波基本得到控制。部分天气雷达已采用相位编码技术和双PRF技术，此项技术水平与美国相当。到2020年，基本可实现相位编码技术和自动PRT技术在我国天气雷达业务中广泛应用，并结合软件算法基本解决距离模糊和速度模糊问题。使质控后的雷达数据质量满足模式同化的要求。（五）定量估测降水精度美国天气雷达在双偏振升级前定量估测降水精度与我国水平相当，但其雷达在双偏振升级后优于我国天气雷达。到2020年，我国天气雷达完成双偏振升级后，实现定量估测降水精度提高5%的目标，达到与美国同期的水平。二、天气雷达资料可同化存在的问题与解决措施天气雷达资料应用是衡量天气雷达观测业务能否发挥效益的重要指标之一，尤其是天气雷达资料能否在天气尺度数值模式与中尺度数值模式中得到应用是天气雷达业务效益发挥的更高要求。因此，对于天气雷达业务而言，天气雷达资料可同化是衡量天气雷达业务的一个十分重要的指标。目前我国已经有171部天气雷达投入业务应用，究其可同化方面的问题主要有如下几方面：（一）天气雷达数据质量方面问题天气雷达数据质量问题归纳起来是由三方面产生的，一是由天气雷达硬件质量问题或维护不当造成的；其次是由雷达技术体制本身所带来的；再则就是由于天气雷达的观测环境所造成；1.雷达硬件质量问题目前对天气雷达数据质量产生重要影响，在硬件方面主要存在如下问题，一是多普勒天气雷达的一些硬件的关键指标，如多普勒天气雷达相干性、频率源的稳定性、观测精度、地物抑制能力等，再加上业务体系中对天气雷达业务运行过程中缺失的硬件定标环节，使得我国天气雷达在硬件方面存在的问题更加突出。2.天气雷达技术体制问题我国业务天气雷达采用的是单偏振（水平偏振）、多 展开>>

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