为什么气象雷达能定量估测降水?

气象雷达发射电磁波,电磁波遇到空气中的雨滴、云滴、冰晶、雪花等时散射,返回的电磁波由雷达天线接收并显示在屏幕上 。因为雷达的回波强度与降水强度具有相同的概率分布 。因此,气象台总结不同类型降水回波强度与其相应降水强度的关系,得出定量估算降水的一系列经验公式 。

为什么气象雷达能定量估测降水?

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气象台发布的预警信息显示,“北京中北部未来两天降水量将达到100毫米”、“华盛顿预计有大暴雨,雨量将达到150毫米以上”等,可以经常收听一定时间内降水量的预报 。这些大多是使用数值天气预报模型由计算机计算出来的 。
气象学家也可以使用被称为“气象雷达”的气象雷达来定量估计降水量 。气象雷达发射电磁波,电磁波遇到空气中的雨滴、云滴、冰晶、雪花等时散射,返回的电磁波由雷达天线接收并显示在屏幕上 。气象学家可以通过回波图像了解大气降水的强度、分布、移动、演变情况,了解气象系统的结构和特征 。气象雷达可以探测台风、局部强风暴、冰雹、暴雨、强对流云等,监测天气变化 。
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但是,在雷达画面上,只能看到雷达回波的强度、分布、移动、推移 。气象员如何定量估算降水量呢? 通常,雷达回波强度具有与降水强度相同的概率分布 。气象台站不同地区、不同降水类型和不同降水强度的雨粒谱(即单位体积内各大小雨粒数量)随直径分布,并与不同类型降水回波强度及其相应降水强度的关系,如层状云降水、对流云降水、地形云降水、干雪和潮湿
【为什么气象雷达能定量估测降水?】在实际工作中,为了测量气象雷达某一区域的某一时段降水总量,可以划分区域、时间,通过对雷达测量的多场降水量进行累计或平均,消除随机误差的影响,使该区域雨量或平均强度比一点瞬时强度更准确,保证估计精度
近年来,气象雷达估算降水量的技术也相继翻新 。另外,通过将地面设置的雷达网络化,利用以卫星为载体的雷达,可以进行大范围的降水观测,弥补单点观测的不足 。但是,利用雷达网定量监测和预报大范围降水也存在各种问题 。例如,结合组网雷达回波图,谜题本身的技术问题导致无法预期降水量的估计精度 。另外,即使是同一型号的气象雷达,各雷达的选址不同、雷达回波受到不同地形和建筑物的影响、有效覆盖区域雨量计站点的分布密度不同等探测结果存在差异,组网后的数据会产生误差,最终影响预报质量
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