沈 瑾， 甘 泉，鄧小麗 ， 宋小明

（1.西安市氣象局 陜西 西安 710016；2.東莞市氣象局 廣東 東莞 523086；3.西安應(yīng)用光學(xué)研究所 陜西 西安 710065）

我國(guó)地處東亞季風(fēng)區(qū)，氣候條件復(fù)雜，降水、風(fēng)、氣溫等氣象要素變率大，并常帶突發(fā)性，導(dǎo)致我國(guó)氣象災(zāi)害種類(lèi)多，災(zāi)害性天氣頻發(fā)。隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展，突發(fā)性天氣災(zāi)害對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)和人民生活的影響日益顯著。我國(guó)每年受臺(tái)風(fēng)、暴雨、干旱、大風(fēng)、雷暴和冰雹等重大災(zāi)害性天氣影響的人口達(dá)6億人次。僅在我國(guó)沿海登陸的熱帶風(fēng)暴（臺(tái)風(fēng)），一次就可以造成幾十億、甚至上百億元的經(jīng)濟(jì)損失。在當(dāng)前全球變化背景下，國(guó)家安全和可持續(xù)發(fā)展需求日益提高，極端氣候事件和突發(fā)性天氣災(zāi)害對(duì)農(nóng)業(yè)、水資源、交通、能源、糧食和國(guó)防的安全保障帶來(lái)了極大威脅[1]。

天氣雷達(dá)是監(jiān)測(cè)、預(yù)警突發(fā)災(zāi)害性天氣最有效的手段。近50年來(lái)，我國(guó)天氣雷達(dá)監(jiān)測(cè)網(wǎng)的建設(shè)得到了長(zhǎng)足的發(fā)展，在災(zāi)害性天氣監(jiān)測(cè)和預(yù)警方面已經(jīng)發(fā)揮了重要作用，取得了明顯的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和生態(tài)效益。天氣雷達(dá)通過(guò)間歇性地向空中發(fā)射電磁波（脈沖），然后接收被氣象目標(biāo)散射回來(lái)的電磁波（回波），探測(cè)400多千米半徑范圍內(nèi)氣象目標(biāo)的空間位置和特性，在災(zāi)害性天氣，尤其是突發(fā)性的中小尺度災(zāi)害性天氣的監(jiān)測(cè)預(yù)警中發(fā)揮著重要的作用。天氣雷達(dá)主要由天線、饋線、伺服、發(fā)射機(jī)、接收機(jī)、信號(hào)處理、產(chǎn)品生成、顯示終端等組成。天線主要用于發(fā)射和接收電磁波；饋線用于傳導(dǎo)電磁波；伺服部分控制天線等的運(yùn)轉(zhuǎn)；發(fā)射機(jī)產(chǎn)生電磁波，接收機(jī)接收處理電磁波；信號(hào)處理主要負(fù)責(zé)處理回波信息；產(chǎn)品生成部分根據(jù)算法，生成應(yīng)用產(chǎn)品以及控制雷達(dá)的信號(hào)；顯示終端顯示產(chǎn)品以及雷達(dá)控制方式等信息。目前，全球設(shè)有1 000多個(gè)天氣雷達(dá)站，分布在世界各地[2－3]。

1 天氣雷達(dá)的現(xiàn)狀

1.1 我國(guó)天氣雷達(dá)發(fā)展歷程

我國(guó)天氣雷達(dá)技術(shù)的發(fā)展大體分3個(gè)階段[4]。

第一階段為20世紀(jì)60年代末到80年代的常規(guī)模擬天氣雷達(dá)階段，我國(guó)形成了由51部各種型號(hào)雷達(dá)組成的天氣觀測(cè)網(wǎng)，在局地災(zāi)害性天氣警戒，沿海臺(tái)風(fēng)聯(lián)防和人工影響天氣作業(yè)等方面發(fā)揮了積極作用。但總體技術(shù)水平和應(yīng)用能力與發(fā)達(dá)國(guó)家相差20～30年。

第二階段為20世紀(jì)70年代到80年代的數(shù)字化天氣雷達(dá)階段，數(shù)字天氣雷達(dá)利用計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)雷達(dá)回波強(qiáng)度信息進(jìn)行數(shù)字化處理，生成各種準(zhǔn)定量的監(jiān)測(cè)、分析、預(yù)警產(chǎn)品，提高了信息加工、分析的處理速度，增強(qiáng)了雷達(dá)監(jiān)測(cè)預(yù)警能力。到20世紀(jì)90年代初，我國(guó)形成了由58部S波段和C波段數(shù)字化天氣雷達(dá)組成的基本探測(cè)站網(wǎng)，開(kāi)展了區(qū)域聯(lián)防和數(shù)字拼圖，在災(zāi)害性天氣預(yù)警，短時(shí)預(yù)報(bào)水平和雷達(dá)定量估測(cè)降水方面取得了長(zhǎng)足進(jìn)展。此階段在天氣雷達(dá)研制生產(chǎn)和應(yīng)用等方面與發(fā)達(dá)國(guó)家的差距仍有10～20年。

第三階段是從20世紀(jì)90年代開(kāi)始的多普勒天氣雷達(dá)階段，隨著國(guó)際天氣雷達(dá)技術(shù)發(fā)展的新趨勢(shì)和國(guó)家需求的增長(zhǎng)，我國(guó)確定了發(fā)展新一代多普勒天氣雷達(dá)的思路，并相應(yīng)制定了新一代多普勒天氣雷達(dá)功能規(guī)格需求。多普勒天氣雷達(dá)采用全相參技術(shù)體制，在測(cè)定云和降水回波強(qiáng)度的同時(shí)，應(yīng)用多普勒技術(shù)獲取大氣風(fēng)場(chǎng)和湍流信息。多普勒天氣雷達(dá)是研究云和降水物理學(xué)，云動(dòng)力學(xué)，監(jiān)測(cè)分析和預(yù)警中尺度災(zāi)害性天氣最有效的工具之一。此階段，我國(guó)多普勒天氣雷達(dá)的研制和應(yīng)用水平得到了極大提高，與發(fā)達(dá)國(guó)家在技術(shù)和應(yīng)用上的差距已在10年以?xún)?nèi)。

我國(guó)的臺(tái)灣、香港、澳門(mén)也已建有美國(guó)、日本和德國(guó)生產(chǎn)的多普勒天氣雷達(dá)。其中臺(tái)灣氣象部門(mén)有4部、民航有1部、空軍有2部C波段多普勒雷達(dá)。

常規(guī)模擬天氣雷達(dá)和數(shù)字化天氣雷達(dá)只能探測(cè)氣象目標(biāo)的位置和強(qiáng)度，而由于缺乏氣象目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)信息，很難滿(mǎn)足天氣預(yù)報(bào)的需要。多普勒天氣雷達(dá)則比常規(guī)數(shù)字化天氣雷達(dá)能獲取更多的信息，不僅能探測(cè)氣象目標(biāo)的位置和強(qiáng)度，還能夠探測(cè)這些目標(biāo)中降水粒子的徑向運(yùn)動(dòng)速度和速度譜寬，從而得到大氣風(fēng)場(chǎng)和湍流等信息，能監(jiān)測(cè)下?lián)舯┝?、龍卷、陣風(fēng)鋒、低空風(fēng)切變等災(zāi)害性天氣，是氣象保障必不可少的裝備。

1.2 國(guó)外天氣雷達(dá)現(xiàn)狀

美國(guó)通過(guò)從1988年到2000年實(shí)施的氣象現(xiàn)代化項(xiàng)目，已經(jīng)完成了全國(guó)165部多普勒雷達(dá)的布點(diǎn)建設(shè)，覆蓋美國(guó)大陸以及部分沿海海域和島嶼。此外，聯(lián)邦航空管理局還在全美45個(gè)繁忙機(jī)場(chǎng)建成了專(zhuān)用于民航的高性能終端多普勒天氣雷達(dá)。

加拿大于1998年到2003年實(shí)施了“國(guó)家雷達(dá)計(jì)劃”，在美加邊境附近重點(diǎn)對(duì)災(zāi)害性天氣頻發(fā)和沿海人口密集地區(qū)布設(shè)了31部多普勒天氣雷達(dá)，雷達(dá)覆蓋區(qū)域達(dá)到全國(guó)人口總數(shù)的95%。

歐盟采取了與各國(guó)合作的方式，已布置天氣雷達(dá)100多部，其中新一代雷達(dá)約占一半，以C波段為主。各國(guó)非常重視觀測(cè)資料的交換和共享，通過(guò)合作已有效地提高了天氣預(yù)報(bào)水平和防災(zāi)減災(zāi)能力。

澳大利亞天氣雷達(dá)系統(tǒng)由60部數(shù)字化天氣雷達(dá)和2部新一代天氣雷達(dá)構(gòu)成，已實(shí)現(xiàn)了全國(guó)天氣雷達(dá)強(qiáng)度場(chǎng)拼圖。

日本氣象部門(mén)有20部C波段數(shù)字化天氣雷達(dá)，另有4部數(shù)字化天氣雷達(dá)和5部新一代天氣雷達(dá)布設(shè)在機(jī)場(chǎng)，其觀測(cè)范圍覆蓋全國(guó)。目前實(shí)現(xiàn)了天氣雷達(dá)的組網(wǎng)和雨量站觀測(cè)數(shù)據(jù)共同拼圖。

韓國(guó)共有天氣雷達(dá)9部。其中S波段雷達(dá)1部，C波段雷達(dá)8部。雷達(dá)24 h連續(xù)觀測(cè)，每10 min生產(chǎn)一次雷達(dá)拼圖資料。

2 制約天氣雷達(dá)技術(shù)發(fā)展的問(wèn)題

盡管我國(guó)天氣雷達(dá)技術(shù)取得了長(zhǎng)足的發(fā)展和顯著的成績(jī)，但與發(fā)達(dá)國(guó)家的技術(shù)和應(yīng)用水平相比仍有較大差距。這些問(wèn)題在天氣雷達(dá)發(fā)展建設(shè)中必須高度予以重視，并逐步加以解決。目前新一代天氣雷達(dá)技術(shù)發(fā)展中存在的主要問(wèn)題有：

1）我國(guó)的新一代天氣雷達(dá)建設(shè)正處于快速發(fā)展階段，但總體水平還不高，區(qū)域雷達(dá)組網(wǎng)尚不健全，全國(guó)天氣雷達(dá)組網(wǎng)還沒(méi)有形成?，F(xiàn)有的雷達(dá)站網(wǎng)建設(shè)和現(xiàn)代化技術(shù)水平還不能完全實(shí)現(xiàn)對(duì)突發(fā)性、轉(zhuǎn)折性災(zāi)害性天氣的全程、連續(xù)、有效的監(jiān)測(cè)，不能適應(yīng)對(duì)災(zāi)害性天氣快捷、高效監(jiān)測(cè)以及迅速響應(yīng)的要求。

2）天氣雷達(dá)資源共享不充分。各部門(mén)間缺乏統(tǒng)一協(xié)調(diào)的共享機(jī)制，沒(méi)有從整體組網(wǎng)和資源共享的角度進(jìn)行天氣雷達(dá)系統(tǒng)的建設(shè)，造成雷達(dá)探測(cè)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，探測(cè)模式和資料數(shù)據(jù)格式不一致，資料無(wú)法統(tǒng)一處理，使有限資源難以充分共享利用，限制了天氣雷達(dá)技術(shù)的快速發(fā)展。

3）研發(fā)與應(yīng)用水平較低，自主開(kāi)發(fā)能力待加強(qiáng)。目前我國(guó)新一代天氣雷達(dá)自主研發(fā)能力不強(qiáng)，尚缺乏具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的核心技術(shù)；新一代天氣雷達(dá)綜合應(yīng)用產(chǎn)品制作基本以跟蹤和模仿學(xué)習(xí)國(guó)外為主，與發(fā)達(dá)國(guó)家的主要差距是沒(méi)有形成具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的雷達(dá)氣象產(chǎn)品應(yīng)用系統(tǒng)。尤其在雷達(dá)數(shù)據(jù)資料的質(zhì)量控制、反演與同化技術(shù)及特種需求的應(yīng)用系統(tǒng)開(kāi)發(fā)等方面亟待提高。

4）技術(shù)保障體系建設(shè)滯后，與雷達(dá)系統(tǒng)建設(shè)速度不相適應(yīng)。新一代天氣雷達(dá)建設(shè)已經(jīng)在全國(guó)展開(kāi)，但是相應(yīng)的技術(shù)管理和業(yè)務(wù)保障體系尚未形成，雷達(dá)維修、維護(hù)以及雷達(dá)技術(shù)支持能力建設(shè)相對(duì)滯后，影響了多普勒天氣雷達(dá)網(wǎng)建設(shè)效益的充分發(fā)揮。

3 天氣雷達(dá)發(fā)展趨勢(shì)

世界天氣雷達(dá)探測(cè)技術(shù)的總體發(fā)展趨勢(shì)是：從地基雷達(dá)探測(cè)到空基、天基雷達(dá)探測(cè)；從單基探測(cè)到多基探測(cè)；從單一參數(shù)探測(cè)到多參數(shù)探測(cè)；從低時(shí)空分辨率探測(cè)到高時(shí)空分辨率探測(cè)；從單站探測(cè)到全網(wǎng)的綜合探測(cè)。同時(shí)，未來(lái)的雷達(dá)網(wǎng)布局趨勢(shì)呈現(xiàn)出大小雷達(dá)相結(jié)合的特征，以小型雷達(dá)補(bǔ)充站網(wǎng)雷達(dá)，主要表現(xiàn)為以提供區(qū)域覆蓋的大型雷達(dá)（指S波段和C波段雷達(dá)）為主，以邊界層探測(cè)的短程小型天氣雷達(dá)（指X波段雷達(dá)）為輔。未來(lái)的天氣雷達(dá)技術(shù)應(yīng)作為地球綜合觀測(cè)系統(tǒng)的有機(jī)組成部分。

3.1 天氣雷達(dá)領(lǐng)域的前沿

3.1.1 新一代天氣雷達(dá)技術(shù)特點(diǎn)

新一代天氣雷達(dá)具有以下技術(shù)特點(diǎn)：

1）強(qiáng)探測(cè)能力和高探測(cè)精度

新一代天氣雷達(dá)主要按照美國(guó)WSR－88D的規(guī)格生產(chǎn)，為S波段全相干制雷達(dá)。隨著雷達(dá)波長(zhǎng)的增加，其對(duì)降水粒子的衰減作用大大減小。新一代天氣雷達(dá)的天線直徑為9 m波束寬度小于10，波束寬度越小角度的分辨率越高，探測(cè)精度也越高。新一代天氣雷達(dá)采用高低兩種脈沖重復(fù)頻率，對(duì)臺(tái)風(fēng)、暴雨等大范圍的強(qiáng)降水天氣的監(jiān)測(cè)距離為460 km，對(duì)流云、龍卷禍旋等小尺度強(qiáng)天氣系統(tǒng)的有效監(jiān)測(cè)和識(shí)別距離為230 km，所有的數(shù)據(jù)、算法和產(chǎn)品的范圍可達(dá)230 km，超過(guò)230 km將沒(méi)有速度數(shù)據(jù)，風(fēng)暴識(shí)別、跟蹤和預(yù)報(bào)未來(lái)位置可到345 km，在345～460 km之間雖沒(méi)有算法應(yīng)用，但仍有反射率因子產(chǎn)品。

2）先進(jìn)的實(shí)時(shí)標(biāo)校系統(tǒng)

新一代雷達(dá)的雷達(dá)參數(shù)在建站時(shí)都經(jīng)過(guò)仔細(xì)的校準(zhǔn)和標(biāo)定，在日常的運(yùn)行中，實(shí)時(shí)的或每經(jīng)過(guò)一個(gè)體掃之后，對(duì)影響雷達(dá)定量的參數(shù)進(jìn)行一次自動(dòng)校準(zhǔn)和檢測(cè)，以確保雷達(dá)對(duì)回波強(qiáng)度的準(zhǔn)確測(cè)量。

3）強(qiáng)大的地物雜波抑制能力

靜止的非氣象目標(biāo)和異常傳播間的信號(hào)被處理進(jìn)入基本數(shù)據(jù)時(shí)，就發(fā)生了地物雜波污染。地物雜波污染對(duì)基本數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性影響很大，進(jìn)而影響導(dǎo)出產(chǎn)品，特別是降水估計(jì)。新一代雷達(dá)具有抑制地物雜波和異常傳播造成的污染，得到高質(zhì)量的產(chǎn)品。

4）先進(jìn)的產(chǎn)品算法和智能型的探測(cè)分析系統(tǒng)

新一代雷達(dá)系統(tǒng)提供了較高靈敏度和較細(xì)分辨率的反射率因子、平均徑向速度以及譜寬數(shù)據(jù)，運(yùn)用先進(jìn)的客觀的算法，每5～10 min由基本數(shù)據(jù)導(dǎo)出的分析產(chǎn)品有30多種。此外，新一代天氣雷達(dá)系統(tǒng)也是智能型的探測(cè)系統(tǒng)，它有豐富的軟件支持，對(duì)獲取的探測(cè)信息進(jìn)行綜合處理，除了實(shí)時(shí)提供降水回波圖像分析的信息外，還具有準(zhǔn)實(shí)時(shí)的對(duì)多種災(zāi)害性天氣的自動(dòng)識(shí)別、追蹤等產(chǎn)品[5]。

3.1.2 天氣雷達(dá)應(yīng)用的國(guó)際前沿

美國(guó)、日本、德國(guó)、印度尼西亞等國(guó)家參加的國(guó)際赤道觀測(cè)站計(jì)劃，旨在對(duì)影響氣候變化的赤道上空大氣進(jìn)行探測(cè)。該計(jì)劃除在印度尼西亞斯馬特拉島設(shè)站外還計(jì)劃在非洲、南美設(shè)站。

歐盟為了促進(jìn)雷達(dá)觀測(cè)資料在各國(guó)之間交換，擴(kuò)大受益面，加強(qiáng)了各國(guó)之間的合作。重點(diǎn)研究雷達(dá)探測(cè)降水和雷達(dá)資料國(guó)際網(wǎng)絡(luò)，促進(jìn)了天氣雷達(dá)的發(fā)展。未來(lái)幾年歐洲天氣雷達(dá)仍然以發(fā)展C波段多普勒雷達(dá)為主，雙PRF技術(shù)可能用脈沖壓縮技術(shù)來(lái)代替。

美國(guó)聯(lián)邦航空局在紐約已成功地研制成一部風(fēng)切變告警雷達(dá)。該雷達(dá)是一部多普勒C波段雷達(dá)，可以全自動(dòng)探測(cè)和告警顯示機(jī)場(chǎng)周?chē)膼毫犹鞖?，防止風(fēng)切變?cè)斐傻奈：臀⒈F(xiàn)象。日本開(kāi)發(fā)了一種直徑僅1 m的小型雷達(dá)，其性能與機(jī)場(chǎng)等使用的大型氣象雷達(dá)相當(dāng)。這種小型雷達(dá)使用了適合在低空進(jìn)行觀測(cè)的3 000 MHz的電磁波。觀測(cè)幾乎是實(shí)時(shí)的，時(shí)間僅需約1 min。由于體積小，能安裝在汽車(chē)和小型船舶上，可預(yù)測(cè)1 km2小范圍內(nèi)的天氣現(xiàn)象。

美國(guó)宇航局的蘭利研究中心在宇宙飛船“發(fā)現(xiàn)號(hào)”上安裝激光雷達(dá)，進(jìn)行激光雷達(dá)系統(tǒng)從太空觀測(cè)大氣。這一研究將使空間遙感技術(shù)進(jìn)入一個(gè)新的時(shí)代，有可能找到至今仍使氣候模式研究人員感到困惑的許多問(wèn)題的答案。觀測(cè)的數(shù)據(jù)包括云、對(duì)流層和平流層的氣溶膠、行星邊界層的特征、地面以上625英里平流層的空氣密度和溫度以及一系列的地面特征。

3.2 天氣雷達(dá)發(fā)展趨勢(shì)

天氣雷達(dá)技術(shù)的發(fā)展將集中在以下幾個(gè)方面：

1）當(dāng)今大氣科學(xué)的發(fā)展重點(diǎn)是更長(zhǎng)時(shí)間尺度的氣象研究和更短空間尺度的中小尺度氣象學(xué)研究和應(yīng)用，多普勒天氣雷達(dá)是天氣雷達(dá)發(fā)展的方向和趨勢(shì)。今后將進(jìn)一步發(fā)展多普勒天氣雷達(dá)技術(shù)，擴(kuò)展探測(cè)功能。雙線偏振多普勒天氣雷達(dá)技術(shù)能根據(jù)不同偏振獲取的后向散射信息，可分析、識(shí)別降水的類(lèi)型，提供識(shí)別風(fēng)暴中水汽凝聚的過(guò)程，提高降水估測(cè)精度[6]；從技術(shù)和經(jīng)濟(jì)角度看，雙線偏振多普勒天氣雷達(dá)將是天氣雷達(dá)發(fā)展的一種趨勢(shì)。目前，多普勒天氣雷達(dá)主要用于對(duì)與降水伴隨的災(zāi)害性天氣的監(jiān)測(cè)和短時(shí)預(yù)報(bào)，而對(duì)于晴空探測(cè)和臺(tái)風(fēng)探測(cè)，特別是獲取晴空風(fēng)場(chǎng)信息，將是多普勒天氣雷達(dá)功能擴(kuò)展的下一個(gè)目標(biāo)。據(jù)估算，采用相干累加技術(shù)有可能使雷達(dá)獲取晴空風(fēng)場(chǎng)的能力提高15－21 dB。

2）多普勒天氣雷達(dá)對(duì)下?lián)舯┝?、微下?lián)舯┝饔泻芎玫谋O(jiān)測(cè)能力，但由于這類(lèi)惡劣天氣現(xiàn)象生命史極短，僅1～2 min，最多不超過(guò)10 min，改變現(xiàn)行多普勒天氣雷達(dá)掃描取樣的體制，可行的最簡(jiǎn)單的是在天線垂直波束上采用相控技術(shù)，形成多波束，這樣雷達(dá)僅做方位角一周的掃描便可以獲取低層大氣中三維立體的風(fēng)場(chǎng)數(shù)據(jù)信息，可以迅速而準(zhǔn)確地監(jiān)測(cè)和預(yù)警下?lián)舯┝骰蛭⑾聯(lián)舯┝鳌Ｏ嗫仃嚩嗥绽仗鞖饫走_(dá)技術(shù)采用跳躍式電掃描波束和天線方向圖形狀的自適應(yīng)控制，使掃描和資料收集時(shí)間由6 min降至1 min以?xún)?nèi)，提高獲取資料的時(shí)間分辨率?？梢栽谧銐蚨痰挠^測(cè)時(shí)間內(nèi)處理迅速演變的天氣事件，探測(cè)能力顯著提高。相控陣天氣雷達(dá)將是天氣雷達(dá)的又一發(fā)展方向。但相控陣?yán)走_(dá)非常昂貴，短時(shí)間內(nèi)難以實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)化運(yùn)行和組網(wǎng)。

3）在我國(guó)，C波段、X波段雙線偏振雷達(dá)目前還處于應(yīng)用研究階段，中國(guó)氣象局也有將來(lái)布設(shè)X波段雷達(dá)，作為對(duì)現(xiàn)有新一代天氣雷達(dá)網(wǎng)的有效補(bǔ)充的設(shè)想。我國(guó)主要的災(zāi)害性天氣為暴雨、短時(shí)強(qiáng)降水、冰雹等，因而，加強(qiáng)對(duì)C波段、X波段雙線偏振雷達(dá)偏振參量的誤差分析，以及研究這些誤差對(duì)降水估測(cè)精度的影響等，顯得十分緊迫和必要。雷達(dá)信號(hào)的衰減問(wèn)題一直是影響X波段廣泛應(yīng)用的重要因素，降水估測(cè)時(shí)，受衰減影響，會(huì)引起較大的誤差。由于X波段雙線偏振雷達(dá)所具有的特點(diǎn)，近年來(lái)，美國(guó)、英國(guó)、日本等國(guó)家加強(qiáng)了其在臨近預(yù)報(bào)、強(qiáng)風(fēng)暴等災(zāi)害性天氣的預(yù)測(cè)預(yù)警工作，對(duì)X波段雙線偏振雷達(dá)信號(hào)衰減訂正及降水估測(cè)研究也取得了一定的進(jìn)展。希臘在2004年雅典奧運(yùn)會(huì)期間，運(yùn)用X波段雙線偏振雷達(dá)進(jìn)行奧運(yùn)氣象保障，取得了成功的經(jīng)驗(yàn)。因此，我國(guó)急需開(kāi)展對(duì)X波段雙線偏振雷達(dá)衰減訂正、降水估測(cè)、冰雹識(shí)別等方面的研究工作[7]。

4）未來(lái)雷達(dá)系統(tǒng)中為了提高精度、擴(kuò)展探測(cè)功能，在以下一些新技術(shù)領(lǐng)域?qū)?huì)有顯著突破：強(qiáng)大的雷達(dá)信號(hào)處理和計(jì)算能力，有效地減輕距離和速度模糊技術(shù)，過(guò)采樣技術(shù)，脈沖壓縮技術(shù)，優(yōu)化的寬帶通訊網(wǎng)、數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)等。

5）加強(qiáng)對(duì)多普勒風(fēng)場(chǎng)反演技術(shù)的研究。目前對(duì)多普勒風(fēng)場(chǎng)資料的應(yīng)用仍處于定性階段，尚未對(duì)多普勒天氣雷達(dá)獲取的風(fēng)場(chǎng)信息進(jìn)行充分應(yīng)用。要充分應(yīng)用，風(fēng)場(chǎng)信息要由定性轉(zhuǎn)為定量，單多普勒天氣雷達(dá)的反演技術(shù)是風(fēng)場(chǎng)信息定量應(yīng)用的關(guān)鍵。美國(guó)、西歐、日本、俄羅斯等國(guó)家也對(duì)天氣雷達(dá)的發(fā)展極為重視，西歐確定了下一代天氣雷達(dá)的業(yè)務(wù)技術(shù)體制；俄羅斯將發(fā)展脈間相干的C段、S波段的多普勒天氣雷達(dá)；日本也已開(kāi)展多普勒天氣雷達(dá)的研制工作。韓國(guó)、臺(tái)灣、香港、新加坡、泰國(guó)、土耳其等國(guó)家或地區(qū)都在計(jì)劃或引進(jìn)氣象雷達(dá)發(fā)展第三階段有代表性的美國(guó)WSR－88D。

4 總 結(jié)

從國(guó)際發(fā)展來(lái)看，世界天氣監(jiān)視網(wǎng)在建立最優(yōu)化的全球混合觀測(cè)系統(tǒng)方面將取得重大進(jìn)步，國(guó)家及地區(qū)天氣監(jiān)測(cè)網(wǎng)也將顯著發(fā)展。雷達(dá)和雷達(dá)探測(cè)技術(shù)將發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。在雷達(dá)探測(cè)方面將實(shí)現(xiàn)多普勒雷達(dá)布網(wǎng)，來(lái)自雷達(dá)、衛(wèi)星和地基遙感系統(tǒng)的資料將直接輸入天氣分析和預(yù)報(bào)系統(tǒng)。雙線偏振雷達(dá)技術(shù)逐漸成熟，將大大改善雷達(dá)探測(cè)降水和識(shí)別降水粒子相態(tài)和尺度的能力?？焖賿呙瓒嗥绽绽走_(dá)、多極化雷達(dá)、毫米波（多普勒雷達(dá)）、調(diào)頻連續(xù)波雷達(dá)會(huì)有迅速發(fā)展。

我國(guó)幅員遼闊，如何進(jìn)一步改進(jìn)災(zāi)害性天氣的監(jiān)測(cè)預(yù)警，提供及時(shí)準(zhǔn)確的天氣變化信息，成為人工影響天氣作業(yè)指揮的重要依據(jù)，也是一項(xiàng)急需解決的課題。國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展、社會(huì)的進(jìn)步及人民生活水平的提高對(duì)氣象服務(wù)提出了新需求，國(guó)家安全保障對(duì)氣象事業(yè)發(fā)展提出了新需求，全球氣候變暖帶來(lái)的突發(fā)性天氣氣候?yàn)?zāi)害對(duì)氣象服務(wù)提出了新需求。建設(shè)新一代天氣雷達(dá)，提高對(duì)重大災(zāi)害性天氣預(yù)警能力，是十分必要和緊迫的。新一代天氣雷達(dá)在突發(fā)災(zāi)害性天氣、極端氣候事件、生態(tài)環(huán)境、交通安全保障以及云水資源利用等方面都可以發(fā)揮重要作用。因此，迫切需要發(fā)展和建設(shè)新一代天氣雷達(dá)。

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