《雷达气象学》是用气象雷达进行大气探测和研究雷达波与大气相互作用的学科。它是大气物理学、大气探测和天气学共同研究的一个分支。

       雷达(Radar-Radio Detection And Ranging) 即无线电探测和测距，是主动遥感探测设备之一，能辐射电磁波，并利用目标物对该电磁波的反射（散射）来发现目标物，并测定目标物位置的电子探测系统。从第二次世界大战后雷达技术引用到气象部门至今，用于探测云雨降水、监测强对流天气的天气雷达已成为雷达技术中的一个分支。目前约有1000部以上的天气雷达布设在世界各地，用于监测强对流天气、定量估计降水，是气象部分的重要探测和监测手段之一。

       天气雷达是探测降水系统的主要手段，是对强对流天气(冰雹、大风、龙卷和暴洪)进行监测和预警的主要工具之一。天气雷达发射脉冲形式的电磁波，当电磁波脉冲遇到降水物质(雨滴、雪花和冰雹等)时，大部分能量会继续前进，而一小部分能量被降水物质向四面八方散射，其中后向散射的能量回到雷达天线，被雷达所接收。根据雷达接收的降水系统的回波的特征可以判别降水系统的特征(降水强弱、有无冰雹、龙卷和大风等)。传统的天气雷达只能测量回波强度，即所谓的反射率因子。新一代天气雷达是多普勒雷达，它除了测量回波强度外，还可以测量降水目标物沿雷达波束径向的运动速度(即平均径向速度)和速度谱宽(速度脉动程度的度量)。新一代天气雷达系统建设是我国20世纪末、21世纪初的一项跨世纪的气象现代化工程。我国新一代天气雷达业务组网的建设目标是：在我国装备先进的S波段(10cm)和C波段(5cm)天气雷达系统，组成探测空间相互衔接覆盖的监测网，实时监测提供降水强度、平均径向速度和速度谱宽等信息。对降水，特别是暴雨、热带气旋、强对流等灾害性天气和重要天气系统进行有效的监测和警报。

       《雷达气象学》课程的主要内容包括三部分：①基础理论方面。包括云和降水粒子对雷达波的散射；微波经过大气、云和降水粒子时的衰减；气象条件对雷达波传播的影响，如大气折射、大气不均匀结构的散射等。②应用方面。包括雷达测量降水和云中的含水量；天气系统（特别是中小尺度系统）的雷达回波在天气分析预报上的应用，在云和降水物理探测研究上的应用；多普勒雷达和各种波长的新型雷达在风的水平结构和铅直结构、铅直气流速度、降水粒子谱、晴空回波、大气湍流等的探测研究中的应用。③技术方面。包括各种气象雷达基本组成及其资料的处理和传输等。该课程就是针对以上内容展开讨论的。

 

第八章 脉冲多普勒天气雷达探测

注：包含我国新一代天气雷达CINRAD简介(第十六章)

8.1 多普勒雷达探测原理 

8.2 多普勒雷达信息的提取 

8.3 降水回波信号的几个统计特征 

8.4 天气多普勒雷达的测量方法 

8.5 解决测速模糊的两种方法

本章知识点

多普勒雷达探测原理；多普勒效应；天气多普勒雷达的测量方法；反射率因子、平均径向速度和速度谱宽；脉冲对方法；最大不模糊距离和距离折叠；最大不模糊速度和速度模糊；多普勒两难；新一代天气雷达组成部分；WSR-88D和CINRAD-SA雷达的取样技术；体积扫描模式VCP；VAD技术测量水平流场；解决测速模糊的方法；距离去折叠算法；

本章重点难点

多普勒雷达探测原理；反射率因子、平均径向速度和速度谱宽；脉冲对方法；新一代天气雷达组成部分；体积扫描模式VCP；VAD技术测量水平流场；速度模糊和退模糊的方法；距离折叠和去折叠算法；

本章学习目标

了解多普勒雷达相比普通测雨雷达的优势，理解多普勒雷达探测原理，熟悉速度模糊和退模糊的方法及距离折叠和去折叠算法，掌握VAD技术测量水平流场的方法；同时对新一代天气雷达组成部分和WSR-88D和CINRAD-SA雷达的取样技术有所了解。

学习建议

本章内容非常重要，应结合实际各雷达站多普勒雷达理解多普勒雷达探测原理及方法，同时了解多普勒天气雷达的硬件组成，从硬件和技术、原理和方法各方面掌握多普勒天气雷达的基本知识，为后续多普勒天气雷达的应用打下坚实的基础。

第九章 双线偏振多普勒天气雷达探测技术（自学）

第十章 多普勒天气雷达回波的识别和分析

10.1 概述

10.2 回波强度和脉冲多普勒天气雷达径向速度场分析技术

10.3 几种典型流场和天气系统在PPI上的径向速度模式

10.4 非气象回波

10.5 降水回波

10.6 非降水回波

10.7 雷达回波资料可靠性检查

本章知识点

回波强度分析技术；径向速度场分析技术；几种典型流场和天气系统在PPI上的径向速度模式；非气象回波；气象回波；地物杂波；零度层亮带；层状云连续性降水回波特征；对流云阵性降水回波特征；积层混合云降水回波特征；

本章重点难点

回波强度分析技术；径向速度场分析技术；几种典型流场和天气系统在PPI上的径向速度模式；由径向速度分布反推雷达上空平均速度场的原则；零度层亮带；

本章学习目标

要能根据回波图像识别各种雷达回波特征，并能对回波形成的物理原因、天气和气象意义进行解释；在讨论了回波强度和回波径向速度场特征的基础上，加上有时间序列连续探测资料，就可以了解回波演变和移动规律。

学习建议

学习中应以理解为主，在明白了回波形成的物理原因、天气和气象意义的基础上，识别回波图像特征就简单多了；在分析中要将回波强度和径向速度结合分析。

第十一章 多普勒雷达探测对流风暴

11.1 对流风暴及其产生的环境条件 

11.2 速度矢端图及其业务应用 

11.3 强风暴的雷达回波特征

本章知识点

对流风暴及其产生的环境条件；脉冲风暴；多单体风暴；超级单体风暴；风暴运动；速度矢端图；强风暴的雷达回波特征；WER；BWER；回波悬垂；钩状回波；

本章重点难点

对流风暴的分类及结构；强风暴的雷达回波特征和视觉特征；

本章学习目标

掌握各种对流风暴特征及其雷达回波特征，并能根据雷达回波图像识别各种对流风暴。

学习建议

将天气学中学习的各种对流风暴的特点和雷达回波图像相结合，掌握雷达回波图像的内在原因，从深层次理解对流风暴的回波特征。

第十二章 多普勒雷达对灾害性对流天气的探测和预警

12.1 多普勒雷达探测冰雹云 

12.2 多普勒雷达探测下击暴流

本章知识点

冰雹云的特点；多普勒雷达探测冰雹云；下击暴流；多普勒雷达探测下击暴流；辉斑回波；旁瓣回波；

本章重点难点

冰雹云背景天气条件与其雷达回波特征的结合；下击暴流背景天气条件与其雷达回波特征的结合；

本章学习目标

结合背景天气条件能从雷达回波上识别出冰雹云、下击暴流等灾害性对流天气。

学习建议

本章以应用为主，首先应对天气学中相应的天气系统予以回顾学习，在了解基础知识的基础上利用雷达回波特征识别灾害性对流天气就容易多了。

第十三章 雷达产品和算法

13.1 基本产品 

13.2 一些算法简单的重要导出产品

本章知识点

基本产品(反射率因子、平均径向速度和谱宽)、算法及产品的应用；导出产品算法、及其应用；

本章重点难点

反射率因子、平均径向速度数据的生成及应用；一些算法简单的重要导出产品；

本章学习目标

了解多普勒雷达常用的一些导出产品及其算法；熟悉基本产品及其应用。

学习建议

学习雷达气象学的最终目的是应用，应用其对灾害性天气进行探测和预警，而作这些工作的根据就是雷达产品（包括基本产品和导出产品），所以了解雷达可以得到哪些产品非常重要，本章的目的就在于此。学习本章内容时，最好结合实际多普勒雷达，调出其相应的产品，边学理论边实践，将所学知识融会贯通。