我国天气雷达与发达国家同类雷达定量对比分析报告
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2024-01-13
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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
摘要：
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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...
