我國(guó)天氣雷達(dá)與發(fā)達(dá)國(guó)家同類雷達(dá)定量對(duì)比分析報(bào)告
在當(dāng)下社會(huì)，報(bào)告使用的次數(shù)愈發(fā)增長(zhǎng)，報(bào)告中涉及到專業(yè)性術(shù)語(yǔ)要解釋清楚。那么一般報(bào)告是怎么寫的呢？以下是小編收集整理的我國(guó)天氣雷達(dá)與發(fā)達(dá)國(guó)家同類雷達(dá)定量對(duì)比分析報(bào)告，僅供參考，大家一起來(lái)看看吧。
經(jīng)過(guò)十多年的發(fā)展，我國(guó)已建成并投入業(yè)務(wù)運(yùn)行的新一代多普勒天氣雷達(dá)總數(shù)達(dá)171部，天氣雷達(dá)在強(qiáng)天氣監(jiān)測(cè)和預(yù)警、防災(zāi)減災(zāi)、公共服務(wù)等方面中發(fā)揮了重要的作用。
隨著我國(guó)基礎(chǔ)工業(yè)和研發(fā)能力的不斷提高，天氣雷達(dá)的運(yùn)行穩(wěn)定性、探測(cè)能力都有了長(zhǎng)足的進(jìn)步。但是隨著雷達(dá)技術(shù)的不斷發(fā)展，我國(guó)與國(guó)際先進(jìn)水平仍然存在一定的差距，因此客觀分析我國(guó)與國(guó)際先進(jìn)水平的差距對(duì)天氣雷達(dá)的后續(xù)發(fā)展具有十分重要的參考價(jià)值和意義。
一、天氣雷達(dá)國(guó)內(nèi)外對(duì)比分析
業(yè)務(wù)布局
美國(guó)和德國(guó)的雷達(dá)業(yè)務(wù)布網(wǎng)已經(jīng)完成，型號(hào)單一，美國(guó)近地面1km高度邊界層的覆蓋范圍比我國(guó)高2倍以上，低空覆蓋范圍較小造成國(guó)內(nèi)天氣雷達(dá)在降水（雨和雪）估算、強(qiáng)風(fēng)暴探測(cè)、輻合帶探測(cè)及邊界層風(fēng)場(chǎng)估算等方面能力較差，因此，需要優(yōu)化布局，并加強(qiáng)對(duì)天氣雷達(dá)探測(cè)凈空環(huán)境的保護(hù)。
觀測(cè)模式
美國(guó)雷達(dá)業(yè)務(wù)觀測(cè)中使用了晴空、降水、風(fēng)暴3種觀測(cè)模式，德國(guó)使用了降水和閑置2種觀測(cè)模式，而我國(guó)天氣雷達(dá)業(yè)務(wù)觀測(cè)只采用降水模式，使得雷達(dá)對(duì)低空、弱回波、晴空回波、災(zāi)害性天氣的探測(cè)能力明顯不足。因此，應(yīng)逐步建立臺(tái)風(fēng)、強(qiáng)對(duì)流、降水、晴空和高山五種觀測(cè)模式，提高我國(guó)現(xiàn)有雷達(dá)網(wǎng)的探測(cè)能力。
探測(cè)能力
國(guó)內(nèi)業(yè)務(wù)雷達(dá)探測(cè)能力主要指標(biāo)與國(guó)外的最大差距表現(xiàn)在組網(wǎng)雷達(dá)定量測(cè)量的均一性方面，這不僅反映了我國(guó)業(yè)務(wù)雷達(dá)在定標(biāo)技術(shù)方面存在差距，同時(shí)也反映出我國(guó)業(yè)務(wù)雷達(dá)的一些重要硬件質(zhì)量存在的差距。此外，我國(guó)業(yè)務(wù)雷達(dá)未全面開(kāi)展雙偏振雷達(dá)升級(jí)，無(wú)偏振量觀測(cè)產(chǎn)品。導(dǎo)致我國(guó)業(yè)務(wù)雷達(dá)在定量測(cè)量（降水定量估測(cè)與徑向速度測(cè)量）差距進(jìn)一步加大。因此，今后需提高組網(wǎng)均一性的能力。
關(guān)鍵技術(shù)
1.雙偏振技術(shù)
美國(guó)經(jīng)過(guò)近15年的雙線偏振技術(shù)雷達(dá)與WSR-88D雷達(dá)比對(duì)的試驗(yàn)，系統(tǒng)地完成了雷達(dá)同時(shí)發(fā)射與同時(shí)接收技術(shù)體制定型、偏振量ZDR的定標(biāo)、利用偏振量定量估測(cè)降水和質(zhì)控算法等重要工作，并已經(jīng)完成了全部雷達(dá)的雙偏振技術(shù)升級(jí)工作。德國(guó)也已經(jīng)基本上完成了雙偏振升級(jí)工作。上述表明：我國(guó)在雙線偏振雷達(dá)技術(shù)應(yīng)用等相關(guān)工作開(kāi)展方面與美國(guó)還存在較大的差距，我們應(yīng)當(dāng)盡快建立開(kāi)展雙線偏振雷達(dá)技術(shù)應(yīng)用的試驗(yàn)工作，推動(dòng)我國(guó)雙線偏振雷達(dá)技術(shù)應(yīng)用穩(wěn)步向前。
2.
固態(tài)技術(shù)
在固態(tài)技術(shù)方面，國(guó)內(nèi)雖然已經(jīng)研制出了全固態(tài)的X波段和毫米波雷達(dá)，但在發(fā)射功率和脈沖壓縮主副比等參數(shù)方面與國(guó)外先進(jìn)水平相差較大。因此，加快固態(tài)雷達(dá)關(guān)鍵技術(shù)的研究。
3.相控陣技術(shù)
在相控陣天氣雷達(dá)研究方面，國(guó)內(nèi)和美國(guó)存在的差距主要表現(xiàn)在：我國(guó)沒(méi)有形成一支專業(yè)團(tuán)隊(duì)長(zhǎng)期進(jìn)行系統(tǒng)性的試驗(yàn)和比對(duì)，開(kāi)展對(duì)相控陣關(guān)鍵技術(shù)評(píng)估工作。在相控陣?yán)走_(dá)方程、定標(biāo)和數(shù)據(jù)分析和質(zhì)量控制等方面缺少系統(tǒng)性地深入研究工作。
�。ㄎ澹⿺�(shù)據(jù)質(zhì)量控制技術(shù)
國(guó)內(nèi)目前在業(yè)務(wù)中使用的數(shù)據(jù)質(zhì)控方法較少，非氣象回波不能得到有效控制，與美國(guó)相比存在一定差距。但國(guó)內(nèi)針對(duì)雷達(dá)數(shù)據(jù)質(zhì)控問(wèn)題開(kāi)展了一系列研究工作并取得進(jìn)展，因此需將現(xiàn)有成熟質(zhì)控算法經(jīng)測(cè)試評(píng)估后應(yīng)用于業(yè)務(wù)系統(tǒng)中。力爭(zhēng)在6年內(nèi)完成地物雜波、超折射回波、海浪回波、電磁干擾回波、噪聲回波等雜波消除算法在業(yè)務(wù)系統(tǒng)中的應(yīng)用，非氣象回波基本得到控制。部分天氣雷達(dá)已采用相位編碼技術(shù)和雙PRF技術(shù)，此項(xiàng)技術(shù)水平與美國(guó)相當(dāng)。到20xx年，基本可實(shí)現(xiàn)相位編碼技術(shù)和自動(dòng)PRT技術(shù)在我國(guó)天氣雷達(dá)業(yè)務(wù)中廣泛應(yīng)用，并結(jié)合軟件算法基本解決距離模糊和速度模糊問(wèn)題。使質(zhì)控后的雷達(dá)數(shù)據(jù)質(zhì)量滿足模式同化的要求。
定量估測(cè)降水精度
美國(guó)天氣雷達(dá)在雙偏振升級(jí)前定量估測(cè)降水精度與我國(guó)水平相當(dāng)，但其雷達(dá)在雙偏振升級(jí)后優(yōu)于我國(guó)天氣雷達(dá)。到20xx年，我國(guó)天氣雷達(dá)完成雙偏振升級(jí)后，實(shí)現(xiàn)定量估測(cè)降水精度提高5%的目標(biāo)，達(dá)到與美國(guó)同期的水平。
二、天氣雷達(dá)資料可同化存在的問(wèn)題與解決措施
天氣雷達(dá)資料應(yīng)用是衡量天氣雷達(dá)觀測(cè)業(yè)務(wù)能否發(fā)揮效益的重要指標(biāo)之一，尤其是天氣雷達(dá)資料能否在天氣尺度數(shù)值模式與中尺度數(shù)值模式中得到應(yīng)用是天氣雷達(dá)業(yè)務(wù)效益發(fā)揮的更高要求。因此，對(duì)于天氣雷達(dá)業(yè)務(wù)而言，天氣雷達(dá)資料可同化是衡量天氣雷達(dá)業(yè)務(wù)的一個(gè)十分重要的指標(biāo)。目前我國(guó)已經(jīng)有171部天氣雷達(dá)投入業(yè)務(wù)應(yīng)用，究其可同化方面的問(wèn)題主要有如下幾方面：
�。ㄒ唬┨鞖饫走_(dá)數(shù)據(jù)質(zhì)量方面問(wèn)題
天氣雷達(dá)數(shù)據(jù)質(zhì)量問(wèn)題歸納起來(lái)是由三方面產(chǎn)生的，一是由天氣雷達(dá)硬件質(zhì)量問(wèn)題或維護(hù)不當(dāng)造成的；其次是由雷達(dá)技術(shù)體制本身所帶來(lái)的；再則就是由于天氣雷達(dá)的觀測(cè)環(huán)境所造成；
1.雷達(dá)硬件質(zhì)量問(wèn)題
目前對(duì)天氣雷達(dá)數(shù)據(jù)質(zhì)量產(chǎn)生重要影響，在硬件方面主要存在如下問(wèn)題，一是多普勒天氣雷達(dá)的一些硬件的關(guān)鍵指標(biāo)，如多普勒天氣雷達(dá)相干性、頻率源的穩(wěn)定性、觀測(cè)精度、地物抑制能力等，再加上業(yè)務(wù)體系中對(duì)天氣雷達(dá)業(yè)務(wù)運(yùn)行過(guò)程中缺失的硬件定標(biāo)環(huán)節(jié)，使得我國(guó)天氣雷達(dá)在硬件方面存在的問(wèn)題更加突出。
2.天氣雷達(dá)技術(shù)體制問(wèn)題
我國(guó)業(yè)務(wù)天氣雷達(dá)采用的是單偏振（水平偏振）、多普勒脈沖體制，由于在體制上存在發(fā)射的重復(fù)頻率PRF造成雷達(dá)的測(cè)速范圍（不模糊速度范圍）與探測(cè)的不模糊距離范圍的矛盾，導(dǎo)致天氣雷達(dá)在實(shí)際探測(cè)中的距離模糊與速度模糊現(xiàn)象比較嚴(yán)重，尤其是速度模糊問(wèn)題嚴(yán)重影響了天氣雷達(dá)在實(shí)際探測(cè)中的定量速度測(cè)量。其次，體制引出的雷達(dá)觀測(cè)模式本身造成的邊界層探測(cè)能力不足，嚴(yán)重影響了天氣雷達(dá)對(duì)邊界層的中尺度天氣系統(tǒng)的探測(cè)能力。最后是單偏振體制，對(duì)降水粒子的相態(tài)識(shí)別、粒子大小探測(cè)等能力明顯不足，也嚴(yán)重影響了天氣雷達(dá)數(shù)據(jù)的質(zhì)量。
3.天氣雷達(dá)觀測(cè)環(huán)境帶來(lái)的問(wèn)題
天氣雷達(dá)實(shí)際探測(cè)時(shí)，受其觀測(cè)環(huán)境的影響，給觀測(cè)數(shù)據(jù)帶來(lái)了許多干擾，造成數(shù)據(jù)質(zhì)量的降低，主要包括：凈空環(huán)境造成的遮擋，使得觀測(cè)數(shù)據(jù)不連續(xù)、不完整；電磁干擾造成觀測(cè)數(shù)據(jù)的雜亂散；還有超折射、海雜波、昆蟲與晴空回波造成對(duì)降水定量測(cè)量的偏差等。
天氣雷達(dá)資料信息流程問(wèn)題
目前天氣雷達(dá)觀測(cè)業(yè)務(wù)圍繞數(shù)據(jù)質(zhì)量控制這一核心環(huán)節(jié)，在業(yè)務(wù)流程上也沒(méi)有得到有效解決，這方面主要表現(xiàn)在：一是天氣雷達(dá)資料信息流程沒(méi)有按照數(shù)據(jù)獲得、數(shù)據(jù)質(zhì)控和數(shù)據(jù)應(yīng)用這樣一個(gè)基本流程進(jìn)行，而是將觀測(cè)到的天氣雷達(dá)數(shù)據(jù)在沒(méi)有質(zhì)量控制的情況下，直接送到了用戶端，整個(gè)信息流程中缺少了一個(gè)系統(tǒng)地、完整地實(shí)時(shí)質(zhì)控業(yè)務(wù)的建立；二是在數(shù)據(jù)信息流程上，沒(méi)有從硬件段、數(shù)據(jù)段到應(yīng)用段建立起三級(jí)質(zhì)控，把質(zhì)量問(wèn)題控制在應(yīng)該控制的階段。
擬解決的措施
1.加強(qiáng)天氣雷達(dá)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)質(zhì)量控制
針對(duì)天氣雷達(dá)觀測(cè)業(yè)務(wù)各個(gè)環(huán)節(jié)對(duì)其觀測(cè)數(shù)據(jù)質(zhì)量產(chǎn)生的問(wèn)題，重點(diǎn)解決：一是雷達(dá)硬件定標(biāo)的業(yè)務(wù)化問(wèn)題，建立一個(gè)系統(tǒng)的、完整的雷達(dá)主要指標(biāo)的硬件定標(biāo)業(yè)務(wù)，確保天氣雷達(dá)在業(yè)務(wù)運(yùn)行中獲取數(shù)據(jù)的正確；二是重點(diǎn)針對(duì)觀測(cè)業(yè)務(wù)中數(shù)據(jù)質(zhì)量本身存在的問(wèn)題，近期重點(diǎn)改進(jìn)現(xiàn)存的觀測(cè)模式，以及由于地物、電磁干擾、海雜波、晴空回波等給定量降水測(cè)量帶來(lái)的偏差，建立起上述問(wèn)題的.實(shí)時(shí)質(zhì)控業(yè)務(wù)；遠(yuǎn)期重點(diǎn)解決雷達(dá)技術(shù)體制問(wèn)題，一是雷達(dá)硬件如何穩(wěn)定可靠運(yùn)行，如采用全固態(tài)發(fā)射技術(shù)；二是采用相位編碼、脈沖壓縮技術(shù)；三是采用雙極化技術(shù)等改進(jìn)和提高天氣雷達(dá)各項(xiàng)性能指標(biāo)。其次，加大雷達(dá)凈空環(huán)境保護(hù)確保觀測(cè)資料的連續(xù)性和完整性。
2.科學(xué)合理建立天氣雷達(dá)數(shù)據(jù)信息業(yè)務(wù)流程
根據(jù)天氣雷達(dá)信息實(shí)時(shí)、高效的特點(diǎn)，建立一個(gè)從硬件業(yè)務(wù)定標(biāo)到天氣雷達(dá)數(shù)據(jù)信息質(zhì)量控制的業(yè)務(wù)流程；并在此基礎(chǔ)上建立起與預(yù)報(bào)和數(shù)值模式等用戶的信息質(zhì)量反饋互動(dòng)的運(yùn)行體制，形成天氣雷達(dá)數(shù)據(jù)觀測(cè)—數(shù)據(jù)質(zhì)量控制—數(shù)據(jù)應(yīng)用的三位一體的信息流程。確保天氣雷達(dá)資料的數(shù)據(jù)可同化、可應(yīng)用。
三、針對(duì)天氣雷達(dá)業(yè)務(wù)存在問(wèn)題擬采取的措施和建議
針對(duì)天氣雷達(dá)與國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)比分析存在的主要問(wèn)題，我國(guó)今后應(yīng)當(dāng)在如下幾方面開(kāi)展工作：
1、加強(qiáng)業(yè)務(wù)天氣雷達(dá)從預(yù)研階段，研制階段，生產(chǎn)階段，建設(shè)階段，到應(yīng)用階段的五位一體的系統(tǒng)的、完整的體系建設(shè)，使天氣雷達(dá)存在的問(wèn)題解決在各自存在的階段，使業(yè)務(wù)天氣雷達(dá)的發(fā)展形成一個(gè)良性循環(huán)的發(fā)展機(jī)制。作為國(guó)家級(jí)的探測(cè)中心應(yīng)當(dāng)把其重點(diǎn)放在研制階段與建設(shè)和應(yīng)用階段，尤其是研制階段中，重點(diǎn)解決天氣雷達(dá)業(yè)務(wù)規(guī)范、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、觀測(cè)模式和質(zhì)量控制方案的形成；在建設(shè)階段重點(diǎn)解決觀測(cè)環(huán)境、設(shè)備準(zhǔn)入等關(guān)鍵環(huán)節(jié)；在應(yīng)用階段則重點(diǎn)解決業(yè)務(wù)實(shí)時(shí)質(zhì)控、應(yīng)用綜合評(píng)估，與用戶形成互動(dòng)的機(jī)制。
2、盡快建立起天氣雷達(dá)業(yè)務(wù)的雷達(dá)站—省級(jí)—國(guó)家級(jí)的三級(jí)業(yè)務(wù)質(zhì)量控體系，在雷達(dá)站級(jí)重點(diǎn)把好設(shè)備硬件的質(zhì)量關(guān)，做好設(shè)備運(yùn)行環(huán)境保障以及設(shè)備定標(biāo)與維護(hù)；在省級(jí)做好天氣雷達(dá)數(shù)據(jù)的質(zhì)量控制，確保觀測(cè)數(shù)據(jù)有效地在業(yè)務(wù)中應(yīng)用；在國(guó)家級(jí)做好各種質(zhì)控算法和新型產(chǎn)品的研制與開(kāi)發(fā)，設(shè)計(jì)好業(yè)務(wù)天氣雷達(dá)的技術(shù)體制、做好天氣雷達(dá)全網(wǎng)的業(yè)務(wù)質(zhì)量評(píng)估。
3、建立天氣雷達(dá)業(yè)務(wù)巡檢和日常業(yè)務(wù)的定標(biāo)流程，形成有效的對(duì)天氣雷達(dá)實(shí)時(shí)運(yùn)行過(guò)程中的運(yùn)行監(jiān)督和保障機(jī)制，形成一支從雷達(dá)站、省級(jí)探測(cè)中心到國(guó)家級(jí)探測(cè)中心的高效集約化的專業(yè)隊(duì)伍，并不斷加大天氣雷達(dá)日常業(yè)務(wù)運(yùn)行維護(hù)過(guò)程中社會(huì)參與力度，使其保障逐步社會(huì)化。
4、建立天氣雷達(dá)觀測(cè)業(yè)務(wù)與預(yù)報(bào)和數(shù)值模式需求的互動(dòng)機(jī)制，形成及時(shí)有效地評(píng)估從用戶端反饋來(lái)的天氣雷達(dá)業(yè)務(wù)存在的問(wèn)題，前端的雷達(dá)觀測(cè)業(yè)務(wù)則根據(jù)評(píng)估進(jìn)行整改，使得天氣雷達(dá)業(yè)務(wù)緊緊地圍繞著用戶的需求開(kāi)展。這方面重點(diǎn)要形成針對(duì)天氣雷達(dá)應(yīng)用的季或年度評(píng)估技術(shù)報(bào)告，前后端建立起良好的循環(huán)與反饋機(jī)制。
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