作者：海月明工作室

气象雷达和气象卫星在气象观测和天气预报中都扮演着重要角色，它们为我们提供了丰富的气象信息，帮助我们更好地理解和应对天气变化。今天让我们聚焦于气象雷达这一科技利器，深入探索它在我们日常生活中的广泛应用与深远影响。

气象雷达是专门用于气象探测的雷达，属于主动式微波大气遥感设备。气象雷达是用于警戒和预报中小尺度天气系统的主要探测工具之一，它通过目标对雷达波的反射，来确定目标的位置和特性的。常规雷达装置大体上由定向天线、发射机、接收机、天线控制器、显示器和照相装置，还有电子计算机和图像传输等部分组成。气象雷达可以对灾害性天气进行监测预警，能够根据回波判断是层云降水还是积云降水；能够识别有无可能降雹、出现龙卷；能够准确分析识别诸如一些天气系统内的具体结构分布。另外还有定量估测大范围降水以及监测实时风场信息，还有一点是能够改善高分辨率数值天气预报的模式的初值场，通过对雷达反射率因子和径向速度数据进行通话，可以大大提高高分辨率数值天气预报模式的处置场精度，进而改善高分辨率数值天气预报。

气象雷达主要有：测云雷达、测雨雷达、测风雷达、圆极化雷达。

测云雷达。是用来探测未形成降水的云层高度、厚度以及云内物理特性的雷达。其常用的波长为1.25厘米或0.86厘米。工作原理和测雨雷达相同，主要用来探测云顶、云底的高度。如空中出现多层云时，还能测出各层的高度。由于云粒子比降水粒子小，测云雷达的工作波长较短。测云雷达只能探测云比较少的高层云和中层云。对于含水量较大的低层云,如积雨云、冰雹等,测云雷达的波束难以穿透，因而只能用测雨雷达探测。

测雨雷达。又称天气雷达，是利用雨滴、云状滴、冰晶、雪花等对电磁波的散射作用来探测大气中的降水或云中大滴的浓度、分布、移动和演变，了解天气系统的结构和特征。测雨雷达能探测台风、局部地区强风暴、冰雹、暴雨和强对流云体等，并能监视天气的变化。

测风雷达。用来探测高空不同大气层的水平风向、风速以及气压、温度、湿度等气象要素。测风雷达的探测方式一般都是利用跟踪挂在气球上的反射靶或应答器，不断对气球进行定位。根据气球单位时间内的位移，就能定出不同大气层水平风向和风速。在气球上同时挂有探空仪，遥测高空的气压、温度和湿度。

圆极化雷达。一般的气象雷达发射的是水平极化波或垂直极化波，而圆极化雷达发射的是圆极化波。雷达发射圆极化波时，球形雨滴的回波将是向相反方向旋转的圆极化波，而非球形大粒子（如冰雹）对圆极化波会引起退极化作用，利用非球形冰雹的退极化性质的回波特征，圆极化雷达可用来识别风暴中有无冰雹存在。

如何认识气象雷达图像是一门既科学又实用的技能，它需要我们掌握一定的基础知识和方法。以下是一些关于如何看懂雷达图的指南：雷达图上有红黄蓝绿的色块，就是雷达回波。冷色调——如蓝色、绿色——表示阴天或者小雨等较温和的天气，颜色越暖——黄色、红色等——就表示该地的天气越激烈。

蓝色——回波对应的区域表示当地被降水云系笼罩，但尚未出现降雨；

绿色——回波覆盖的区域代表当地正“沉浸”在绵绵细雨之中；

黄色到红色——回波覆盖的区域有中到大雨现身。一般黄色区域对应降雨强度为10毫米每小时左右；橙色雷达回波一般对应降雨强度为20毫米每小时左右，并且有可能出现短时雷雨大风、冰雹等强对流天气。

朱红色——小时雨强在28至48毫米每小时，大红色雨强在58至99毫米每小时，深红色雨强在120至205毫米每小时。

紫色——“披上紫色回波”的区域降水强度最大，该地区正“沦陷”于暴雨、甚至大暴雨之中，并有可能伴随雷电大风甚至冰雹等剧烈天气。

气象雷达主要用于探测气象状况以及变化趋势，目前已广泛应用于天气预报，以及农业、水文、林业、交通、能源、海洋、航空、航天、国防、建筑、旅游、医疗等领域的专业气象服务。它是人们为防范气象风险，保障飞行安全而研制的航空电子产品。它利用电磁波经过天线辐射后遇到障碍物被反射回来的原理，目标的导电系数越高，反射面越大，则回波越强。它能够在飞行中连续地向飞行员提供航路前方及其两侧的气象状况，此外还提供飞机前方地表特征的地图型显示，飞行员可据此选择安全的航线，避绕危险的气象区域或其它障碍物，识别地标以及判断飞机的位置。

气象雷达、气象卫星在气象观测和预报中各有其独特的特点和作用。根据上面的介绍我们已经了解了气象雷达，再给大家介绍一下气象卫星的相关内容。

气象卫星是从太空对地球及其大气层进行气象观测的人造地球卫星。气象卫星观测范围广，观测次数多，观测时效快，观测数据质量高。卫星的应用主要是大范围的观测，确定锋面、热带气旋等等系统，尤其在人迹罕至的荒野，无法设置气象站的海洋，卫星起了巨大的作用。卫星也用于识别天气系统，尤其是在强对流天气发生的时候，也有很大作用。但是卫星的一些缺点也比较明显，比如说强对流云团在卫星上面表现只是白亮的云团，云团内部的结构等特点，这个云团究竟产生什么样的灾害性天气？龙卷冰雹还是短时强降水？这些都需要雷达来帮助确定。

从探测精度上来说，气象卫星由于其观测精度与反演方法限制无法与气象雷达比拟。而雷达覆盖面积有限，因此两者互为补充关系且无法全面替代。

本文为科普中国·创作培育计划扶持作品

作者：海月明工作室

审核：戴云伟 中国气象局 高级工程师

出品：中国科协科普部

监制：中国科学技术出版社有限公司、北京中科星河文化传媒有限公司

来源: 星空计划

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