多普勒天气雷达探测台风相关问题研究

wufei

天气雷达版开设以来，作为斑竹没有尽到责任，深感惭愧。进入汛期以来，业务的确繁忙，当然不能以此为借口而不来论坛。今后一定多发帖，跟大家多交流，也希望大家能够积极发帖，有问题一起探讨，关于天气雷达的，任何方面都可以。

今天介绍多普勒天气雷达探测台风的相关知识，这也是比较受关注的。

我国东南沿海布置了多部S波段多普勒天气雷达，对于台风的实时监测、中心定位等作用巨大，本帖中主要介绍台风的雷达回波特征、台风中心的雷达定位等方面知识。部分内容来源于教科书。

wufei

一、台风的雷达回波特征
（1）台风中心呈圆形的无回波区域，称为雷达眼。它与无雨弱风的台风眼基本一致。
（2）雷达眼外围的环状强回波区，称为眼墙或眼壁（Eye Wall）。它由垂直发展旺盛的对流云构成，是台风中的狂风暴雨区。眼墙的直径在12～80km之间，眼墙的宽度一般为20～30km。
（3）眼壁之外，有若干条向内旋转与眼壁相连的螺旋状回波带，称为内螺旋带。它是由较强的对流云构成的中尺度螺旋状回波带，大部分集中在台风的某一方位，一般在前半部较多，后半部较少。少数发展完好的台风，内螺旋带比较对称。进一步观察可以发现，螺旋形雨带是由一个个单体组成。带上的每一个单体都是围绕着台风眼从新生到消亡作反时针切向运动，而整个雨带则是相对于台风眼向外扩张，并作反时针旋转。
（4）再向外是若干条向内旋转，但一般不与台风主体回波相连的螺旋状回波带，称为外螺旋带。这里是层状云降水的若干条次雨带，这里没有强风，垂直运动较弱。
（5）台风风雨区的外围有时候有一条类似于中纬度飑线的对流回波带，称为台前飑线。一般情况下它与台风外围等压线近于平行，最常出现在台风前进的方向上，带的走向与台风移向近于垂直，回波带距台风中心一般约为400-600km，强台风前的飑线距离台风中心更远。

wufei

二、台风中心的雷达定位
用雷达眼确定台风中心位置
    一个发展完整的台风，大多数情况下都有眼壁回波，可以用雷达眼的几何中心确定为台风的中心位置。虽然有时候眼壁回波可能不全，但只要观测到这种眼壁回波，就可以比较准确地确定台风中心的位置。在残眼情况下，有时可以抬高雷达天线仰角或改变雷达接收机增益来寻找弧状回波，以帮助确定台风中心位置。实践证明，绝大多数台风雷达眼的中心与实际的台风中心基本上是一致的，因此，用雷达眼确定台风中心的位置是实际业务工作中使用最普遍的一种方法。用这种方法确定台风中心的位置，对于圆形的、较小的台风眼，误差一般不超过3～5km。但当雷达眼不规则时，往往很难确定它的几何中心，这时台风中心的定位就有一定的误差。
    一般来说，雷达眼定位方法简便、准确，误差大致小于雷达眼的半径。因此，用雷达眼确定台风中心位置的方法是一种比较好的方法。但当台风没有眼壁回波时，这种方法就不能用了。

kitty8123

二、台风中心的雷达定位
用雷达眼确定台风中心位置
    一个发展完整的台风，大多数情况下都有眼壁回波，可以用雷达眼的几何中心确定为台风的中心位置。虽然有时候眼壁回波可能不全，但只要观测到这种眼壁回波，就 ...
wufei 发表于 2011-6-11 12:23

有个问题。。
可不可以用径向速度图的零速度线来判定台风中心位置？
   

wufei

手头关于台风的雷达资料太少了，只找到两张2006年温州的，试作分析。

图1中，雷达眼在温州正南方向100公里处，清晰可见，且范围较大。
雷达眼中心50公里处，有一圈非常强的回波环带，其中在0°-90°方向回波最强，回波强度达到了45dBz以上，这就是眼墙。
眼墙外围，有几条较强回波带环绕眼墙，强度也在40dBz以上。对于该台风，我们可以看到螺旋雨带强度强，结构紧密，层次分明，空间的连续性比较好。
最外围的相对较弱降水回波区为外螺旋带，降水强度相对较小。

图2中，3个小时以后，台风明显向西北方向移动，更靠近雷达站。从这张图上可以看出，台风应该已经登陆，台风眼中有云回波存在，已经变的不清晰了，说明地面摩擦作用还是很显著的。但是我们看到，眼墙区对流回波依然旺盛，回波强度很大；内螺旋带非常紧密，从台风中心到内螺旋带外围半径超过了200km，说明这次过程非常强盛。

有一点必须说明，每一次过程，不管是台风、暴雨、雷暴、冰雹或龙卷风，单靠一两张回波图是无法进行分析的，只能简单的、粗略的进行初步分析；每一次过程，不单单要分析回波强度图，回波速度也是非常重要的，因为从速度图上可以分析风场的基本结构，判断冷暖平流、水平风切变和垂直风切变的高度、位置，根据径向速度分布特征还可以判断辐合辐散区的位置等。只有掌握了系统从发生、发展、成熟到消亡的全过程，才能从根本上理解系统的移动发展方向，从而做出有效的短临预报。

开尔文

2006.8.10，好熟悉啊，台风桑美

wufei

4# kitty8123


台风也是气旋，我们同样可以利用中尺度气旋的蓝金模式来进行分析其速度特征，蓝金模式的核心是什么呢？
中尺度气旋中存在一对正负速度中心，有明显的零速度带将其正负速度中心分开，这就是中尺度气旋的一般特征。

如果我们将这个理论应用到台风探测上，不难发现，台风中心也存在同样的特征，零速度带肯定通过台风中心，那么，在距离雷达中心某一方位处，如果出现呈方位对称的正负速度中心，就可以基本确定台风中心在正负速度中心间距的中点。


所以，你的想法很好，是可以判断的。 只是，还是需要资料验证理论分析的正确性，有资料的同学赶紧上传一些吧。。。。

li0627

7# wufei


手头也只有今天莎莉嘉登陆的情况，这里贴出来

北落师门

判断台风中心风廓线雷达效果更好。不过中国大陆风廓线雷达质量不太好。

rolandsun

9# 北落师门
风廓线观测范围太小了，要布网多密才行啊