RDS天氣雷達產品顯示系統的應用與研究

摘 要：多普勒天氣雷達已經成為對短時強對流天氣進行監測的最重要的手段，RDS雷達產品顯示系統能夠方便地打開SA等各種型號雷達體掃基數據，而且可以根據需要直接得出雷達各種基本產品和計算產品。不僅如此，該軟件還支持各仰角的PPI顯示、選定高度的CAPPI顯示、選定方位角的RHI顯示、VCS任意垂直剖面、疊加網格、地圖、散點、軌跡等功能。利用RDS可以檢驗火箭人工增雨（消雹）的作業和飛機人工增雨的效果。

關鍵詞：天氣雷達 雷達產品 顯示系統

中圖分類號：P41 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）06（a）-0029-01

新一代多普勒天氣雷達已經成為對短時強對流天氣進行監測的最重要的手段之一，它具有很高的空間、時間分辨率，在中小尺度氣象研究中具有很大的優越性[1～2]。多普勒天氣雷達產品種類多，從大類上說一共有28種。但多普勒天氣雷達產品要進行回看或分析，必須用UCP軟件和PUP軟件進行回放處理雷達基數據才可以進行。利用UCP和PUP回放，實際就是將當時RDA探測的過程進行模擬重放，得到產品。該步驟既耗時，而且操作極為不便，不利于對天氣過程的詳細分析。而RDS雷達產品顯示系統，能夠迅速地打開SA等各種型號雷達體掃基數據，而且可以根據需要直接得出雷達各種基本產品和計算產品。不僅如此，該軟件還支持各仰角的PPI顯示、選定高度的CAPPI顯示、選定方位角的RHI顯示、VCS任意垂直剖面、疊加網格、地圖、散點、軌跡等功能。因此，對RDS軟件進行應用與研究很有必要，對提高中尺度天氣的分析能力有極大的幫助，使用RDS軟件可以更加快捷地利用雷達基數據分析天氣過程。

1 RDS軟件的本地化設置

RDS雷達產品顯示系統在使用前必須進行本地化設置，才可以使用。首先，將本雷達站的地理信息地圖（以.map為后綴名）復制在安裝目錄下，并改名為province.map。然后，打開軟件，在設置選項，點站點信息，輸入雷達名稱，雷達所在的經緯度信息，另外在數據格式選項，輸入選SA/SB數據格式。雷達數據每六分鐘就有一個，因此如果對雷達數據不進行定時的刪除，文件夾里的雷達數據將越來越多，影響雷達數據查找的效率。通過設置，我們可以自動刪除設定天前的數據文件，只需在數據格式的選項卡中勾選自動刪除，填入具體天數。在“設置—地理背景”選項可以設置網格的圓弧角度間隔和同心圓的間隔，在“地圖”選項卡中，可以勾選省界、河流、縣界、縣名等。

軟件部分設置好后，要導入本地雷達站的數據。首先，由于雷達站UCP得出的雷達數據要及時地打包傳輸給中國氣象局，如果直接將目錄指向UCP，會導致運行UCP的機器負載過大，造成傳輸延遲。因此，我們將UCP的雷達數據利用數據同步軟件，推送至另一臺服務器。這時，在本地終端，我們可以映射網絡服務器，這時RDS軟件中選擇數據目錄就可以定位在有實時雷達數據的服務器上，雷達數據資料就可以實時地進行產品顯示和分析。

2 雷達產品的顯示

新一代多普勒天氣雷達在每個6分鐘內對0.5度、1.5度等9個角度進行體掃，因此每個產品有9個層次。天氣雷達的基本產品分為三種：反射率、徑向速度和譜寬。選擇菜單“變量—反射率”，在數據列表中選擇要查看的基數據文件，系統默認顯示第1層（0.5度）反射率產品。其中反射率強度的范圍0～70 dBz，若要選擇1.5度的反射率強度，可以點擊“第二層”。當點擊雷達圖中某一點，在下方會顯示本地的經緯度和高度，這樣可以得知某地在高空的降水情況。徑向速度、譜寬產品與反射率顯示功能一樣。RDS不僅能實現某個層次的反射率顯示，還能顯示某個高度的反射率。由于雷達是錐面掃描，要得知某個高度上的降水粒子情況，就必須在所有的錐面截取那一高度的平面，將這些截取的面疊加到一張圖上，這就是CAPPI。在CAPPI窗口選定CAPPI，輸入高度，就可以顯示。此外，RDS還可顯示云頂高度、液水含量和冰雹概率等計算產品。

RDS軟件的突出特點，不僅能進行平面的顯示，還可以垂直進行剖面。平面的顯示只能判別出云層在各地的整體情況，對降水云系的內部結構無法得知。在RDS軟件中，點擊“分析—RHI”，用鼠標在PPI或CAPPI圖像上點擊選擇一個坐標點，可以顯示雷達中心點到該坐標點的RHI圖像（垂直剖面圖像）。或者使用“VCS任意垂直剖面”功能，選擇菜單“VCS任意垂直剖面”，在雷達圖像上單擊鼠標左鍵選擇起始點，移動鼠標到目標位置再次單擊鼠標左鍵選擇結束點，可以顯示起始點到結束點的垂直剖面。

3 RDS在人工影響天氣中的功能應用

RDS軟件可疊加散點，進入安裝目錄，打開文件station.txt，在文件中輸入如下面格式的站點信息（站點名稱、經度、緯度）：選擇菜單“疊加—散點”，系統讀取station中的站點信息疊加到地圖背景中。該功能最大的用處就是可以將火箭人工增雨的作業點疊加在雷達圖上，在發射火箭彈的前后對比該點的雷達強度的變化，以檢驗人工增雨的效果。

RDS軟件可疊加軌跡，進入安裝目錄，打開文件track.txt，在文件中輸入如下面格式的軌跡信息（序號、經度、緯度）：選擇菜單“疊加—軌跡”，系統讀取track中的軌跡信息疊加到地圖背景中。該功能的最大用處，就是在飛機人工增雨作業中，將飛行的軌跡疊加在雷達圖上。一方面，指導飛行在云中飛行路線的選擇；另一方面，在作業后，可將作業飛行軌跡區域與相鄰區域進行對比，以檢驗人工增雨的效果。

4 結語

RDS雷達產品顯示系統，能夠方便地打開SA等各種型號雷達體掃基數據，而且可以根據需要直接得出雷達各種基本產品和計算產品。不僅如此，該軟件還支持各仰角的PPI顯示、選定高度的CAPPI顯示、選定方位角的RHI顯示、VCS任意垂直剖面、疊加網格、地圖、散點、軌跡等功能。利用RDS可以檢驗火箭人工增雨作業和飛機人工增雨的效果。

參考文獻

[1]張培昌，杜秉玉，戴鐵丕.雷達氣象學[M].北京：氣象出版社，2001.

[2]俞小鼎，姚秀萍，熊廷南，等.多普勒天氣雷達原理與業務應用[M].北京：氣象出版社，2005.