垂直大氣湍流影響下的天氣雷達回波信號優化檢測方法

郝孝智，付亞平*，李 芳，李延輝

（1.山西省大氣探測技術保障中心，山西 太原 030002；2.山西省氣象災害防御中心，山西 太原 030002）

0 引言

天氣雷達是指一類專門用來監測、預警強對流天氣的氣象雷達，通常是脈沖雷達，主要工作機理是先在固定頻段上發出一些保留時間較短的脈沖波，然后使用雨水、雪花等降水粒子散射脈沖波，最后利用接收散射來的回波脈沖確定氣象目標的空間分布等［1］。氣象雷達的波段范圍一般為［1，10］cm，各波段衰減很小，能更好地進行暴雨等氣象的監測。

在天氣雷達的工作過程中，必須充分考慮到大氣湍流的干擾效果［2］。大氣湍流是一種大氣移動方式，它可以明顯增強大氣中水汽、能量和物質之間的垂直、水平流動能力，而大氣湍流的產生也可導致脈沖波在大氣中的擴散。

關于天氣雷達回波檢測，沈妍琰等［3］通過貝葉斯分類器完成天氣雷達回波信號檢測，首先，通過統計得出先驗概率；然后，分析回波特征獲取似然函數；最后，利用貝葉斯分類器完成回波信號檢測，該方法有效增強了天氣雷達的數據質量，降低了因數據同化對回波造成的不利影響。文浩等［4］采用模糊邏輯對天氣雷達回波進行檢測，通過提取回波特征構建隸屬函數，然后與設定閾值對比完成回波檢測，該算法顯著提升了回波檢測的準確性。但上述方法存在當檢測環境較為惡劣或者檢測范圍較大的情況下，天氣雷達所接收的回波信號質量較差，極易被噪聲所淹沒，影響檢測結果。……