导 读
从上世纪90年代提出新一代天气雷达发展规划，到第一部天气雷达落户合肥，再到完成全国部天气雷达业务运行；从引进美国技术到我国自主研发并实现技术出口、参与国际资料交换和培育出一批有实力的民族工业；从常规技术到多普勒技术再到双偏振技术、相控阵技术的蓬勃发展……
目前，我国已经成为世界上拥有监测灾害天气能力的天气雷达数量最多的国家，天气雷达为国家防灾减灾和应对气候变化以及气象服务社会经济发展作出了重要贡献。
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从0到的飞跃
年，从选址、塔楼设计土建到雷达吊装、软硬件设备调试完成，我国第一部新一代天气雷达落户安徽省合肥市，成为淮河流域防灾减灾工作的重要支撑力量。
此后20年，气象工作者上高山、下海岛，建设新一代天气雷达。
截至年9月1日，我国共有部新一代天气雷达投入业务化运行，并完成了上海、厦门、广州等地新一代天气雷达的双偏振升级改造，开展了双偏振雷达业务应用试验，对双偏振雷达探测能力及业务运行情况进行评估。
《气象雷达发展专项规划（-年）》还将对部已建新一代天气雷达进行双偏振技术改造，增补37部双偏振新一代天气雷达。可以说，我国基本建成了世界先进的业务天气雷达网。
然而，在上世纪90年代，我国的天气雷达仍为上世纪60年代至80年代自行研制生产的常规天气雷达，其探测能力、性能指标和可靠性已经无法满足防灾减灾和经济发展的实际需求。
年，在时任中国气象局局长邹竞蒙的主持下，中国气象局与美国洛克希德·马丁公司组建合资企业——北京敏视达雷达有限公司。
中美合作谈判中方代表小组组长肖弟权说：“这是一个具有重大意义的事件。我们通过‘外引内联’的方式，引进当时美国最先进的全相干多普勒雷达（NEXRAD）技术，并联合国内14所、54所、所等一流的雷达研究、设计、制造、应用等企业和单位，共同研制生产中国新一代天气雷达（CINRAD），使我国的雷达技术实现跨越式发展。”
我国第一部SA型新一代天气雷达，位于安徽省合肥市。
在此基础上，我国技术人员对信号处理系统、数据处理系统和通信传输系统以及全套软件进行改进，使其适应我国对突发性天气和强对流天气系统的监测需求，并大大降低了成本。
年，我国长江中游和东北嫩江-松花江流域发生历史上罕见的特大洪水灾害。7月31日，时任中国气象局局长温克刚向国务院呈送《关于加强防汛抗洪支持新一代天气雷达网立项建议》的报告。
8月1日，时任国务院总理朱镕基批示：“气象工作很重要，在这次防洪抢险中工作也很有成绩，所提雷达更新项目应予重视。”
此后，我国在雷达布网、技术更新、数据处理等方面开始奋起直追。“总体而言，经过20年的发展，雷达建设和应用成就辉煌，在产品算法、质量控制等领域走在国际发展前沿；雷达直接产品的分析应用成效显著，且培养了一批雷达方面的专业人才。”中国气象学会雷达气象学委员会主任委员李柏说。
年，中国气象学会雷达气象学委员会成立，由刘黎平担任第一届雷达气象学委员会主任委员。刘黎平介绍，雷达气象学委员会为促进雷达新技术发展和应用以及人才的成长，加快雷达系统建设步伐，提高雷达技术在灾害性天气监测、预报预测、水文、交通、航空等领域的应用水平搭建了平台。
经过20年的发展，新一代天气雷达发挥着越来越重要的作用，并发展了新一代天气雷达数据质量控制算法，有效识别地物回波、超折射、海浪回波、干扰回波、晴空回波、杂点回波等，成功应用于ROSE软件工程项目和数据质量控制业务系统。
雷达项目的发展也推动了国家雷达产业以及民族工业发展。目前国内，新一代雷达和其他新型雷达研制企业的产业规模不断扩大，带动相控阵雷达、风廓线雷达、毫米波云雷达、激光雷达、连续波雷达、地波雷达等领域的技术发展，以满足不同领域的业务需求。
李柏说，未来，将构建一个为雷达用户、生产厂家以及研究院所紧密合作的雷达综合试验基地，加强雷达资料同化应用和数值预报模式的结合能力，进一步提高雷达装备技术水平和应用能力。
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“千里眼”监测大地风云
今年9月13日，在中央气象台与港澳气象部门首次开展联合会商时，今年第22号台风“山竹”的雷达监测图和剖面图成为三方预报员预报其路径、强度和风雨影响的重要参考；年，举世瞩目的奥运会在北京召开，雷达为“化解”鸟巢风雨提供重要依据；年6月，长江监利“东方之星”号沉船事故调查中，雷达资料成为有关部门调查取证的重要信息……
随着社会经济的发展以及防灾减灾需求的多样化，雷达越来越成为监测天气变化、开展防灾减灾以及气象保障服务的重要手段，发挥着越来越重要的作用。
为台风做“CT”体检
从年第8号台风“桑美”影响福建北部沿海开始，温州和福州雷达站就探到了台风“行踪”，雷达回波信息给了前线预报和服务人员最直观的探测信息。
年8月，一张第13号台风“天鸽”的“CT扫描图”刷爆朋友圈。从海平面至高空12公里，天气雷达组网对“天鸽”进行三维实时观测。
雷达三维回波显示，台风眼区结构清晰，同时外围螺旋雨带特征明显，对流旺盛。果然，“天鸽”风雨影响之处，随处可见大树被连根拔起。
这种对台风进行“CT”式扫描的探测方法，其探测产品即“CT图”，为预报员做出风雨影响预报提供了直观的数据和资料。在对台风的监测过程中，雷达就像一部大型的CT扫描仪，每6分钟对台风进行一次全身扫描，每10分钟合成一张雷达台风拼图，为台风预报以及相关区域防御台风提供重要参考。
“严防死守”强对流天气
年8月18日至19日，受第18号台风“温比亚”影响，河南省商丘市普降大暴雨。此次降水范围之广、历时之长、雨量之长、雨强之大实属罕见，但新一代天气雷达早就“刺探”到了其内部结构和信息，为暴雨预报和预警发布提供了强有力的参考依据。
不仅如此，对于冰雹这种强对流天气的探测，雷达也是一把好手。
年9月8日，吉林省珲春市部分乡镇遭遇冰雹灾害，延吉雷达及时捕捉到了珲春北部强对流单体；年4月30日16时30分左右，湖南省邵阳雷达也捕捉到了降雹单体，为人工防雹增雨提供了重要“线索”。
雷达专家表示，对于短时雷雨大风等强对流天气系统，雷达的探测优势最明显，且资料实时可用，为预报员做出准确预报提供了最直观的信息。
▲X波段全数字有源相控阵天气雷达。
全固态双偏振测云雷达。
重要时刻的急先锋
年6月23日，江苏省盐城地区发生历史罕见的龙卷事件。从回波统计来看，从北到南存在四条东西向强回波发生区域，其中涟水、阜宁、射阳境内的超强回波持续时间长，回波强度和面积均为最大。
根据雷达资料，灾害调查组确定，此次在江苏省盐城市阜宁县造成重大人员伤亡的龙卷级别高达EF4级。
在一个个重要的时刻，雷达像是一个个忠实的“记录者”，成为事件调查以及灾后救助的重要帮手，一步步成为守望祖国大地的“千里眼”。
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从常规数字化到多普勒的变身
从常规数字化天气雷达到全部实现多普勒技术、从单偏振技术到双偏振技术，我国天气雷达技术体制走过了20个春秋。
多普勒技术的应用，弥补了常规雷达在回波速度、回波内部流场等方面探测的不足，提高了对龙卷风、短时雷雨大风和局地强对流的探测能力，有效解决了雷达资料无法满足数值预报应用需求的实际问题。
同时，从最初的五六十部常规雷达到现在的超过两百部多普勒雷达，天气雷达网日趋完善。
早在上个世纪六七十年代，我国最早使用的天气雷达采用的是电子管体制、磁控管作为射频功率的型常规雷达，只能探测到雷达回波的强度；20世纪八十年代，中国气象局和成都厂研制的S波段型天气雷达、与桂林厂研制了C波段型天气雷达，成为我国沿海及重要流域、台风多发区防灾减灾的重要手段；20世纪九十年代，尽管雷达的运算速度和处理精度都有所提升，天气雷达仍然无法满足实际业务需求。
年，我国花费几百万美元从美国进口了NEXRADWSR-88D多普勒雷达，在上海投入业务使用。这是我国第一部在气象部门投入业务运行的全相参体制多普勒天气雷达。
年，中美合资建立的敏视达公司标志我国开始了新一代天气雷达网建设。从此，我国的天气雷达基本实现多普勒技术化。
中国气象局气象探测中心气象雷达重大项目技术负责人高玉春介绍，此前的常规雷达只能探测回波强度，如判断降雨的大中小量级；但天气是一个变化和移动的过程，常规雷达无法测得其相对移动速度。
方舱式XSP型全固态双线偏振多普勒天气雷达。
▼FMCW云雷达。
通过多普勒技术，人们可以获得天气过程降水粒子沿着雷达波束径向移动速度等信息，通过计算反演出二维水平风场信息。
可以说，从常规到多普勒技术转变，雷达资料可为预报员提供最直观的天气过程信息，为天气预报尤其是短时临近预报以及局地强对流预报，提供更及时准确的资料。
目前，我国雷达产品日臻完善，数据质量明显提升，技术能力和水平不断提高，雷达产品和技术除满足国内需求以外，还出口印度、罗马尼西亚、韩国等国家，我国的雷达技术已跻身国际先进行列。
高玉春介绍，下一步，还将对雷达进行双偏振技术改造，以改进定量降水测量的精度，扩充雷达探测功能。
双偏振雷达可提高定量估测降水和估算出降水粒子的形状、尺寸等分布情况，从而进行降水的分类和识别，此外，双偏振雷达在资料质控方面比单偏振雷达有显著优势。
此外，随着技术不断发展，为满足预报业务对观测资料精细化的需求，一些新型雷达蓬勃发展，涌现出了全固态双线偏振多普勒天气雷达、W波段测云雷达、连续波体制雷达、Ka波段毫米波测云仪、双频多功能地波雷达、全光纤多普勒激光雷达等。
未来，我国天气雷达将更广泛应用双偏振技术，以提高灾害性天气监测的准确率，改进雷达产品质量，提高雷达运行稳定性。
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文章作者：中国气象报记者简菊芳通讯员杨金红
图片来源：中国气象局气象探测中心、中国气象学会
