一、讨论雷达气象方程的各项参数
- 实际应用中，考虑雷达波束内的充塞程度与电磁波衰减的影响:
当雷达波束被云和降水完全充满时，充塞因子等于1，否则小于1。
接收功率也与气象因子有关，粒子的介电常数，大小，谱分布。
云和降水对电磁波衰减相关。
1. 雷达系统参数
1）提升雷达发射功率
- 提升雷达发射功率，提高信噪比，增大探测距离，但技术上困难。
- 雷达最大探测距离，不只取决于发射功率，也取决于脉冲重复频率。
所以不能以简单提高雷达发射功率的方式，来提升雷达的性能。
2）提高雷达天线增益
- 与天线截面积成正比，与波长平方成反比。
如要得到更大的增益，在波长一定的条件下，需要增加天线的物理面积
- 天线面积增加，会使得雷达的转动性能和抗风性变差。
所以也不能通过简单提高雷达天线增益，来提升雷达的性能。
3）加大雷达的波束宽度
- 方位分辨率与波束宽度成反比
- 雷达波束宽度增加时，雷达的方位分辨率会变差。
同时波束在远距离展宽，使云和降水不容易完全充塞，导致充塞系数降低。
在实际的雷达探测中，常希望雷达具有较高的方位分辨率
方位和仰角分辨率的表达式：
- 与雷达波长成正比，与天线直径成反比。
要得到较高的分辨率，就需要增加天线的尺寸。
4）增加脉冲长度
- 径向分辨率(近距离盲区)与脉冲长度呈反比(正比)
虽然这可以提升雷达探测的能力，但雷达的径向分辨率会降低，且远距离的直区也会增加。因此也不能通过简单加大脉冲长度的方式来提升性能。
2. 气象因子
气象因子与粒子的大小、形状、相态等有关，波束路径上的各种粒子对雷达回波有衰减作用。
3. 距离因子
因能流密度随距离增大而减小，所以雷达接收功率
与距离
成反比
雷达方程常写成：
其中C成为雷达常数，通过标定获得
从测量的接收功率
就可以计算出每个距离库上的雷达反射率因子Z
雷达的介电常数，我们现有的雷达气象方程都是采用降水粒子的介电常数进行计算。
注意：在衰减项中，氧气的衰减通常在雷达信号处理和数据处理中已经进行订正。
四、雷达观测实例
在实际应用中，我们通常使用不同颜色表示霞达反射率因子的强度
在降水观测模式中，雷达反射率因子的范围是从5dBZ到75dBZ
晴空观测模式中，雷达反射率因子的范围是从-28dBZ到+28dBZ
1. 2015年台风彩虹实例
该台风登陆华南后造成了严重的强降水，并产生的龙卷风。雷达回波图显示，该台风包含多条螺旋雨带，同冰雹相比，台风内核区的雨带回波强度较弱，最强为40-45 dBZ，主要位于台风的眼墙区。
这是因为台风内核区降水主要是暖雨过程，垂直运动不强，不利于形成大的霰和雹粒子。台风外围也存在多条螺旋雨带，比台风内核区的雨带回波强度更强，可达到50dBZ。台风外围具有更强的对流不稳定度，有利于强上升运动的形成，导致更强的对流和更大的降水粒子。在珠三角地区造成了多次龙卷风，其中佛山龙卷导致了严重的人员伤亡。
2. 2018年1月4日南京降雪过程
南京一次强降雪过程的雷达回波观测，和冰雹、台风降水过程相比，雪的回波强度明显偏弱，范围在10-35dBZ之间，最强回波接近35dBZ。
雪的回波比雨弱，主要原因雪的个电常数比雨要小。和冰雹相比，雪的密度小，尺寸也小，因此回波强度也更弱。
