雷达气象学原理和应用

课程编码：180083070601P3004H 英文名称：Radar Meteorology: Principles and Applications 课时：50 学分：2.50 课程属性：专业课 主讲教师：肖辉等

本课程为大气科学及相关专业研究生的学科普及课。雷达气象学是以气象雷达作为主要探测设备，研究大气状态，揭示气象目标的形成机制和演变规律的学科，是将微波遥感探测技术与大气科学和气象学相结合的一门新兴学科，是大气探测学的一个重要分支。气象雷达是大气监测（特别是强对流天气探测及区域云、雨、降水探测）的主要手段，在突发性、灾害性天气的监测、预报和警报中有着极其重要的作用。本课程重点介绍多种多普勒气象雷达新技术及其探测原理、探测方法与技术、雷达探测资料分析应用、临近预报方法、雷达气象探测新进展等知识。通过本课程的讲授，希望研究生基本掌握气象雷达探测的基本原理和雷达气象探测新技术的发展及其应用方法。要求学习本课程的研究生已经具备大学本科雷达气象学、云物理学、中小尺度动力学等方面的基础知识。

本科雷达气象学、云物理学、中小尺度动力学等

第一章 绪论 1学时 肖辉
第1节 基本概念、课程主要内容与梗概、雷达气象学发展概况、天气雷达的主要应用领域、天气雷达基本工作原理
第二章 天气雷达探测原理 8学时 肖辉
第1节 引言
第2节 雷达电磁波的气象目标散射
第3节 雷达电磁波的气象目标衰减
第4节 雷达电磁波的大气传播
第5节 雷达气象方程
第6节 天气雷达系统组成与硬件结构
第7节 雷达观测基本参数、探测范围、径向速度模糊、距离模糊等
第三章 多普勒雷达探测的基本方法和应用 6学时 刘黎平
第1节 新一代天气雷达系统及其探测功能介绍
第2节 新一代天气雷达观测模式
第3节 雷达基数据质量控制
第4节 雷达基数据拼图方法
第5节 单多普勒雷达、双多普勒雷达反演风场方法
第6节 新一代天气雷达产品及其应用
第四章 强风暴云结构与大风、暴雨、冰雹的多普勒雷达观测 6学时 肖辉
第1节 单多普勒雷达径向速度图像分析方法
第2节 雷暴云回波结构
第3节 强风暴云、中气旋和龙卷风结构
第4节 风暴下沉气流和出流
第5节 暴雨、台风、冷锋等天气系统结构
第五章 降水参数的多普勒雷达探测 6学时 肖辉
第1节 降水粒子尺度分布、末速度、降雨率、反射率因子和液态水含量
第2节 雷达估测降水方法
第3节 雷达-自动雨量站联合估测降水方法
第4节 液态水含量反演方法
第5节 冰雹云识别方法
第六章 多普勒天气雷达在临近预报中应用 6学时 刘黎平
第1节 对流单体识别和跟踪方法
第2节 雷达回波外推方法
第3节 中尺度系统的识别和跟踪
第4节 径向速度在临近预报中的应用
第5节 临近预报系统及典型案例应用
第七章 双线偏振气象雷达及其应用 6学时 肖辉
第1节 双线偏振气象雷达探测量物理含义和探测原理
第2节 对流云和降水观测
第3节 层状云和降水观测
第4节 差分传播相位移估计雨衰减和差分衰减方法
第5节 降水粒子相态识别与分类
第6节 双线偏振雷达定量估测降水方法
第八章 毫米波测云雷达和相控阵天气雷达及其应用 3学时 刘黎平
第1节 云微物理结构及其云雷达探测原理
第2节 云和弱降水参数反演方法及其应用
第3节 相控阵天气雷达探测原理及典型过程应用分析
第4节 云雷达和相控阵雷达发展现状
第九章 作业讲解与集中复习
第1节 作业讲解（1） 1学时 肖辉
第2节 作业讲解（2） 1学时 刘黎平
第3节 集中复习、辅导与答疑（1） 1.5学时 肖辉
第4节 集中复习、辅导与答疑（2） 1.5学时 刘黎平
第十章 考试
第1节 期末开卷考试 1.5学时 肖辉
第2节 期末开卷考试 1.5学时 刘黎平

肖辉，博士，中国科学院大气物理研究所二级研究员，博士生导师，中国科学院云降水物理与强风暴重点实验室研究员，中国科学院大学岗位教授、研究生专业普及课首席教授，全国人工影响天气标准化技术委员会副主任委员、中国气象局-南京大学天气雷达及资料应用联合开放实验室学术委员会委员等。主要从事气象雷达遥感理论和新技术新方法研究及其在云和降水物理、人工影响天气、强风暴动力学、防灾减灾等领域的应用研究。曾获得国家科技进步奖二等奖 1 项，省部级科技奖/自然科学奖二等奖 7 项,获奖项目覆盖人工影响天气、云和降水物理、大气环境等领域。
刘黎平，博士，中国气象科学研究院灾害天气国家重点实验室研究员，博士生导师，从事气象雷达新技术的遥感理论、方法研究及其在灾害性天气如暴雨、雷暴等中尺度动力、热力和微物理结构以及灾害性天气监测和人工影响天气中的应用研究。