气象雷达

气象雷达（meteorological radar），用于探测大气中的云、雨和气象要素的专用雷达。主要包括测雨雷达、测风雷达、测云雷达。随着发射系统新工作物资的出现，又发展出以激光器（发射激光）和声发射器（发射脉冲声波）为核心的激光雷达和声雷达。

青岛多普勒气象雷达站

发展

第二次世界大战前雷达主要用于探测军事目标。当时云和雨等气象回波是作为噪声要滤掉的。1941年英国最早使用雷达探测风暴。1942～1943年美国设计出专门用于气象探测的雷达。20世纪60年代多普勒技术用于雷达探测，开始了对雷达回波的彩色分层显示。70年代相继发展了大功率高灵敏度的甚高频和超高频多普勒雷达。70～80年代激光雷达和声雷达也从研制阶段逐步走向业务试验应用。与此同时，计算机的引入，使气象雷达从探测操作到结果显示逐步向全自动化方向迈进。

原理

当雷达方向性极强的天线向空间发射脉冲式电磁波时，会与传播路径上的大气发生相互作用。如大气中的水汽凝结物（云、雾和雨滴等）会对雷达发射的电磁波产生散射和吸收作用，非球形粒子会对圆极化散射波产生退极化作用，稳定层结对入射波产生部分反射，运动着的散射体会使入射波发生多普勒效应等。上述相互作用均与发射的电磁波波长、极化方式等有关。通过测量与大气相互作用后反射和散射回来的脉冲式电磁波的方向、时间、振幅、相位、频率和偏振等物理量，就可以反算出目标物的空间位置、形状、移动和发展演变等宏观特征以及云中含水量、降水强度、水平风场、垂直气流等物理特征。

气象雷达主要由发射系统、天线系统、接收系统、信号处理系统和显示系统等部分组成。

气象雷达探测大气的性质与工作波段有关。当综合考虑云雨粒子对电磁波的散射和吸收时，不同的波段只适用一定的探测要求。如K波段（波长0.75～2.4厘米）适用于探测各种不降水的云；X、C和S波段（波长2.5～15厘米）探测降水，其中S波段（7.5～15厘米）最适用于探测暴雨和冰雹；用高灵敏度的超高频或甚高频雷达可以探测对流层–平流层–中间层的晴空湍流。

气象雷达探测的高时空分辨率、获取降水云雨的宏微观物理特征的能力、获取大气精细动力场和热力场的能力，使它已成为地球大气探测系统的重要组成部分，已经在对中尺度强对流灾害性天气的警报和短时预报中发挥重大作用。