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如何看懂天气雷达

雷达颜色衡量的是回波强度。要读懂天气雷达图,你还需要知道波束采样到了什么、回波如何移动,以及哪些画面是预报。先看图例,再播放循环动画。

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雷达颜色衡量的是回波强度。要读懂天气雷达图,你还需要知道波束采样到了什么、回波如何移动,以及哪些画面是预报。先看图例,再播放循环动画。

为什么同一种颜色可能代表不同的雨

雷达发出微波脉冲,并测量返回的回波。对小雨滴来说,它对反射率的贡献随雨滴直径的六次方增长。直径翻倍,贡献增至64倍;增至三倍,贡献增至729倍。

NOAA举过一个例子:在同一采样体积内,比较729颗一毫米雨滴和一颗三毫米雨滴。两者都产生29dBZ,尽管小雨滴合起来的水量是大雨滴的27倍。只看反射率,无法区分这两种组合。

两个同样大小的采样框,一个装着729颗小雨滴,另一个只有一颗大雨滴;两者的回波柱一样高,而小雨滴的水量是大雨滴的27倍
729颗小雨滴和一颗大雨滴返回的回波相同,但小雨滴的水量是大雨滴的27倍。

所以颜色并不是精确的降雨强度。双偏振雷达能补充粒子形状的信息,但大家熟悉的反射率图仍然是一张回波强度图。

看懂dBZ和地图自带的图例

反射率以dBZ为单位,这是一种对数单位。dBZ增加十,反射率就变为十倍。按标准的纯降雨关系式换算,降雨强度大约变为四到五倍,但有冰雹时这种换算并不可靠。

在Forecast Bar的配色中,绿色约为20dBZ,黄色30,橙色40,红色50,洋红色65。大体上,较低的颜色表示较弱的降水;最高的颜色可能意味着非常强的降水或冰雹。始终以眼前这张地图的图例为准。

波束可能远在你的头顶之上

典型的NEXRAD最低扫描仰角比水平面高半度。随着波束向前传播,地球在它下方逐渐弯曲远离。在一百英里的距离上,波束中心已比雷达高出近两英里。

较浅的雨或雪可能位于波束下方。反过来,高空看到的降水可能在落地前就蒸发了,这种现象叫雨幡。雷达回波和你脚下的雨是两种不同的观测。

雷达波束仰角0.5度的侧视图:波束在弯曲的地球上方逐渐升高,50英里处高约0.7英里,100英里处高1.8英里,穿过风暴的高空雨区,并从标注“漏测”的低矮阵雨上方越过
地球在波束下方弯曲远离,所以波束可能看到永远落不到地面的高空降雨,也可能从下方的浅薄阵雨上方越过。

播放循环动画,再区分过去和未来

假设下午2点时,一条风暴线在西边七十英里处,正以35mph向东移动。如果这一移动保持不变,它会在下午4点左右到达城镇。这个示意性的估算来自循环动画,而不是单帧画面的颜色。

雷达图:一条南北向风暴线位于下午4点烧烤地点以西70英里,以35mph向东移动:70英里除以35mph约为2小时,若速度和方向不变,约下午4:00到达
七十英里、35mph,约需两小时,所以下午2点的风暴线若保持移动,约下午4点到达城镇。

弓形的线段可能预示破坏性大风;钩状回波是旋转的典型迹象。这些线索不能取代官方警告。未来雷达画面是模型预报,不确定性随预报时长增加,而不是对已发生降雨的观测。

要点

下次可以这样核对:

  1. 给颜色下结论之前,先看图例。
  2. 记住,距离越远,雷达波束采样的大气位置越高。
  3. 播放循环动画并查看时间标签:观测和预报的用途不同。
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七百二十九颗小雨滴。一颗大雨滴。在你看到的反射率图上,它们一模一样。明白了其中的原因,你就能像气象学家一样看雷达。

雷达发射一束微波脉冲,然后倾听回波。但回波随雨滴直径的六次方增长。直径翻倍:回波变为六十四倍。增至三倍:七百二十九倍。

所以一颗大雨滴的回波和那些小雨滴一样响,尽管小雨滴的水量是它的二十七倍。颜色显示的是回波有多响,而不完全是雨下得有多大。

所以雷达颜色用dBZ来衡量:也就是分贝,和声音一样。每增加十,回波变为十倍。绿色和黄色:小雨。橙色:中雨。红色,五十及以上:大雨,可能有冰雹。洋红和白色:极强,常有冰雹。对降雨来说,按标准公式,每十dBZ约相当于四到五倍的降雨强度。

陷阱在这里:波束离开雷达天线时比水平面高半度,而地球在它下方弯曲远离。一百英里外,波束中心已比雷达高出近两英里。远处较浅的雨或雪可能从下方溜过。而它在高空看到的雨,可能落地前就蒸发了。

最后一条规则:永远别相信静止的一帧。播放循环动画。两点钟:一条风暴线在西边七十英里处,以每小时三十五英里向东移动。如果保持这个速度,它大约四点到达你的烧烤现场。

有一段向前鼓起:这是弓形回波,可能意味着破坏性大风。风暴边缘卷出的钩状回波,是旋转的典型迹象。

而未来雷达并不是雷达。它是模型的预报,看得越远,越不可靠。

还记得循环动画吗?Forecast Bar的2小时雷达先播放过去两小时,再直接接上两小时预报,让你看着那条风暴线滚滚而来。打开闪电和气象部门的警告图层。使用Gold或Mac上的Pro,轻点风暴即可查看它产生恶劣天气的概率,或向前拖动查看未来十八小时。

Forecast Bar。看清它的去向。

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雷达时间线

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Forecast Bar的2小时雷达包含过去两小时的雷达和随后两小时的预报。18小时雷达选项包含四小时历史和未来十八小时。

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  • 18小时雷达:iPhone和iPad上的Gold,Mac上的Pro
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“天气警告”和“闪电”图层无需额外的雷达订阅权限,就能补充背景信息。“风暴单体”让你查看风暴的恶劣天气概率、概率趋势、闪电频率和估算冰雹大小。

  • 风暴单体:iPhone和iPad上的Gold,Mac上的Pro
  • ProbSevere风暴覆盖范围为美国本土
  • 恶劣天气概率描述的是风暴,不是你的住址
常见问题

常见问题

雷达颜色衡量的是什么?
它们代表以dBZ为单位的反射率,也就是回波强度。暴雨和冰雹都能产生强回波,所以颜色不是精确的降雨量测量。
外面没下雨,雷达为什么显示有雨?
波束可能看到高空的降水,而这些降水在落地前就蒸发了。距离越远,雷达采样的位置离地面也越高。
未来雷达是观测到的天气吗?
不是。未来画面是预报。看得越远越不确定,尤其是风暴增强、减弱或改变路径时。
雷达上出现钩状回波,就能证明有龙卷风吗?
钩状回波是风暴旋转的迹象,不能证明你所在位置有龙卷风。请遵循官方警告。
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结合背景读懂预报。

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