學習 · 天氣與天空解說

如何看懂天氣雷達

雷達顏色代表回波的強度。想看懂氣象雷達圖,你還需要知道波束取樣到什麼、回波怎麼移動,以及哪些畫面是預報。先看圖例,再播放動畫。

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雷達顏色代表回波的強度。想看懂氣象雷達圖,你還需要知道波束取樣到什麼、回波怎麼移動,以及哪些畫面是預報。先看圖例,再播放動畫。

為什麼同樣的顏色可能代表不同的雨

雷達發出微波脈衝,再測量回波。對小雨滴來說,它對反射率的貢獻與直徑的六次方成正比。直徑加倍,貢獻變成64倍;直徑變三倍,貢獻變成729倍。

NOAA的計算範例比較了同一取樣體積中729顆一毫米的雨滴和一顆三毫米的雨滴。兩者都產生29 dBZ,儘管小雨滴加起來的水量是大雨滴的27倍。只看反射率,無法分辨這兩種情況。

兩個相同的取樣方框,一個裝著729顆小雨滴,另一個只有一顆大雨滴;兩者的回波長條一樣高,但小雨滴的水量是大雨滴的27倍
729顆小雨滴和一顆大雨滴回傳相同的回波,但小雨滴的水量是大雨滴的27倍。

所以顏色並不等於精確的降雨率。雙偏極化雷達能補充粒子形狀的資訊,但大家熟悉的反射率圖仍是一張回波強度圖。

看懂dBZ和地圖自己的圖例

反射率以dBZ表示,這是對數單位。每增加十dBZ,反射率就變成十倍。標準的純降雨關係式會把它換算成約四到五倍的降雨率,但冰雹會讓這種換算不可靠。

在Forecast Bar的配色中,綠色約為20 dBZ,黃色30,橘色40,紅色50,洋紅色65。大致來說,較低的顏色代表較弱的降水;最高的顏色可能代表極強降水或冰雹。請務必對照眼前這張地圖的圖例。

波束可能遠在你的頭頂之上

一般NEXRAD最低層掃描的仰角只比水平高半度。波束前進時,地球表面在它下方逐漸彎離。在一百英里外,波束中心距離雷達的高度將近兩英里。

較淺薄的雨雪可能位於波束下方。反過來說,高空看到的降水也可能在落地前蒸發,這種現象叫做雨幡。雷達回波和你腳邊的雨是兩種不同的觀測。

雷達波束以0.5度仰角射出,在彎曲的地球上方逐漸升高的側視圖,50英里處約高0.7英里,100英里處約高1.8英里,穿過風暴高空的雨,並越過一場標示為「漏掉」的低層陣雨
地球表面在波束下方彎離,所以波束可能看到從未落地的高空降雨,也可能越過下方淺薄的陣雨。

播放動畫,再區分過去與未來

假設一條風暴線在下午2點位於西方七十英里處,以35 mph向東移動。如果維持這樣的移動,大約下午4點會抵達城鎮。這個示意估算來自動畫循環,而不是單一畫面的顏色。

雷達圖上一條南北向的風暴線,位於下午4點烤肉地點以西70英里,以35 mph向東移動:70英里除以35 mph約為2小時,若速度和方向不變,約下午4:00抵達
七十英里以35 mph前進約需兩小時,所以下午2點的風暴線若移動不變,約下午4點抵達城鎮。

弓形區段可能表示破壞性強風;鉤狀回波是旋轉的典型跡象。這些線索無法取代官方警告。未來雷達畫面是模型預報,不確定性會隨預報時間增加,並非已發生降雨的觀測。

重點整理

下次可以這樣檢查:

  1. 先看圖例,再判斷顏色的意義。
  2. 別忘了,遠處的雷達波束取樣的是較高層的大氣。
  3. 播放動畫並確認時間標示:觀測和預報的用途不同。
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七百二十九顆小雨滴。一顆大雨滴。在你看到的反射率圖上,它們看起來一模一樣。弄懂原因之後,你就能像氣象專家一樣看雷達。

雷達發射一道微波脈衝,再聆聽回波。但回波會隨雨滴直徑的六次方增長。直徑加倍:回波六十四倍。直徑變三倍:七百二十九倍。

所以一顆大雨滴的回波,和那些小雨滴一樣響亮,儘管小雨滴的水量是它的二十七倍。顏色顯示的是回波有多響亮,而不完全是雨下得多大。

所以雷達顏色用dBZ來衡量:分貝,就像聲音一樣。每十格就是十倍的回波。綠色和黃色:小雨。橘色:中雨。紅色,五十以上:大雨,可能有冰雹。洋紅和白色:極端,常有冰雹。以降雨來說,標準公式認為每十dBZ約等於四到五倍的降雨率。

陷阱來了:波束離開天線時比水平高半度,而地球表面在它下方彎離。一百英里外,波束中心距離雷達的高度將近兩英里。遠處淺薄的雨雪可能從底下溜過。而它在高處看到的雨,可能在落地前就蒸發了。

最後一條規則:永遠別相信靜止畫面。播放動畫。兩點鐘:一條風暴線在西方七十英里,以每小時三十五英里向東移動。如果維持這個速度,大約四點就會抵達你的烤肉派對。

其中一段向前凸出:這是弓形回波,可能代表破壞性強風。從風暴邊緣捲出的鉤狀回波,則是旋轉的典型徵兆。

未來雷達其實不是雷達。它是模型的預報,看得越遠就越不可靠。

還記得動畫循環嗎?Forecast Bar的「2小時雷達」會播放過去兩小時,再直接接上兩小時的預報,讓你看著那條風暴線逼近。打開閃電和氣象局的警告。有了Gold,或Mac上的Pro,點一下風暴就能看它產生劇烈天氣的機率,或往後拖移十八小時。

Forecast Bar。看清它的去向。

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Forecast Bar能幫上什麼

把學到的知識派上用場。

雷達時間軸

看著過去的掃描銜接到預報畫面。

Forecast Bar的「2小時雷達」包含過去兩小時的雷達,接著兩小時的預報。「18小時雷達」選項則包含四小時的歷史,以及未來十八小時。

  • 動態雷達:iPhone和iPad為Silver,Mac為Plus
  • 「18小時雷達」:iPhone和iPad為Gold,Mac為Pro
風暴背景資訊

加上警告、閃電和風暴指引資料。

「天氣警告」和「閃電」覆蓋圖層能補充背景資訊,不需額外的雷達方案。「風暴胞」可讓你查看風暴的劇烈天氣機率、機率趨勢、閃電頻率和估計冰雹大小。

  • 「風暴胞」:iPhone和iPad為Gold,Mac為Pro
  • ProbSevere風暴資料涵蓋美國本土
  • 劇烈天氣機率描述的是風暴,不是你的地址
常見問題

常見問題

雷達顏色測量的是什麼?
顏色代表反射率,也就是回波強度,單位是dBZ。大雨和冰雹都可能產生強回波,所以顏色並不是精確的雨量測量。
外面明明沒下雨,為什麼雷達顯示有雨?
波束可能看到高空的降水,而這些降水在落地前就蒸發了。此外,距離越遠,雷達取樣的位置離地面也越高。
未來雷達是觀測到的天氣嗎?
不是。未來畫面是預報。看得越遠就越不確定,尤其是風暴增強、減弱或改變路徑的時候。
雷達上出現鉤狀回波,就能證明有龍捲風嗎?
鉤狀回波是風暴旋轉的跡象,不能證明你所在的地方有龍捲風。請遵循官方警告。
Forecast Bar App圖像

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探索上述Forecast Bar功能。功能是否可用取決於你的方案、裝置和位置。

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