【涨知识】为什么气象雷达能定量估测降水？靠谱吗？天气预报时

天气预报时，气象工作者会根据云图了解云层的情况，判断是否会有降水。但你有没有想过，气象工作者是怎么知道降水的量的？其实这都是气象雷达的功劳。

在气象台发布的预警信息中，我们常能听到一定时间内降水量的预报，例如“北京中北部未来两天降水量将达100毫米”，“据预测，华盛顿将有一场大暴雨，雨量达150毫米甚至更多”等等。它们大多是利用数值天气预报模式由计算机算出来的。

气象雷达

气象学家还能利用一种叫做“天气雷达”的气象雷达来定量估测降水。

气象雷达发射出电磁波，电磁波遇到空气中的雨滴、云滴、冰晶、雪花等会发生散射，返回的电磁波被雷达天线所接收并显示在屏幕上，气象学家根据回波图像可以得知大气中降水的强度、分布、移动和演变情况，以此了解天气系统的结构和特征。

气象雷达能探测台风、局部地区强风暴、冰雹、暴雨和强对流云等，并能监视天气的变化。

但是，在雷达屏幕上，我们所能看到的只是雷达回波的强度、分布、移动和演变情况，气象工作人员又是怎样来定量估测降水的呢？

估测降水量

通常情况下，雷达回波强度与降水强度具有相同的概率分布。

气象台站会收集和统计不同地区、不同降水类型和不同降水强度的雨滴谱，也就是单位体积内各种大小雨滴的数量随其直径的分布，然后找到不同类型的降水的回波强度与其对应的降水强度之间的关系，比如层状云降水、对流云降水、地形云降水、干雪和湿雪等，这样就可以得到一组经验公式，用来定量估测降水。

实际工作中，为了利用气象雷达测量某区域在某时段的降水总量，可把区域、时间进行分割，然后对雷达测得的多个降水量进行累加或平均，这样可以去除随机误差的影响，使该区域上的雨量或平均强度比单点的瞬时强度更为准确，从而保证了估测精度。

近年来，气象雷达估测降水的技术也在不断翻新。而且，将设置在地面上的雷达组成网络，并利用以卫星为载体的雷达，就可实现大范围内的降水观测，可以弥补单点观测的不足。

雷达组网的不足

但是，利用雷达组网来进行定量监测及预报大范围降水，也会存在各种问题。

例如，把组网的雷达回波图拼在一起时，拼图本身的技术问题，会使降水估测的精度达不到预期目的。

而且，即使是同一型号的气象雷达，探测的结果也会有差别，例如各雷达的选址不同、雷达回波受到不同地形和建筑物的影响、有效覆盖区的雨量计站点分布密度不同等，这些因素都会影响结果，使组网后的数据出现误差，最终会影响预报质量。

气象雷达存在各种问题，那么，天气预报也是不是同理，所以才总是不准的呢？

天气预报为什么不准

“蝴蝶效应”的提出者，美国科学院院士Lorenz认为：

“

即使用完美的模式和最完善的观测资料，大气的混沌特性也会把天气的可预报性约束在约两周之内。

”

叶笃正院士也曾指出，大气运动本身复杂多变，混沌现象就是当人们从大气运动的初始状态出发计算未来大气状况时，初始状态微小的差异会带来演变结果的偏差，且这种偏差随着时间而增大。

也就是说，预报的准确率是随着时间的延伸的下降的，预报的时间跨度越大准确率就越低。

目前我们还不能完全知晓大气运动规律，数据的完整性存在问题，观测、预报技术也有待提高，因此不能充分描述大气运动过程，这就需要依靠预报员的经验进行订正。