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双偏振雷达为什么厉害？
本文转自：中国气象报
雷达是无线电目标探测和测距的缩写，通过发射和接收电磁波来探测和定位目标。电磁波是横波，具有不同的偏振状态，偏振 （或极化）是指雷达探测电磁波在传播时其电场的振动方向，在水平方向振动的称为水平偏振波，在垂直方向上振动的称为垂直偏振波。
新一代天气雷达中单偏振雷达是水平偏振雷达，而技术升级的双偏振雷达是具有偏振分集功能的雷达，即可分别或同时用水平偏振和垂直偏振进行探测，并将探测结果进行比较，得到偏振参量。
单偏振多普勒雷达只是发射单一偏振波，通常是水平偏振波，能探测到反射率因子（以下简称“强度”）、多普勒速度两个数据参量，根据多普勒速度的方差又可以得到谱宽，在灾害性天气监测、预警及短临天气预报方面发挥了非常关键的作用。但其目前仍存在很多不足，例如雷达资料质量如地物回波、晴空湍流回波、林火回波、海浪回波和生物回波等非气象目标的识别问题，单偏资料估测降水精度问题等，更是没办法识别云内降水粒子的相态，不能分辨产生回波的是水滴、雪花、冰粒还是混合粒子，导致无法进一步分析云物理过程。
出现上述问题的主要原因是，多普勒雷达设计的时候假设气象粒子都是球形的，采用水平偏振单一偏振波探测，得到的只是和粒子水平尺度相关的强度信息。而大量研究发现，由于空气浮力作用，大气中降水水相态粒子不是球形的，而是扁平状的，如果雷达能水平和垂直方向测量，就能分辨它们，从而更好地识别降水。
双偏振雷达是新一代天气雷达的一次重要技术升级，它除了强度、多普勒速度、谱宽以外，多了相关系数、差分反射率、差分传播相位移、差分传播相位移率等探测参数，根据这些参数可生产更多产品，能更好地区分降水与非降水以及降水相态，识别冰雹、融化层，更精确地估测强降水。
当然双偏振技术更加复杂，雷达维护更加困难，还有很多存在的问题需要通过不断试验、实践逐步解决。（作者系福建省气象局正研级高工）
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快照生成时间：2023-01-13 10:45:08
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