風(fēng)廓線雷達(dá)部署原則及北京地區(qū)應(yīng)用分析

范藝，何毅，2，張杰，3，朱克云，許五保，羅輝，顏玉倩

（1.成都信息工程學(xué)院大氣科學(xué)學(xué)院和高原大氣與環(huán)境四川省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，成都　610225；2.中國(guó)人民解放軍96211部隊(duì)，成都　610225；3.成都軍區(qū)空軍氣象中心，成都　6100413；4.北京愛爾達(dá)電子設(shè)備有限公司，北京　100000）

風(fēng)廓線雷達(dá)部署原則及北京地區(qū)應(yīng)用分析

范藝1，何毅1，2，張杰1，3，朱克云1，許五保4，羅輝1，顏玉倩1

（1.成都信息工程學(xué)院大氣科學(xué)學(xué)院和高原大氣與環(huán)境四川省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，成都610225；2.中國(guó)人民解放軍96211部隊(duì)，成都610225；3.成都軍區(qū)空軍氣象中心，成都6100413；4.北京愛爾達(dá)電子設(shè)備有限公司，北京100000）

從風(fēng)廓線雷達(dá)的探測(cè)原理以及氣象、環(huán)保、航空等行業(yè)的需求出發(fā)，借鑒國(guó)外風(fēng)廓線雷達(dá)布網(wǎng)經(jīng)驗(yàn)，討論了部署的一般原則，主要從地形地貌、天氣系統(tǒng)的影響路徑以及污染源監(jiān)測(cè)等方面分析了北京地區(qū)風(fēng)廓線雷達(dá)部署方案的優(yōu)勢(shì)并針對(duì)不足提出了建議，主要結(jié)論有：（1）風(fēng)廓線雷達(dá)的部署應(yīng)充分考慮應(yīng)用目的，并針對(duì)不同天氣系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)和使用領(lǐng)域的差異進(jìn)行選型；（2）地形地貌、不同移動(dòng)路徑天氣系統(tǒng)的權(quán)重影響以及對(duì)污染物擴(kuò)散的監(jiān)測(cè)等都是進(jìn)行風(fēng)廓線雷達(dá)部署的重要參考指標(biāo)；（3）風(fēng)廓線雷達(dá)局地布網(wǎng)應(yīng)考慮與全局組網(wǎng)的需求接軌；（4）保持適當(dāng)數(shù)量的機(jī)動(dòng)式風(fēng)廓線雷達(dá)，應(yīng)對(duì)可能出現(xiàn)的異常情況。

風(fēng)廓線雷達(dá)；部置原則；布網(wǎng)；應(yīng)用分析

1　引言

風(fēng)廓線雷達(dá)現(xiàn)已成為國(guó)際上測(cè)風(fēng)雷達(dá)發(fā)展的主要趨勢(shì)，美國(guó)、日本、歐洲等均已完成了風(fēng)廓線雷達(dá)的組網(wǎng)運(yùn)行，主要用于測(cè)量大氣湍流活動(dòng)［1］，為數(shù)值天氣預(yù)報(bào)提供高時(shí)空分辨率的風(fēng)場(chǎng)資料。NOAA對(duì)風(fēng)廓線雷達(dá)網(wǎng)評(píng)估時(shí)指出：每6分鐘的風(fēng)廓線資料能顯示出氣旋、鋒面等天氣系統(tǒng)連續(xù)詳實(shí)的演變過程，資料同化后，能夠明顯地改善3～6h臨近數(shù)值天氣預(yù)報(bào)的結(jié)果。

目前，國(guó)內(nèi)還處于局地性布網(wǎng)試驗(yàn)的探索階段，主要就風(fēng)廓線雷達(dá)的探測(cè)原理和應(yīng)用范疇開展了大量研究工作［2～5］，關(guān)于如何部署的論述很少。在中國(guó)氣象局2013年風(fēng)廓線雷達(dá)及應(yīng)用業(yè)務(wù)發(fā)展專題會(huì)議上，對(duì)站網(wǎng)布局等4項(xiàng)主要任務(wù)進(jìn)行了科學(xué)規(guī)劃［6］，充分說明風(fēng)廓線雷達(dá)投入氣象業(yè)務(wù)運(yùn)行的重要性，以及進(jìn)行科學(xué)部署，進(jìn)而完成局地乃至全國(guó)范圍組網(wǎng)運(yùn)行的迫切需要。布局合理的風(fēng)廓線雷達(dá)網(wǎng)，在氣象業(yè)務(wù)和研究、環(huán)境監(jiān)測(cè)、軍事保障、航空航天以及防災(zāi)減災(zāi)等方面都能發(fā)揮重要作用。有別于中國(guó)氣象局重點(diǎn)針對(duì)數(shù)值同化改善天氣預(yù)報(bào)而進(jìn)行的全國(guó)風(fēng)廓線雷達(dá)布網(wǎng)規(guī)劃，本文以北京地區(qū)為例，從探測(cè)原理和實(shí)際應(yīng)用出發(fā)，借鑒國(guó)外風(fēng)廓線雷達(dá)的布網(wǎng)經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合地形地貌、主要天氣系統(tǒng)的影響路徑、考慮空氣污染監(jiān)測(cè)以及機(jī)場(chǎng)分布等因素，根據(jù)局地需求，討論了風(fēng)廓線雷達(dá)的試驗(yàn)性布網(wǎng)，得出的結(jié)論對(duì)其他地區(qū)開展類似工作具有一定的參考價(jià)值。

2　風(fēng)廓線雷達(dá)布網(wǎng)研究現(xiàn)狀

2.1國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀

從上世紀(jì)80年代開始，我國(guó)就開展了關(guān)于風(fēng)廓線雷達(dá)的研究和研制工作。目前，在北京、上海等多地完成了數(shù)十部風(fēng)廓線雷達(dá)的部署和應(yīng)用，但關(guān)于布網(wǎng)的研究論述仍比較少。張朝林、王迎春［10］于本世紀(jì)初進(jìn)行過這一方面的研究，通過選取1999年10月至2000年7月北京地區(qū)包括大風(fēng)降溫、高溫、沙塵、大暴雨以及中雪在內(nèi)的6個(gè)典型天氣過程作為研究對(duì)象，以北京市為中心，分別選取了近等邊三角形和近正四邊形兩種不同布網(wǎng)方案，對(duì)參試各站400hPa和600hPa以下各層風(fēng)速u、v分量增加20%擾動(dòng)來代表部署風(fēng)廓線雷達(dá)后的效果，進(jìn)行了北京地區(qū)布網(wǎng)方案的初步探究。在預(yù)報(bào)時(shí)效內(nèi)，依次對(duì)比分析各預(yù)報(bào)要素絕對(duì)差的平均值，研究對(duì)應(yīng)布網(wǎng)方案的影響大小，由此發(fā)現(xiàn)兩方案的效果基本相當(dāng)，從資源和經(jīng)費(fèi)等方面考慮，得出了選用近等邊三角形方案更為合適的結(jié)論。

2.2國(guó)外布網(wǎng)現(xiàn)狀

從上世紀(jì)60年代開始，美國(guó)現(xiàn)已對(duì)風(fēng)廓線雷達(dá)的探測(cè)原理、適用性、資料精度以及數(shù)據(jù)質(zhì)量控制方法等方面進(jìn)行了全面研究。據(jù)美國(guó)風(fēng)廓線雷達(dá)示范網(wǎng)（WPDN）經(jīng)驗(yàn)指出，進(jìn)行全國(guó)范圍的布網(wǎng)，間距以200km為宜；區(qū)域性布網(wǎng)，平均間距的選定主要與被測(cè)天氣系統(tǒng)水平尺度有關(guān)，最優(yōu)取值不應(yīng)大于被測(cè)天氣系統(tǒng)尺度的1/2；在如海灣、山谷、大型水域沿岸等特殊地域，常伴有地形風(fēng)生成和局地天氣過程的出現(xiàn)，應(yīng)考慮提高布網(wǎng)密度，關(guān)注這些區(qū)域?qū)τ跀?shù)值天氣預(yù)報(bào)有著重要的作用［11］。

1992年，美國(guó)就率先完成了對(duì)流層風(fēng)廓線雷達(dá)觀測(cè)網(wǎng)（NPN）的建設(shè)，35部雷達(dá)平均間距在200km左右；后來又建成了超過60部的邊界層風(fēng)廓線雷達(dá)網(wǎng)（CAP）；日本于2003年建成了31部的邊界層風(fēng)廓線雷達(dá)觀測(cè)網(wǎng)（WINDAS），平均間距130km左右；歐洲也建成了27部間距在200km左右的對(duì)流層風(fēng)廓線雷達(dá)網(wǎng)（NWP）［12］。目前，美國(guó)肯尼迪航天中心（KSC）擁有最小間距僅為10km的邊界層風(fēng)廓線雷達(dá)探測(cè)網(wǎng)［13］；而用于氣候背景研究和厄爾尼諾（ElNino）觀測(cè)的平流層風(fēng)廓線雷達(dá)布網(wǎng)（TPPN），間距則為數(shù)千公里。

通過上述國(guó)家和地區(qū)布網(wǎng)的類型、數(shù)量和地域差異可以發(fā)現(xiàn)，被測(cè)天氣系統(tǒng)尺度、服務(wù)對(duì)象需求以及特殊地形影響等均為重要參考指標(biāo)。美國(guó)（NPN）和歐洲（NWP），雖然涉及疆域?qū)拸V、地形條件復(fù)雜，但重點(diǎn)針對(duì)天氣尺度系統(tǒng)進(jìn)行探測(cè)，其垂直尺度多在4km以上，幾乎可以不計(jì)地形影響，著重根據(jù)被測(cè)天氣系統(tǒng)水平尺度和移動(dòng)路徑來完成風(fēng)廓線雷達(dá)的部署。日本四面臨海、地域狹長(zhǎng)，中尺度低壓系統(tǒng)極易生成并引發(fā)強(qiáng)降水過程，同時(shí)常易受到來自海上的天氣系統(tǒng)侵?jǐn)_，針對(duì)上述因素，日本（WINDAS）主要是沿低緯海岸線進(jìn)行部署。美國(guó)（CAP）一半以上數(shù)量的風(fēng)廓線雷達(dá)都布設(shè)于近墨西哥海灣以及東、西海岸線區(qū)域，首先，墨西哥灣位于熱帶和亞熱帶地區(qū)，常年高溫多雨，同時(shí)美國(guó)西海岸中南部屬海洋性氣候，東海岸中南部屬亞熱帶濕潤(rùn)氣候，濕度大，日常降水較多；其次，沿海區(qū)域常伴有地形性海陸風(fēng)生成，低層大氣較為活躍，寬廣海域能提供充沛的水汽，常出現(xiàn)局地性對(duì)流天氣過程；再者，海岸線作為熱帶洋面生成的災(zāi)害性天氣系統(tǒng)登陸影響的第一站，所以在沿海較內(nèi)陸進(jìn)行高密度部署則更為恰當(dāng)。美國(guó)航天中心主要進(jìn)行火箭和航天飛機(jī)的發(fā)射作業(yè)，邊界層大氣風(fēng)向、風(fēng)速的突變極可能會(huì)直接影響發(fā)射成功率，所以進(jìn)行高密度風(fēng)廓線雷達(dá)的部署，對(duì)邊界層大氣的風(fēng)場(chǎng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行嚴(yán)密監(jiān)測(cè)至關(guān)重要。平流層風(fēng)廓線雷達(dá)網(wǎng)（TPPN）針對(duì)水平尺度為幾千甚至上萬公里的大尺度天氣系統(tǒng)的研究，數(shù)千公里的間距則更為合適。

3　風(fēng)廓線雷達(dá)概況

3.1風(fēng)廓線雷達(dá)原理

風(fēng)廓線雷達(dá)是通常采用5波束機(jī)制［7］，沿北、東、南、西四個(gè)傾斜方向和一個(gè)鉛直方向順序向高空發(fā)射電磁波束（圖1），通過接收大氣散射作用的后向回波，獲取大氣運(yùn)動(dòng)的速度信息，最后合成高空風(fēng)場(chǎng)信息的一種遙感設(shè)備?？蓪?duì)測(cè)站上空風(fēng)場(chǎng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行全天時(shí)探測(cè)［8］，連續(xù)提供大氣水平風(fēng)場(chǎng)、垂直氣流等氣象要素的分布和變化信息。

3.2風(fēng)廓線雷達(dá)的分類和應(yīng)用

按照不同的劃分標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)廓線雷達(dá)可以進(jìn)行不同分類［9］，通常根據(jù)探測(cè)高度可劃分為平流層、對(duì)流層、低對(duì)流層和邊界層四型風(fēng)廓線雷達(dá)（表1）。

平流層風(fēng)廓線雷達(dá)用于大尺度天氣系統(tǒng)探測(cè)和氣候背景研究，可提供航空航天氣象保障服務(wù)；對(duì)流層及低對(duì)流層風(fēng)廓線雷達(dá)通常用于天氣尺度系統(tǒng)的研究，可為數(shù)值天氣預(yù)報(bào)提供高時(shí)空分辨率的風(fēng)場(chǎng)資料；邊界層風(fēng)廓線雷達(dá)適用于中小尺度天氣系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)和研究，可提供低空飛行安全保障，參與城市空氣污染等各領(lǐng)域工作。

表1　-風(fēng)廓線雷達(dá)的分類

4　北京地區(qū)布網(wǎng)主要影響因素分析

4.1地形因素

北京地處115°20′～117°30′E、39°28′～41°05′N，62%的面積為山區(qū)，平原面積僅為38%，地勢(shì)西北高、東南低，西、北和東北是平均海拔為1000～1500m的山地；東南為海拔20～60m的平原。當(dāng)氣流流向山脈時(shí)，平行于山脈走向的氣流，山脈對(duì)它沒有阻擋作用，對(duì)西、北和東北來向的垂直于山脈走向的低層入侵系統(tǒng)流則會(huì)被阻擋，或是被迫抬升，產(chǎn)生垂直上升運(yùn)動(dòng)，形成山前降水；同時(shí)，北京還面向東南季風(fēng)區(qū)，氣流沿東南低地可長(zhǎng)驅(qū)直入，在達(dá)到西、北部山脈時(shí)，由于地形阻擋，利于山前水汽的堆積，并通過地形強(qiáng)迫抬升而觸發(fā)強(qiáng)對(duì)流天氣，導(dǎo)致山前平原城市地帶暴雨天氣的出現(xiàn)［14］。對(duì)于尺度大，層次高的天氣系統(tǒng)，山脈無明顯作用。

4.2天氣系統(tǒng)因素

根據(jù)北京地區(qū)l956～2000年的統(tǒng)計(jì)資料可以發(fā)現(xiàn)，引發(fā)強(qiáng)對(duì)流天氣的主要天氣系統(tǒng)有蒙古低渦低槽、切變線、內(nèi)蒙古低渦、西來槽、西北低渦、東北低渦、西南低渦、回流、臺(tái)風(fēng)外圍影響等（表2）。

表2　北京地區(qū)強(qiáng)對(duì)流天氣系統(tǒng)及頻次

以上均屬天氣尺度系統(tǒng)，整體上大致可分為四條影響路徑（圖2）：蒙古低渦低槽、切邊線、內(nèi)蒙古低渦，西北低渦及西來槽屬西偏北路徑；東北低渦及回流屬東北路徑；西南低渦則屬南偏西路徑；臺(tái)風(fēng)屬南偏東路徑。

4.3污染分布因素

近年來，霧霾天氣對(duì)社會(huì)造成重大影響，備受政府和廣大群眾的關(guān)注。北京頻繁出現(xiàn)影響范圍大、持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)、污染強(qiáng)度高的霧霾現(xiàn)象，嚴(yán)重影響到人們的身體健康和日?；顒?dòng)。據(jù)相關(guān)研究表明，當(dāng)前工業(yè)粉塵的排放依然是造成空氣污染的主要源頭，雖然北京已經(jīng)進(jìn)行了產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和生產(chǎn)效能的提高，做到大幅減排，但是由于工業(yè)排放量的基數(shù)很大，PM2.5顆粒含量仍然很高并可在大氣中長(zhǎng)時(shí)間停留，加之特殊地形的局限，平原低洼地勢(shì)不利于大氣的對(duì)流互通，污染物聚集在北京市區(qū)很難消散，低層大氣產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)就會(huì)出現(xiàn)霧霾現(xiàn)象。目前，北京地區(qū)的主要工業(yè)污染源包括火力發(fā)電廠、水泥廠和化工廠等［15～17］（圖3）。

圖3　北京主要工業(yè)污染源大致分布

4.4機(jī)場(chǎng)分布因素

首都國(guó)際機(jī)場(chǎng)距天安門廣場(chǎng)僅25km左右，是我國(guó)地理位置最重要，日常最繁忙的大型國(guó)際航空港；其余4個(gè)民用或通用機(jī)場(chǎng)分別為南苑機(jī)場(chǎng)、密云機(jī)場(chǎng)、平谷金海湖機(jī)場(chǎng)以及定陵機(jī)場(chǎng)；北京還擁有若干軍用機(jī)場(chǎng)（圖4）。北京每日起、降的民航航班數(shù)、履行特殊職能的軍用飛機(jī)數(shù)以及執(zhí)行例行任務(wù)的農(nóng)、商用飛機(jī)架次具有數(shù)量多、頻次密的特點(diǎn)，同時(shí)飛機(jī)安全受到社會(huì)廣泛關(guān)注。除了飛機(jī)本身性能的優(yōu)劣會(huì)直接影響其安全外，低層大氣的活動(dòng)同樣影響到飛機(jī)的安全起、降。所以進(jìn)行機(jī)場(chǎng)空域的氣象保障，對(duì)低層大氣的風(fēng)場(chǎng)垂直結(jié)構(gòu)分布和變化進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)十分必要。

圖4　北京機(jī)場(chǎng)大致分布

圖5　北京地區(qū)污染源、機(jī)場(chǎng)分布以及內(nèi)層理想布網(wǎng)（附20km*20km網(wǎng)格）

5　北京地區(qū)理想部署和現(xiàn)狀調(diào)整建議

5.1理想部署

在重點(diǎn)針對(duì)北京地區(qū)的天氣系統(tǒng)入侵路徑以及強(qiáng)對(duì)流天氣頻發(fā)區(qū)域進(jìn)行風(fēng)廓線雷達(dá)部署的同時(shí)，考慮到對(duì)機(jī)場(chǎng)等關(guān)鍵區(qū)的保障，兼顧到大氣環(huán)境污染變化等相關(guān)工作，將能充分發(fā)揮風(fēng)廓線雷達(dá)的功用，實(shí)現(xiàn)效用價(jià)值最大化。

結(jié)合國(guó)外布網(wǎng)現(xiàn)狀，參考一般部署原則，同時(shí)借鑒多普勒天氣雷達(dá)的布網(wǎng)經(jīng)驗(yàn)，可采取大網(wǎng)套小網(wǎng)的方式進(jìn)行風(fēng)廓線雷達(dá)的部署，即在大尺度的觀測(cè)網(wǎng)中布設(shè)中尺度的觀測(cè)網(wǎng)，再在中尺度的觀測(cè)網(wǎng)中布設(shè)小尺度的觀測(cè)網(wǎng)［18］，既能保證對(duì)主要天氣系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)，同時(shí)還能滿足對(duì)重要點(diǎn)位的關(guān)切。

由于引發(fā)北京地區(qū)強(qiáng)對(duì)流天氣的均屬天氣尺度系統(tǒng)，水平尺度在幾百上千千米，垂直尺度多在500hPa以上，可選擇對(duì)流層風(fēng)廓線雷達(dá)進(jìn)行全面監(jiān)測(cè)和預(yù)警?？紤]天氣系統(tǒng)的影響路徑，其中沿南偏東路徑的入侵天氣系統(tǒng)總共僅占2.5%，可與同樣占比較少的南偏西路徑合并設(shè)定為偏南路徑（被測(cè)天氣系統(tǒng)尺度大，做此考慮可行）。理想部署暫忽略地形影響。

（1）外圍理想部署：以北京市中心為中心，選取東偏北（60°）、南（180°）以及西偏北（300°）三個(gè)方向，分別在距中心140km的位置進(jìn)行部署，保證兩兩雷達(dá)間距為200km左右（既滿足間距不應(yīng)大于被測(cè)天氣系統(tǒng)尺度1/2的部署原則，同時(shí)還考慮到全國(guó)風(fēng)廓線雷達(dá)的組網(wǎng)工作），三者連線為近等邊三角形（與張朝林、王迎春對(duì)北京風(fēng)廓線雷達(dá)布網(wǎng)方案的研究結(jié)論基本吻合）。

（2）內(nèi)層理想部署：采用大網(wǎng)套小網(wǎng)方式，進(jìn)行內(nèi)層部署，要求間距更小，密度更高。在重點(diǎn)針對(duì)中小尺度天氣系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)的同時(shí)，全面考慮污染源以及機(jī)場(chǎng)分布等因素，選用邊界層風(fēng)廓線雷達(dá)進(jìn)行部署。

圖5給出了北京地區(qū)主要污染源、機(jī)場(chǎng)分布以及內(nèi)層理想布網(wǎng)，沿北京市中心做十字線，代表污染源和機(jī)場(chǎng)的點(diǎn)呈西多東少，南多北少的分布。西南向（225？）污染源密度最高，作為重要的污染物輸送通道，理應(yīng)部署一部；東南（135°）面向季風(fēng)區(qū)，是主要水汽輸送通道，也應(yīng)部署一部；東北（45°）的雖然關(guān)鍵點(diǎn)分布最疏，但可在近首都國(guó)際機(jī)場(chǎng)處部署一部；西北向（315°）靠近地形降水的始發(fā)區(qū)域，也應(yīng)部署一部。連線正好是以北京市中心為中心的正四邊形，相鄰雷達(dá)間距為40km（如需探測(cè)水平尺度為幾公里到十幾公里的天氣系統(tǒng)，可在此部署方案下，于兩兩雷達(dá)之間適當(dāng)增設(shè)機(jī)動(dòng)式風(fēng)廓線雷達(dá)參與探測(cè)）。

5.2現(xiàn)有部署及調(diào)整建議

現(xiàn)有6部固定式和兩部機(jī)動(dòng)式風(fēng)廓線雷達(dá)可參與布網(wǎng)，除東北向上甸子為對(duì)流層風(fēng)廓線雷達(dá)外，其余均為邊界層風(fēng)廓線雷達(dá)。下面考慮北京地形因素和現(xiàn)有資源等實(shí)際情況，給出調(diào)整建議。

由于外圍理想部署的3部對(duì)流層風(fēng)廓線雷達(dá)均落在了北京市以外的臨近省、市內(nèi)，現(xiàn)僅考慮北京市境內(nèi)的部署，所以需要進(jìn)行調(diào)整。從現(xiàn)有資源可以發(fā)現(xiàn)，東北向上甸子為對(duì)流層風(fēng)廓線雷達(dá)，可對(duì)東北來向的天氣尺度系統(tǒng)進(jìn)行探測(cè)，可視作與東偏北向的理想部署吻合，同時(shí)其余各向均無對(duì)流層雷達(dá)的部署。建議分別于北京西北向的延慶縣和正南向的大興區(qū)南端各增設(shè)一部對(duì)流層風(fēng)廓線雷達(dá)。既做到了三者連線近等邊三角形的設(shè)想，同時(shí)還保證了對(duì)各路天氣系統(tǒng)的準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)。

內(nèi)層實(shí)際站點(diǎn)基本與理想部署一致，即以北京市中心為中心，呈包圍式分布。其中西南向的良鄉(xiāng)機(jī)場(chǎng)站可視作與該方向上的理想部署基本吻合；通州站也基本可視作與東南向的理想部署基本吻合；北偏西向連線上有清華大學(xué)、沙河機(jī)場(chǎng)兩固定站，離北京市中心一近一遠(yuǎn)，可對(duì)山前平原降水的頻發(fā)區(qū)域進(jìn)行精細(xì)監(jiān)測(cè)，可視作與西北向的理想部署基本吻合；由于北京面向東南季風(fēng)區(qū)，偏南暖濕氣流又是造成對(duì)流性天氣產(chǎn)生的重要機(jī)制之一，所以正南向榆垡站可視作是對(duì)西南、東南兩路的補(bǔ)充；獨(dú)有東北向近首都國(guó)際機(jī)場(chǎng)區(qū)域的理想部署與實(shí)際存有差異，建議可在此處增設(shè)一部機(jī)動(dòng)式風(fēng)廓線雷達(dá)參與探測(cè)；這樣就形成了6部邊界層風(fēng)廓線雷達(dá)環(huán)繞北京的內(nèi)層部署。

再者，還必須對(duì)特殊地形（如山谷、大型水面沿岸等）進(jìn)行考慮，由圖可見東北向的密云縣，不僅三面環(huán)山，屬于谷地；而且還靠近密云水庫這樣的大型水域，易受區(qū)域性湖陸風(fēng)影響；同時(shí)還擁有密云機(jī)場(chǎng)。所以建議在此處可部署另一部機(jī)動(dòng)式風(fēng)廓線雷達(dá)進(jìn)行探測(cè)。

當(dāng)然，此布網(wǎng)建議的具體效果還有待下一步實(shí)施的外場(chǎng)試驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證。

6　結(jié)論

（1）風(fēng)廓線雷達(dá)因其不同分類，實(shí)際應(yīng)用存在很大差異，應(yīng)充分考慮服務(wù)需求，針對(duì)監(jiān)測(cè)對(duì)象和應(yīng)用領(lǐng)域的不同進(jìn)行選型。

（2）風(fēng)廓線雷達(dá)作為高精度探測(cè)風(fēng)場(chǎng)垂直結(jié)構(gòu)的遙感設(shè)備，應(yīng)用極為廣泛，在滿足一般性原則的同時(shí)，地形地貌、不同路徑天氣系統(tǒng)的權(quán)重影響，污染源以及機(jī)場(chǎng)等重要點(diǎn)位的分布都應(yīng)作為部署的重要指標(biāo)進(jìn)行考慮。

（3）風(fēng)廓線雷達(dá)的局地布網(wǎng)應(yīng)當(dāng)與全局組網(wǎng)大勢(shì)相配合，以減少不必要的資源浪費(fèi)。

（4）可保持適當(dāng)數(shù)量的體積小、靈活度高的機(jī)動(dòng)式風(fēng)廓線雷達(dá)，以應(yīng)對(duì)可能突發(fā)的異常緊急情況。

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THE DEPLOYING PRINCIPLE OF WIND PRINCIPLE OF WIND PROFILE RADAR AND APPLICATION ANALYSIS FOR BEIJING AREA

Fan Yi1，He Yi1，2，Zhang Jie1，3，Zhu Ke-yun1，Xu Wu-bao4，Luo Hui1，Yan Yu-qian1
（1.School of Atmospheric Science，Plateau Atmospheric and Environmental Laboratory，Chengdu University of Information Technology，Chengdu 610225；2.The 96211 Troop of PLA，Chengdu 610225；3.The Meteorological Center of Air Force，Chengdu Military Region，Chengdu 610041；4.Beijing Airda Electronic Equipment co.LTD，Beijing 100000）

By discussing general deploying principles of wind profile radar from the detection mechanism of wind profile radar and demands of the weather，environmental protection，aviation and other industries，refer to the present situation of foreign deployment at the same time.Analyzing the advantages and putting forward the countermeasures of the？wind profile？radar？deployment scheme in Beijing area，in terms of the landscape，the influential path of the weather system and pollution monitoring etc.The following are the main conclusions：I.The deployment of wind profile radar should？be fully considering the application purpose，aiming at monitoring different weather system and different using fields to make the selection.II.The influence of the Landscape and the mobile path of different weather systems，monitoring the key areas and pollutant diffusion are the important factors that affect the wind profile radar deployment.III.The local wind profile radar deployment also need to consider with the demands of the nationwide network.IV.In response to the abnormal situation occurring，we should maintain proper number of mobile wind profile radar.

The wind profile radar；Principles of the deployment；Setting the network

P411

A

1673-8411（2015）03-0086-06

2015-06-15

四川省環(huán)境保護(hù)重大科技專項(xiàng)（2013HBZX01）和北京愛爾達(dá)電子設(shè)備有限公司共同資助。

范藝（1989-），女，碩士研究生，主要從事雷達(dá)和中尺度氣象學(xué)的研究。E-mail：812934812@qq.com