为什么气象雷达能定量估测降水？

天气雷*发射电磁波，遇到空中的雨滴、云滴、冰晶、雪花时散射，返回的电磁波被雷*天线接收并显示在屏幕上。因为雷*回波强度和降水强度具有相同的概率分布。所以气象台会总结不同类型降水的回波强度与其对应的降水强度之间的关系，得出一套定量估算降水的经验公式。

在气象台发布的预警信息中，我们经常可以听到某段时间内的降水预报，比如“北京中北部未来两天的降水量将达到100 mm”，“预计华盛顿将有一场150 mm以上的暴雨”，等等。其中大部分是由计算机使用数值天气预报模型计算的。

气象学家也可以使用一种叫做“天气雷*”的天气雷*来定量估计降雨量。气象雷*发射电磁波，遇到空中的雨滴、云滴、冰晶、雪花时散射。返回的电磁波由雷*天线接收并显示在屏幕上。气象学家可以根据回波图像了解大气中降水的强度、分布、运动和演变，从而了解天气系统的结构和特征。气象雷*可以探测台风、局部地区强风暴、冰雹、暴雨和强对流云，可以监测天气变化。

但是，在雷*屏幕上，我们所能看到的只是雷*回波的强度、分布、运动和演变。气象工作者如何定量估算降水量？通常雷*回波强度和降水强度具有相同的概率分布。气象台会采集并统计不同地区、不同降水类型、不同降水强度的雨滴谱，即单位体积内各种大小的雨滴随其直径的分布情况，进而找出不同类型降水的回波强度与其对应的降水强度之间的关系，如层状云降水、对流云降水、地形云降水、干雪和湿雪等。从而可以得到一套定量估算降水量的经验公式。

在实际工作中，为了利用天气雷*测量某一时段的总降水量，可以对区域和时间进行划分，然后对雷*测得的降水量进行累加或平均，从而消除随机误差的影响，使该区域的降雨量或平均强度比单个点的瞬时强度更准确，从而保证估计精度。

近年来，气象雷*降水估测技术不断更新。而且地面设置的雷*可以形成网络，基于卫星的雷*可以实现大范围的降水观测，可以弥补单点观测的不足。然而，雷*网在定量监测和预报大范围降水时存在着各种各样的问题。比如组网的雷*回波图拼接在一起，拼图本身的技术问题会使降水估计的精度达不到预期的目的。而且即使是同类型的天气雷*，探测结果也会有所不同，比如每个雷*的位置不同，雷*回波受不同地形和建筑物的影响，雨量计站在有效覆盖区域的分布密度不同等。这些因素会影响结果，使联网后的数据出现误差，比较终影响预测质量。