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汪章维 等 著

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出版社： 气象出版社

ISBN：9787502960032

商品编码：29663709269

出版时间：2014-11-01

基本信息

书名：新一代天气雷达培训及维修

定价：60.00元

作者：汪章维 等

出版社：气象出版社

出版日期：2014-11-01

ISBN：9787502960032

字数：

页码：171

版次：1

装帧：

开本：16开

商品重量：0.4kg

编辑推荐

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内容提要

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《新一代天气雷达培训及维修》，本书重点介绍了新一代天气雷达（SA）的工作特点、各主要部件的性能、各类告警产生原因和常见故障现象的维修技巧，书中配有大量简单易懂的雷达组件电原理图和维修操作图，并提供现场维修思路。本书既可作为雷达培训教材也可作为机务员维修指南，内容不但有机务员的一些基本知识，也有雷达故障的解决方案，能够有效提高现场故障定位和维修效率，内容操作性强，是一本贴近机务实际维修的技术型书籍。

目录

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作者介绍

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文摘

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序言

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大气透视的革新者：新一代气象雷达技术深度解析与实践指南 引言： 在现代气象科学的浩瀚图景中，气象雷达无疑扮演着至关重要的角色。它不仅是天气预报精确度的基石，更是灾害性天气监测预警体系的“千里眼”和“顺风耳”。随着科学技术的飞速发展，新一代气象雷达系统正以前所未有的能力和精度，革新着我们认知和应对天气变化的方式。本书旨在深入剖析新一代气象雷达的核心技术原理，全面阐述其观测模式、数据处理流程以及在实际应用中的关键环节，并为相关技术人员提供一套系统、详实、可操作的培训与维修指南，助力从业者掌握前沿技术，提升雷达系统的运行效率和维护水平，从而更好地服务于国家气象事业的发展。 第一部分：新一代气象雷达技术核心原理 本部分将以前所未有的深度，揭示新一代气象雷达背后的科学奥秘。我们将从最基础的雷达方程出发，逐步深入到现代雷达系统中最为关键的组成部分。 电磁波与大气相互作用： 电磁波的基本特性： 深入探讨电磁波的频率、波长、极化、能量等基本参数，以及它们如何影响雷达信号的传播和回波特性。我们将详细解释不同频段（如S波段、C波段、X波段）在气象探测中的优势与劣势，以及它们各自适合的应用场景。 大气粒子的回波机制： 详细解析降水粒子（雨滴、雪花、冰雹、霰）、非降水性粒子（云滴、气溶胶）以及非气象目标（地物、鸟类、昆虫）对雷达电磁波的散射、吸收和衰减机制。我们将引入米氏散射理论和瑞利散射理论，解释不同尺度粒子对雷达信号产生的复杂影响，并深入探讨它们如何形成不同的回波特征，以及如何从中提取气象信息。 多普勒效应与径向速度观测： 详细阐述多普勒效应在气象雷达中的核心作用，解释如何通过测量回波信号频率的变化来精确获取目标（如雨滴）的径向速度。我们将深入分析多普勒速度谱的形成机制，以及如何从中提取出风场信息，包括风速、风向，甚至风切变和涡旋等关键气象要素。 偏振雷达技术： 重点介绍双偏振雷达的技术原理及其革命性意义。我们将详细解析水平和垂直极化电磁波的回波特性差异，以及由此衍生的差分反射率（ZDR）、差分相位（φDP）、特定差分相位（KDP）和相关系数（ρhv）等关键参数。通过对这些参数的综合分析，我们将揭示它们如何帮助雷达区分不同类型的降水粒子（如球形雨滴、非球形冰晶、混合相态粒子），实现降水类型识别、定量降水估测（QPE）的精度提升，以及识别对流风暴中的中尺度涡旋（例如，雷达回波的形状和ZDR的分布如何揭示龙卷前兆）。 新一代气象雷达系统架构： 发射与接收系统： 详细介绍先进的发射机（如固态功放、行波管）和接收机（如低噪声放大器）的技术指标，以及它们如何确保信号的稳定性和探测灵敏度。我们将深入探讨收发天线的波束形成技术、旁瓣抑制技术以及其在提高角度分辨率和抑制杂波方面的作用。 信号处理与数据获取： 详细解析数字信号处理器（DSP）在雷达数据处理中的关键作用。我们将阐述信号的采样、量化、滤波、相干积分、多普勒处理、偏振处理等一系列复杂过程。重点介绍新一代雷达采用的先进信号处理算法，如基于FFT的多普勒处理、恒虚警率（CFAR）检测算法、杂波图（Clutter Map）抑制技术等，以及它们如何有效地从原始回波信号中提取出高质量的气象数据。 数据融合与产品生成： 介绍新一代雷达如何与其他气象观测系统（如探空仪、地面站、卫星、数值天气预报模型）进行数据融合，以生成更全面、更精确的天气分析产品。我们将详细阐述雷达产品（如反射率因子图、速度场图、降水估测产品、风暴识别产品、湍流检测产品等）的生成原理和应用价值，以及如何通过组合多种产品来更有效地进行天气分析和预报。 第二部分：新一代气象雷达观测模式与数据处理流程 本部分将聚焦于新一代气象雷达的实际操作层面，从观测策略到数据的高级应用，提供详尽的解析。 先进的观测策略： 体积扫描策略： 详细讲解新一代雷达采用的各种体积扫描模式（如3D扫描、2D扫描、自适应扫描）的设计原理及其在不同天气情景下的适用性。我们将重点分析仰角设置、扫描速率、扫描范围如何影响探测的覆盖范围、垂直分辨率以及时间分辨率，并探讨如何根据预报需求和雷达性能优化扫描策略。 多普勒速度处理技术： 深入解析新一代雷达在速度测量方面的先进技术，包括如何通过杂波滤波、动目标显示（MTI）和动目标检测（MTD）来抑制地物杂波和海面杂波，从而更准确地测量大气的真实风场。我们将探讨速度模糊的消除技术，以及如何通过多普勒速度谱宽度来判断降水粒子的分布均匀性和湍流强度。 偏振参数的精细化应用： 结合实际观测案例，详细阐述双偏振雷达各项参数（ZDR, KDP, ρhv, φDP）在识别降水类型（如雨、雪、冰雹、霰）、估算降水量、区分固液混合相态粒子、识别鸟群和昆虫、以及探测干涉杂波等方面的具体应用。我们将分析不同降水粒子形态和相态如何影响这些偏振参数的取值，以及如何通过参数组合来提高识别的准确性。 数据处理与质量控制： 雷达数据质量控制（QC）流程： 详细介绍从原始雷达数据到最终产品生成过程中所涉及的关键质量控制步骤。我们将深入分析地物杂波、海面杂波、生物杂波（如鸟类、昆虫）、以及干扰信号（如射频干扰、地形反射）的识别和剔除方法。重点介绍自动质量控制算法和人工质量控制相结合的策略，以及如何通过参数分析和空间特征判断来识别和修正数据中的异常。 定量降水估测（QPE）的精度提升： 深入剖析新一代雷达在QPE方面的发展。我们将详细介绍基于反射率（Z-R）的估测方法，并重点阐述如何利用双偏振雷达参数（如ZDR, KDP）来修正Z-R关系，提高降水估测的精度，尤其是在不同降水类型和强度下的应用。我们将探讨不同QPE算法（如基于雷达反射率、偏振参数、以及与数值模型结合的算法）的优缺点，以及其在洪水预警、水资源管理等领域的应用。 风暴探测与识别： 详细介绍新一代雷达在探测和识别强对流天气系统（如雷暴、飑线、龙卷）方面的能力。我们将深入分析雷达产品（如径向速度图、反射率因子图、速度切变、涡旋识别算法）如何帮助识别风暴的结构特征、运动趋势以及潜在的危险性。重点介绍基于雷达数据识别龙卷、下击暴流、冰雹等灾害性天气的关键指标和技术手段。 第三部分：新一代气象雷达的维护与故障排除 本部分将为操作和维护人员提供一套系统、实用的技术指导，确保雷达系统的稳定高效运行。 雷达系统结构与工作原理复习： 硬件组件详解： 详细介绍雷达系统各关键硬件组件的功能和工作原理，包括天线系统（馈源、波导、天线罩）、发射系统（脉冲发生器、功放）、接收系统（低噪声放大器、混频器、滤波器）、信号处理器、数据记录与显示系统、以及配套的电源和冷却系统。我们将深入分析各组件的性能指标及其对雷达整体性能的影响。 软件系统与控制： 介绍雷达控制软件、数据处理软件、观测策略管理软件等的功能和操作。我们将解析软件界面、参数设置、指令执行以及数据管理等环节，帮助用户熟练掌握雷达的运行控制。 日常维护与检查： 定期例行检查： 提供一套详尽的日常维护检查清单，涵盖雷达站点的环境监测（温度、湿度、清洁度）、天线系统的清洁与紧固、馈源与波导系统的密封性检查、发射接收系统的连接与指示灯状态、信号处理单元的运行状态、以及数据存储与传输的正常性。 性能校准与验证： 详细介绍雷达的性能校准方法，包括发射功率校准、接收机灵敏度校准、天线方向图校准、多普勒速度定标以及偏振参数的定标。我们将重点讲解如何利用标准目标（如固定目标、标准球体）和参照方法来验证雷达性能，并介绍定期校准的重要性。 环境适应性维护： 强调在不同气候和地理环境下，雷达系统在防雷击、防潮湿、防高温、防低温、防腐蚀等方面的特殊维护要求。 常见故障诊断与排除： 故障现象分析： 汇总新一代气象雷达运行中最可能出现的各类故障现象，如无回波、回波虚假、回波强度异常、速度测量不准、偏振参数异常、系统不稳定等。 硬件故障诊断： 分门别类地针对每个硬件组件，提供详细的故障诊断流程和方法。例如，针对天线系统，我们将讲解如何判断天线转动异常、馈源损坏等；针对发射接收系统，我们将分析功率异常、信号丢失等问题；针对信号处理器，我们将介绍如何诊断软件故障或硬件故障。 软件故障诊断： 详细阐述软件故障的排查思路，包括日志文件分析、参数配置检查、系统更新与回滚、以及与软件供应商的沟通协作。 维修实践与案例分析： 结合实际维修案例，详细讲解故障的定位、排除步骤、备件更换技巧、以及维修后的验证测试。我们将重点介绍一些复杂故障的排除思路和经验。 结语： 新一代气象雷达技术的发展，不仅是对现有气象探测能力的革新，更是对未来天气预报、防灾减灾以及气候变化研究的有力支撑。本书旨在为气象雷达领域的技术人员提供一套全面、深入、实用的学习和实践工具。通过掌握本书中的知识和技能，读者将能够更好地理解和操作新一代气象雷达系统，有效地诊断和排除故障，从而提升气象服务的整体水平，为构建更安全、更美好的社会贡献力量。本书的出版，必将成为新一代气象雷达技术培训与维修领域的权威参考，激励更多专业人才投身于气象科技的创新与发展。

评分☆☆☆☆☆

这本书的版式设计非常严谨，大量的图表和技术术语堆砌，营造出一种教科书式的权威感。然而，真正令人困惑的是它在技术深度上的跳跃性。一方面，它似乎假设读者已经对电磁波理论和微波工程有非常扎实的背景知识，在涉及天线增益、波束宽度计算和脉冲压缩技术时，直接抛出了公式和定义，缺乏必要的背景铺垫。另一方面，在涉及到具体的操作软件界面介绍时，描述又显得过于口语化和零散，仿佛是技术支持人员在快速演示操作步骤。这种“两头不讨好”的编写风格，使得初学者感到吃力，而资深人士又觉得内容过于基础或不够深入。我更希望看到的是，针对新一代雷达在数据同化、数据融合方面的前沿探索，比如如何将雷达数据与卫星数据、地面观测数据有效地结合起来，以提高短时临近预报的准确率。如果书中能有专门的章节讨论这些跨学科的集成应用，并提供一些成功的模型案例，那其价值将大大提升，而不是仅仅停留在设备本身的功能介绍层面。

评分☆☆☆☆☆

我带着对前沿气象技术的强烈好奇心购入了这本教材，希望能从中找到一些关于如何解读复杂雷达图谱的“独家秘籍”。我特别关注那些关于极端天气预警机制的章节，比如龙卷风的早期识别、冰雹的垂直结构分析，以及强对流天气中“钩状回波”的精确判读标准。我期待的内容是，能够提供大量真实的、不同天气条件下雷达影像案例，并且针对每一个案例进行详细的、专家级的剖析，指出哪些是关键的识别特征，哪些是容易被误判的陷阱。如果书中能够提供一套系统化的、从初级到高级的图谱分析流程图，那将是极大的福音。比如，从基本的反射率因子图到速度图、谱宽图，每种数据层如何相互验证，形成一个完整的判断链条。遗憾的是，书中的篇幅似乎将过多的精力放在了设备的内部组件名称和故障排除代码上，这更像是一本给维修工程师准备的参考手册，而不是给气象分析师准备的“内功心法”。对于我这种希望提升业务分析深度的用户来说，这种侧重转移让我感觉获取的价值远低于预期。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计倒是挺吸引眼球的，那种高科技感十足的线条和冷峻的配色，让人一眼就能感受到它专业和严谨的气质。我本来还挺期待里面能有一些关于现代气象学原理的深入探讨，比如多普勒效应在雷达回波中的具体应用，或者不同类型水凝物散射特性的数学模型，毕竟“新一代”这三个字听起来就充满了前沿科技的意味。然而，当我翻开目录，发现重点似乎更多地集中在设备的具体操作和维护手册上。这让我不禁思考，对于一个想了解气象雷达如何“看”风暴的初学者来说，这本书是否过于偏重工程技术，而牺牲了对底层物理学原理的阐述？我希望能看到更多关于雷达信号处理流程的图解，比如杂波抑制算法是如何一步步降低地面干扰的，或者相控阵技术如何实现快速扫描和高分辨率成像。如果能用更生动的比喻来解释那些复杂的微波物理学概念，想必会更受非专业背景读者的欢迎。整体来看，这本书的装帧和排版给人一种扎实可靠的感觉，但内容上的侧重点，似乎更偏向于“如何让机器工作”，而非“机器背后的科学逻辑”，这一点让我有些许遗憾。

评分☆☆☆☆☆

阅读这本书的感受，就像是拿到了一份精美的、但没有附带说明书的精密仪器。我原本的兴趣点在于“为什么”我们选择了目前的雷达体制，而不是“如何”更换其中的某个模块。比如，新一代雷达相较于老旧型号，在探测小粒子（如雾滴或细小灰尘）时的灵敏度是如何提升的？这背后涉及到接收机噪声水平的降低和信号积累时间的优化，这些深层次的硬件指标对实际观测效果的影响究竟有多显著？我对这些决定雷达性能上限的工程哲学很感兴趣。如果能深入剖析一下不同厂商在设计理念上的权衡——例如，在追求高扫描速度和高分辨率之间，他们是如何进行最优解选择的——那将是非常有启发性的内容。但书中更多的是对各个部件的罗列，类似于一份详细的零件清单，虽然全面，却缺乏将这些零件串联起来，形成一个有机整体的宏大叙事。对于一个想了解技术发展脉络的人来说，缺少了这种“发展史”和“设计哲学”的探讨，阅读体验难免显得有些干瘪和机械。

评分☆☆☆☆☆

从一个学习者的角度来看，这本书的组织结构显得有些松散，缺乏一个清晰的、由浅入深的学习路径。它似乎试图涵盖从基础理论到日常维护的方方面面，结果导致任何一个专题的深度都不足以令人满意。例如，在处理数据质量控制（QC）的部分，我期望看到一个关于识别和剔除不同类型干扰物的完整流程图，包括处理低空湍流中的地物杂波、电磁干扰（EMI）以及云层内部的“亮带”效应。这些实战中至关重要的环节，如果能配上具体的软件操作界面截图和参数调整建议，将会非常有价值。然而，书中对QC的描述显得非常概括，没有给出具体的、可复制的操作指南。我更愿意看到的是，作者能聚焦于“新一代”雷达在提升数据质量上的具体突破点，而不是简单地重复已有的气象雷达通用知识。如果这本书能更专注于阐述新体制雷达特有的信号处理优势，并提供相关的编程接口或脚本示例，那它无疑会成为一本不可多得的实践指南，而不是现在这种略显平庸的技术概览。