专家点评：“强对流天气第一道防线”的构建：新型相控雷达阵列研发应用

上海市中心气象台首席戴建华

相较于机械扫描的常规业务天气雷达，相控阵阵列天气雷达的覆盖仰角广、时空分辨精度高，对尺度小、变化快的近距离对流天气监测优势显著，表现在以下几个方面：1）高空间分辨率：有助于获取中小尺度对流降水的动力和热力精细结构，为监测和预警冰雹、下击暴流、龙卷等中小尺度灾害性天气提供支撑：2）高垂直空间覆盖：多波束观测可以增加垂直方向空间探测范围和连续观测，获取垂直方向上对流降水的完整结构，为对流降水发展演变研究奠定基础；3）高时间分辨率：低于1 min间隔观测，可捕捉中小尺度对流降水发展过程中重要的演变特征；4）分布式阵列协同观测：进一步提升观测的针对性和一致性，可获取更加精细、全面的热力、动力信息。

因此，相控阵阵列天气雷达的重要价值之一是有助于提高对中小尺度对流天气的科学认识。1）为探索新的发现提供了手段：对流天气的精细结构，如上升、下沉运动区、各类中小尺度涡旋甚至龙卷等，一个典型的例子是2020年7月6日上海崇明迷你龙卷，相控阵雷达可以连续（30 s间隔）、精细（30 m距离库）地观测到水平尺度小于250 m、高度低于1.8 km、生命史不到18 min的龙卷涡旋的发展演变，揭示了龙卷涡旋自低层向上发展加强的过程，这些是周边的业务雷达无法识别的。2）借助双偏振技术，可获取中小尺度对流云中的相态分布及其动态演变，从而提高对云物理过程的科学认识。3）深入探索：借助阵列雷达的新型观测能力，通过业务观测和科学试验，进一步提高对中小尺度对流天气中动力结构及其演变的认识，探索其形成机制机理。

另外，相控阵阵列天气雷达还可有效推进强对流天气预报预警业务的发展：一方面，通过高时空精细化的观测，提高对中小尺度对流降水的探测能力，对临近预报预警技术的提升起到明显的促进作用；另一方面，其新型观测手段和协同观测方式对传统技术方法将有明显的提升，如协同观测的时空一致性将大大提升多雷达风场反演的精度。

经过2年多的业务观测试验，相控阵阵列雷达已展示其优势，对研究我国特色的中小尺度对流天气提供了有效手段。