Q/LB.□XXXXX-XXXX多波段天氣雷達協(xié)同觀測規(guī)范范圍本文件規(guī)定了安徽省S/C波段天氣雷達與X波段天氣雷達開展協(xié)同觀測的觸發(fā)條件、觀測準備、協(xié)同觀測開展和觀測結(jié)束等關(guān)鍵環(huán)節(jié)的內(nèi)容及要求。本文件適用于速調(diào)管及全固態(tài)多普勒體制S/C波段天氣雷達與X波段天氣雷達開展協(xié)同觀測，相控陣體制多普勒天氣雷達開展協(xié)同觀測時可參考本文件。規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB/T37411—2019天氣雷達選址規(guī)定GB31223—2014氣象探測環(huán)境保護規(guī)范天氣雷達站QX/T621—2021氣象觀測資料質(zhì)量控制天氣雷達QX/T653—2022天氣雷達基數(shù)據(jù)和單站產(chǎn)品格式QX/T654—2022天氣雷達運行狀態(tài)和告警信息XML格式QX/T668—2023天氣雷達組網(wǎng)產(chǎn)品數(shù)據(jù)格式NetCDF術(shù)語和定義下列術(shù)語和定義適用于本文件。天氣雷達weatherradar用來探測大氣中云、雨、雪等降水粒子的后向散射強度、位置、范圍及其變化，以及其沿雷達徑向方向的平均徑向速度和速度譜寬的雷達。包括常規(guī)天氣雷達、多普勒天氣雷達、雙偏振天氣雷達、相控陣天氣雷達、機械掃描天氣雷達。[來源：GB3784—2009，2.1.2.30，有修改]S波段多普勒天氣雷達S-bandDopplerweatherradar工作在2.7GHz～3.0GHz頻率范圍內(nèi)，基于多普勒效應來測量大氣中水成物粒子（云雨滴、冰晶、冰雹、雪花等）的回波強度、徑向速度和速度譜寬等信息的天氣雷達。[來源：QX/T463—2018，3.1，有修改]C波段多普勒天氣雷達C-bandDopplerweatherradar工作在5.3GHz～5.7GHz頻率范圍內(nèi)，基于多普勒效應來測量大氣中水成物粒子（云雨滴、冰晶、冰雹、雪花等）的回波強度、徑向速度和速度譜寬等信息的天氣雷達。[來源：QX/T461—2018，3.1]X波段多普勒天氣雷達X-bandDopplerweatherradar工作在9.3GHz～9.5GHz頻段內(nèi)，基于大氣中水成物粒子（云雨滴、冰晶、冰雹、雪花等）的后向散射原理來測量回波強度，基于多普勒效應測量徑向速度和速度譜寬等信息的天氣雷達。[來源：QX/T524—2019，3.1]雙線偏振duallinearpolarization通過發(fā)射水平和垂直兩種線偏振方式的電磁波并接收經(jīng)過大氣中云滴、雨滴、冰晶、雪花等粒子后向散射的電磁波，反演大氣中云滴、雨滴、冰晶、雪花等粒子的偏振物理屬性的技術(shù)。[來源：QX/T464—2018，3.1]協(xié)同觀測collaborativeobservation為實現(xiàn)對天氣過程的立體、全面和連續(xù)探測，在其主要發(fā)生、發(fā)展或影響區(qū)域，組織經(jīng)標校合格的S/C波段天氣雷達和X波段天氣雷達進行組網(wǎng)互聯(lián)和數(shù)據(jù)融合，使多部天氣雷達波束覆蓋相鄰雷達的探測盲區(qū)，并結(jié)合天氣識別與預判結(jié)果，最優(yōu)化選擇多波段天氣雷達實時掃描策略，從而獲取比單一波段天氣雷達組網(wǎng)觀測更高時空覆蓋范圍、靈敏度和分辨率的數(shù)據(jù)產(chǎn)品。雷達觀測模式radarobservationmodes雷達為適應不同的目標、不同的環(huán)境或不同的使用情況而采用的掃描方式。[來源：GB/T3784—2009，2.2.1.16；有修改]凈空環(huán)境clearanceenvironment天氣雷達在最低仰角工作時，天線主波束不受到遮擋的空間環(huán)境。[來源：GB/T37411—2019，3.1，有修改]消隱spotblanking在天線運行的特定方位角/俯仰角區(qū)間關(guān)閉電磁發(fā)射的功能。[來源：QX/T462—2018，3.6]電磁環(huán)境electromagneticenvironment存在于給定場所的所有電磁現(xiàn)象的總和。[來源：GB8702—2014，3.1]自適應觀測adaptiveobservation天氣雷達根據(jù)環(huán)境變化、天氣特征及發(fā)展的情況，自動采用相適應的觀測模式。[來源：GB3784—2009，2.2.1.36；有修改]天氣雷達組網(wǎng)產(chǎn)品weatherradarmosaicproducts由多部天氣雷達的觀測數(shù)據(jù)或多部天氣雷達的產(chǎn)品數(shù)據(jù)組合或融合處理，反映一定時間、空間范圍的云和降水粒子的強度、運動速度等物理參數(shù)的產(chǎn)品。[來源：QX/T688—2023，3.2]縮略語下列縮略語適用于本文件。RHI：距離高度顯示器(Range-HeightIndicator)PPI：平面位置顯示器(PlanePositionIndicator)VCP：體積覆蓋模式(VolumeCoveragePattern)XML：可擴展標記語言（ExtensibleMarkupLanguage）觸發(fā)條件出現(xiàn)以下情形之一時，可組織開展協(xié)同觀測：——重點氣象服務區(qū)域預報業(yè)務需要；——易致災性天氣過程監(jiān)測預警需要；——天氣機理研究、重大科學試驗、新型觀測技術(shù)論證需要；——重大活動氣象服務保障需要；——人影作業(yè)條件判別及效果評估需要；——冬季混合性降水、大范圍層云降水等天氣探測需要；——流域、湖泊、山地等降水量監(jiān)測需要；——其他經(jīng)論證宜進行天氣雷達協(xié)同觀測的情形。觀測準備組織要求省級氣象、水利、民航等部門根據(jù)需求，可組織本系統(tǒng)多波段天氣雷達開展協(xié)同觀測；涉及不同部門或省級行政區(qū)劃的，可通過協(xié)商或報請上級管理機構(gòu)共同開展。因?qū)ｍ椃?、重大科學試驗及觀測技術(shù)研發(fā)等進行的多波段天氣雷達協(xié)同觀測，由任務承擔單位提出協(xié)同觀測技術(shù)方案，雷達所屬部門牽頭實施；涉及業(yè)務天氣雷達的，需報請?zhí)鞖饫走_所屬國家級管理機構(gòu)審批。應由牽頭實施單位組織成立多波段天氣雷達協(xié)同觀測調(diào)度組。協(xié)同觀測調(diào)度組主要工作內(nèi)容包括：a)組織編寫工作方案，明確各方職責和分工，負責資源管理、調(diào)度和保障；b)負責協(xié)同觀測策略、指令的制定及分發(fā)；c)組織協(xié)同觀測數(shù)據(jù)的收集、傳輸、存儲及應用；d)協(xié)調(diào)解決工作過程中遇到的各類問題。協(xié)同觀測雷達組網(wǎng)天氣雷達功能性能要求應滿足以下要求：多波段多體制天氣雷達的功能、性能和適用場景應滿足附表A.1的要求；應對多波段天氣雷達進行參數(shù)測試和標校，確保雷達狀態(tài)達到協(xié)同觀測技術(shù)要求；具備WebService、TCP/IP等一種或多種傳輸控制協(xié)議標準接口，能夠快速收發(fā)監(jiān)控信息、運行狀態(tài)和觀測指令，可實現(xiàn)與其他天氣雷達、協(xié)同觀測控制系統(tǒng)的交互，支持掃描任務調(diào)度，能按預設時間段和掃描方式進行程控運行；支持RHI、PPI、VCP、扇掃和任意指向掃描模式；掃描方位角、掃描俯仰角、掃描速度、脈沖重復頻率和脈沖采樣數(shù)以及單偏振和雙偏振模式等可通過軟件設置。天氣雷達布局要求協(xié)同觀測雷達組網(wǎng)應以S/C波段天氣雷達和X波段天氣雷達協(xié)同互補為主要形式，結(jié)合省內(nèi)站網(wǎng)建設情況和天氣雷達探測能力選擇參與協(xié)同觀測的多波段天氣雷達。S/C波段天氣雷達探測范圍應最大程度覆蓋協(xié)同觀測區(qū)域和X波段天氣雷達探測范圍；任意一處協(xié)同觀測區(qū)域宜在2部及以上X波段天氣雷達重疊探測范圍內(nèi)。天氣雷達間距要求協(xié)同觀測組網(wǎng)天氣雷達的間距宜滿足以下要求:a)S波段天氣雷達間距不宜超過150km；b)C波段天氣雷達間和S、C波段天氣雷達間的距離不宜超過100km；c)X波段天氣雷達間距以35～60km左右為宜；d)S/C波段天氣雷達與X波段天氣雷達間距以60～75km左右為宜。組網(wǎng)天氣雷達應包括1部及以上S/C波段天氣雷達和2部及以上X波段天氣雷達（常規(guī)組合及布局見附錄B）；在山地、丘陵等地物遮擋嚴重的地區(qū)，應適當增加X波段天氣雷達數(shù)量。協(xié)同觀測區(qū)域內(nèi)固定X波段天氣雷達不能滿足6.2.2.2、6.2.2.3、6.2.2.4的要求時，可在適當位置增補移動X波段天氣雷達，站址要求應滿足以下條件：一般要求應符合GB/T37411—2019中4.1.1、4.1.2、4.1.3等要求；與典型干擾源的最小防護間距應符合GB31223—2014中5.5的要求；凈空環(huán)境評估方法按照GB/T37411—2019中5.2.1的規(guī)定，要求遮擋情況不顯著影響外場觀測任務即可；為避免鄰近地物對接收機造成不良影響，可提前為天氣雷達配置消隱區(qū)。在山地、丘陵等區(qū)域，優(yōu)先保障重點觀測區(qū)域或主要天氣來向；電磁環(huán)境評估方法按照GB/T37411—2019中5.2.2的規(guī)定，也可通過向所在地無線電管理部門和軍隊電子頻譜管理機構(gòu)問詢及現(xiàn)場預觀測的方式，結(jié)合天氣雷達工作頻率，評估站址電磁環(huán)境；為避免出現(xiàn)同頻電磁干擾，可向所在地無線電管理部門提交觀測時段頻率使用備案或申請臨時使用許可。協(xié)同觀測控制系統(tǒng)協(xié)同觀測控制系統(tǒng)應包括自適應觀測策略制定、天氣雷達控制、組網(wǎng)產(chǎn)品生成、數(shù)據(jù)產(chǎn)品展示等分系統(tǒng)，主要實現(xiàn)功能包括：制定多波段天氣雷達協(xié)同自適應觀測策略，完成參與協(xié)同觀測天氣雷達的選配；控制選配的天氣雷達按照既定策略，動態(tài)選擇并執(zhí)行相應掃描模式；實現(xiàn)天氣雷達運行狀態(tài)實時監(jiān)控和目標天氣立體化、精細化追蹤探測；生成并展示天氣雷達單站及融合數(shù)據(jù)產(chǎn)品。自適應觀測策略制定分系統(tǒng)策略制定原則自適應觀測策略指定原則應包括：a)應優(yōu)先保障對龍卷、雷暴大風、冰雹、強降水、臺風和混合態(tài)降水等目標天氣的觀測；b)應充分考慮天氣雷達空間覆蓋范圍、時間分辨率和協(xié)同觀測數(shù)據(jù)質(zhì)量三者的均衡；c)快速制定適應于當前天氣系統(tǒng)的最優(yōu)觀測策略并支持根據(jù)情況適時調(diào)整；d)實現(xiàn)面向不同天氣過程觀測模式的智能判別與自主切換；e)支持人工手動干預、調(diào)整協(xié)同觀測策略的功能。協(xié)同觀測過程中，業(yè)務運行天氣雷達觀測模式不能修改，非業(yè)務運行天氣雷達應征得所屬單位同意后，在不影響天氣雷達硬件系統(tǒng)正常工作的前提下修改；天氣雷達常見觀測模式見附錄C。策略實現(xiàn)步驟自適應觀測策略實現(xiàn)通常包括以下步驟（流程圖參見附錄D）：分析天氣雷達實時探測數(shù)據(jù)，基于預設的算法、模型等，智能識別觀測區(qū)域內(nèi)天氣類型、范圍和強度等關(guān)鍵信息；對同一時間出現(xiàn)的多個天氣回波，進行優(yōu)先級排序和篩選，并預測發(fā)展趨勢；根據(jù)天氣雷達各自的地理位置和性能參數(shù)，控制天氣雷達采用最優(yōu)掃描策略開展協(xié)同觀測；將首次探測后處理的結(jié)果作為后續(xù)探測的參考條件，結(jié)合觀測區(qū)域參數(shù)，決定后續(xù)的掃描模式；根據(jù)天氣變化和任務需求，持續(xù)觀測并優(yōu)化天氣雷達掃描方式，形成一個循環(huán)。以實現(xiàn)天氣雷達靈活、高效調(diào)度為核心，制定支持web服務、滿足XML標準等要求的控制傳輸協(xié)議。制定天氣雷達控制程序接口、運行狀態(tài)、運行控制、系統(tǒng)測試及調(diào)試和參數(shù)設置等協(xié)同控制指令標準；運行狀態(tài)和告警信息格式可參考QX/T654—2022規(guī)定。組網(wǎng)產(chǎn)品生成分系統(tǒng)將協(xié)同觀測天氣雷達的探測數(shù)據(jù)或產(chǎn)品通過質(zhì)量控制、差值處理后，進行組合或融合，生成多波段天氣雷達協(xié)同觀測產(chǎn)品，包括但不限于融合反射率因子、融合降水估測、強天氣識別和預警等產(chǎn)品。天氣雷達數(shù)據(jù)質(zhì)量控制可參考QX/T621—2021規(guī)定。數(shù)據(jù)產(chǎn)品展示分系統(tǒng)顯示協(xié)同觀測天氣雷達單站和組網(wǎng)產(chǎn)品，格式可分別參考QX/T653—2022、QX/T668—2023規(guī)定；此外，應支持不同單位自定義格式數(shù)據(jù)產(chǎn)品的擴展顯示功能。協(xié)同觀測開展基本要求多波段天氣雷達協(xié)同觀測開展應滿足以下要求：業(yè)務考核天氣雷達，應嚴格按照規(guī)定的掃描模式運行，根據(jù)管理要求提供探測數(shù)據(jù)即可；協(xié)同觀測期間，每部天氣雷達宜配備1～2名聯(lián)系人，按照天氣雷達系統(tǒng)使用說明和操作手冊,響應觀測指令和天氣雷達運維需求；參與單位及個人應做好協(xié)同觀測數(shù)據(jù)的收集、匯交、存儲、整理、管理、共享與保密等工作；樹立安全意識，避免人員設備因雷達高壓、輻射等因素造成傷害。觀測演練多波段天氣雷達協(xié)同觀測正式開始前，應組織1～2次觀測演練，主要內(nèi)容包括：檢查天氣雷達工作狀態(tài)、數(shù)據(jù)產(chǎn)品生成及傳輸是否正常；對協(xié)同觀測策略進行編輯，設置天氣優(yōu)先級、判定閾值及雷達工作參數(shù)等。檢查協(xié)同觀測控制系統(tǒng)與天氣雷達通信、控制指令收發(fā)及執(zhí)行等是否正常；選取天氣過程，實戰(zhàn)化模擬多波段天氣雷達協(xié)同觀測；天氣雷達協(xié)同觀測調(diào)度組負責及時解決演練過程中出現(xiàn)的問題和隱患。觀測實施依據(jù)觸發(fā)條件，由協(xié)同觀測調(diào)度組發(fā)布觀測啟動命令，規(guī)定觀測起止時間、參與觀測天氣雷達及重點目標天氣等關(guān)鍵內(nèi)容。根據(jù)觀測任務，完成協(xié)同觀測控制系統(tǒng)配置，指揮各部天氣雷達針對目標天氣開展協(xié)同觀測。協(xié)同觀測調(diào)度組應組織人員關(guān)注協(xié)同觀測開展情況，并根據(jù)需要，人工調(diào)整協(xié)同觀測策略和天氣雷達掃描模式。當天氣雷達、協(xié)同觀測控制系統(tǒng)、通信網(wǎng)絡等出現(xiàn)報警或故障時，應第一時間上報至協(xié)同觀測調(diào)度組，統(tǒng)一協(xié)調(diào)專業(yè)人員進行處置。天氣雷達的數(shù)據(jù)產(chǎn)品應通過有線傳輸、無線傳輸或本地存儲等方式及時進行上傳、存儲和分發(fā)，做好因設備維護、故障、標校等導致數(shù)據(jù)缺測的記錄工作。觀測結(jié)束應由協(xié)同觀測調(diào)度組根據(jù)協(xié)同觀測實施及成效情況，發(fā)布結(jié)束觀測的命令。所屬單位負責安排天氣雷達執(zhí)行其他觀測任務、撤離移動觀測陣地、停機維護或故障檢修等工作。按照協(xié)同觀測時間、工作類別、雷達類別、觀測站點、觀測日期、數(shù)據(jù)產(chǎn)品類型等進行數(shù)據(jù)存檔、目錄分配和數(shù)據(jù)集（庫）建設；觀測數(shù)據(jù)宜采取多源介質(zhì)（光存儲、計算機、移動硬盤或光盤等至少保障2個備份）的方式進行存儲和備份管理，以防止人為誤操作等導致的數(shù)據(jù)丟失。協(xié)同觀測調(diào)度組視需求，組織開展協(xié)同觀測流程完善、策略優(yōu)化、數(shù)據(jù)產(chǎn)品評估、問題整改和討論交流等工作。

（資料性）

天氣雷達譜系介紹表A.1給出了常見多波段天氣雷達功能性能對比情況。常見多波段天氣雷達功能性能對比列表序號項目速調(diào)管體制S波段天氣雷達（8.5m天線，1.57μs脈寬）速調(diào)管體制C波段天氣雷達（4.5m天線，1.0μs脈寬）X波段天氣雷達（速調(diào)管：2.4m天線，0.5μs脈寬）（全固態(tài)：2.4m天線，0.5～200μs脈寬）1波長10cm5cm3cm2雨衰衰減較小衰減較大衰減明顯3探測半徑230km150km50～75km4發(fā)射功率650kw250kw速調(diào)管體制：75kw全固態(tài)體制：＜1kw5體掃時間3～6min3～6min3～6min6距離分辨率250m150m30～75m7不模糊速度26.3m/s13.6m/s7.9m/s8是否可移動否能能9應用場景大范圍天氣監(jiān)測預警；氣象部門業(yè)務雷達網(wǎng)主力；特別適合于探測強降水、冰雹、雷暴大風等天氣大范圍天氣監(jiān)測預警；氣象部門業(yè)務雷達網(wǎng)主力，航空部門常用于機場周邊天氣監(jiān)測；較適用于探測強對流、中小范圍降水等天氣區(qū)域性監(jiān)測；常用于氣象部門補盲探測和小尺度天氣監(jiān)測，水利部門強降水估測等；適用于探測小范圍降水和對流等天氣

（資料性）

協(xié)同觀測組網(wǎng)天氣雷達布局示意圖圖B.1給出了多波段天氣雷達協(xié)同觀測基本單元布局示例。實線圓為S波段天氣雷達有效探測區(qū)域，紅色圓心代表天氣雷達位置；虛線圓為X波段天氣雷達有效探測區(qū)域，黑色圓心代表天氣雷達位置；黑色實線方形近似為多波段天氣雷達協(xié)同觀測警戒區(qū)域；藍色虛線方形近似為多波段天氣雷達協(xié)同觀測最佳區(qū)域。圖B.1多波段天氣雷達協(xié)同觀測基本單元布局示意圖圖B.2給出了2部S波段天氣雷達和多部X波段天氣雷達滿足協(xié)同觀測一般要求時的布局示例。實線圓為S波段天氣雷達有效探測區(qū)域，紅色圓心代表天氣雷達位置；虛線圓為X波段天氣雷達有效探測區(qū)域，黑色圓心代表天氣雷達位置；黑色實線方形近似為多波段天氣雷達協(xié)同觀測警戒區(qū)域；藍色虛線方形近似為多波段天氣雷達協(xié)同觀測最佳區(qū)域。圖B.2多部多波段天氣雷達協(xié)同觀測布局示意圖圖B.3給出了3部及以上X波段天氣雷達參與協(xié)同觀測時的最優(yōu)布局示例。圖B.3X波段天氣雷達協(xié)同觀測最優(yōu)布局示意圖

（資料性）

天氣雷達常用觀測模式示例表C.1給出了氣象部門S/C波段天氣雷達業(yè)務觀測模式配置說明。S/C波段天氣雷達業(yè)務觀測模式配置表觀測模式體掃名稱體掃周期俯仰角層數(shù)俯仰角/°晴空模式VCP31≤10min50.5,1.5,2.5,3.5,4.5降水模式VCP21≤6min90.5,1.5,2.4,3.4,4.3,6,9.9,14.6,19.5強降水模式VCP11≤6min140.5,1.5,2.4,3.4,4.3,5.3,6.2,7.5,8.7,10,12,14,16.7,19.5高山模式VCP41≤6min9-0.5,0.5,1.5,2.8,3.8,5.5,9.5,14.1,19.0表C.2給出了氣象部門S/C波段天氣雷達業(yè)務試運行觀測模式配置說明。S/C波段天氣雷達業(yè)務試運行觀測模式配置表觀測模式體掃名稱體掃周期俯仰角層數(shù)俯仰角/°降水模式1VCP31(D)≤6min140.5,1.5,2.4,3.4,4.3,5.3,6.2,7.5,8.7,10,12,14,16.7,19.5降水模式2VCP21(D)≤6min90.5,1.5,2.4,3.4,4.3,6,9.9,14.6,19.5晴空模式VCP11(D)≤10min50.5,1.5,2.4,3.4,4.3表C.3給出了氣象部門自定義X波段多普勒天氣雷達冰雹觀測模式配置說明。X波段多普勒天氣雷達龍卷模式（VCP12）配置表掃描參數(shù)監(jiān)測模式多普勒模式仰角(°)方位速率(°/s)模式PRF（Hz）采樣數(shù)PRF（Hz）采樣數(shù)最大距離（km）0.4830.50CS99032--1500.4829.40CD/SZ--190064750.9730.50CS99032--1500.9729.40CD/SZ--190064751.4530.50CS99032--1501.4529.40CD/SZ--190064752.4221.37SPRT120027180027753.3421.37SPRT120027180027754.3130.68SPRT133226199826755.2330.68SPRT133226199826756.2030.68SPRT13322619982675

（資料性）

多波段天氣雷達自適應觀測策略示例圖D.1給出了多波段天氣雷達自適應觀測策略工作流程圖示例。圖D.1多波段天氣雷達自適應觀測強對流天氣掃描策略流程圖參考文獻[1]GB3784—2009電工術(shù)語雷達[2]QX/T461—2018C波段多普勒天氣雷達[3]QX/T462—2018C波段雙線偏振多普勒天氣雷達[4]QX/T463—2018S波段多普勒天氣雷達[5]QX/T464—2018S波段雙線偏振多普勒天氣雷達[6]QX/T524—2019X波段多普勒天氣雷達[7]中國氣象局綜合觀測司.觀測司關(guān)于印發(fā)《新一代天氣雷達觀測規(guī)定（第二版）》的通知：氣測函〔2018〕171號,2018年12月18日[8]中國氣象局綜合觀測司.觀測司關(guān)于印發(fā)《X波段天氣雷達觀測規(guī)范（試行）》的通知：氣測函〔2023〕104號,2023年5月11日[9]中國氣象局綜合觀測司.觀測司關(guān)于印發(fā)《天氣雷達標校業(yè)務管理規(guī)定（試行）》和《天氣雷達標校方法與規(guī)程（試行）》的通知：氣測函〔2023〕263號,2023年11月16日[10]中國氣象局氣象探測中心.探測中心關(guān)于印發(fā)《雷達觀測試驗總體技術(shù)方案》的通知：氣探函〔2022〕42號.2022年6月15日[11]水利部辦公廳.水利部辦公廳關(guān)于印發(fā)《水利測雨雷達系統(tǒng)建設與應用技術(shù)要求（試行）》的通知：辦信息〔2022〕337號.2022年12月28日[12]中國氣象局綜合觀測司預報預網(wǎng)絡司.觀測司預報司關(guān)于印發(fā)《新一代天氣雷達多觀測模式業(yè)務試運行方案》的通知：氣測函〔2024〕62號.2024年4月5日[13]李思騰,陳洪賓,馬舒慶等.網(wǎng)絡化天氣雷達協(xié)同自適應觀測技術(shù)的實現(xiàn).氣象科技.2016[14]周紅根,李昭春等.江蘇龍卷觀測預警試驗基地雷達網(wǎng)設計.成都信息工程大學學報.2018[15]王紅葉,趙玉春,羅昌榮等.雙雷達風場反演拼圖在登錄臺風“莫蘭蒂”（1614）強降水精細預報中的同化應用試驗.氣象學報.2019[16]中國民用航空局空管行業(yè)管理辦公室.關(guān)于印發(fā)《民用機場多普勒天氣雷達系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》的通知：AP-117-TM-2012-02.2012年11月5日標準名稱多波段天氣雷達協(xié)同觀測規(guī)范任務來源2023-2-212第一起草單位（蓋章）安徽省大氣探測技術(shù)保障中心單位地址合肥市蜀山區(qū)史河路16號云水樓參與起草單位安徽省人工影響天氣辦公室、北京城市氣象研究院、安徽省公共氣象服務中心、合肥市氣象局、安徽省水文局、中國民用航空華東地區(qū)空中交通管理局安徽分局、滁州市氣象局、四創(chuàng)電子股份有限公司標準起草人序號姓名單位職務職稱電話1張廣元安徽省大氣探測技術(shù)保障中心/高工152098734162董德保安徽省大氣探測技術(shù)保障中心科長正高136156008703魯?shù)陆鸢不帐∪斯び绊懱鞖廪k公室/高工180551083264李思騰北京城市氣象研究院/副研究員187102721765姚葉青安徽省公共氣象服務中心/正高136756077486鄧學良合肥市氣象局科長正高151551992817楊玉喜安徽省水文局處長/136370654248李京兵安徽省水文局處長/138551517559褚保亮中國民用航空華東地區(qū)空中交通管理局安徽分局臺長工程師1875510157310周先鋒安徽省大氣探測技術(shù)保障中心/工程師1832600211811何越安徽省大氣探測技術(shù)保障中心/工程師1773001194912張寧歆滁州市氣象局/工程師1521200053013吳從飛滁州市氣象局/工程師1809839674314李燕峰合肥市氣象局/工程師1386670956915潘瑩瑩四創(chuàng)電子股份有限公司/高工1895608711916張靖四創(chuàng)電子股份有限公司/高制情況1、編制過程簡介（1）成立標準起草組2023年3月：根據(jù)《安徽省市場監(jiān)督管理局關(guān)于申報2023年度安徽省地方標準制（修）訂計劃項目的通知》（皖市監(jiān)函〔2023〕123號），安徽省大氣探測技術(shù)保障中心聯(lián)合多家業(yè)務單位、科研院所的專家、骨干成立標準起草工作組。經(jīng)多次討論，確定標準編制可行性、工作方向及文件主要內(nèi)容。根據(jù)各參與單位工作基礎和優(yōu)勢，給起草組成員進行任務分工。（2）草案編制2023年4月：在收集、調(diào)研國外相關(guān)標準、規(guī)范等資料基礎上，結(jié)合前期積累，完成《多波段天氣雷達協(xié)同觀測規(guī)范》（草案）的編制，并作為申報立項材料提交。（3）草案完善2023年5～8月：關(guān)注國內(nèi)天氣雷達業(yè)務部門、科研院所和研發(fā)生產(chǎn)企業(yè)等單位開展天氣雷達協(xié)同觀測及試驗等方面的情況，汲取有益經(jīng)驗，持續(xù)對草案進行完善。（4）工作組討論稿編制2023年9月～2024年3月：2023年9月12日，根據(jù)《安徽省市場監(jiān)督管理局關(guān)于下達2023年第二批安徽省地方標準制修訂計劃的通知》（皖市監(jiān)函〔2023〕478號），本標準正式立項。根據(jù)有關(guān)編制要求，結(jié)合成員單位開展多波段天氣雷達協(xié)同觀測工作進展，進一步驗證、完善標準草案的全面性、科學性和可行性；并征求部分專家意見，于2024年3月基本完成工作組討論稿。（5）征求意見稿編制2024年4月～8月：標準第一起草人作為高級訪問學者，借調(diào)至中國氣象局氣象探測中心工作。在此期間，通過與部分行業(yè)專家、編制組成員深入探討，對工作組討論稿的結(jié)構(gòu)及內(nèi)容均有較大幅度的更改；并通過征求兄弟省市業(yè)務部門相關(guān)技術(shù)骨干的意見，進一步完善和豐富標準內(nèi)容。編制組成員根據(jù)修改方向，分別完成所承擔內(nèi)容的起草，由第一起草人完成統(tǒng)稿，并經(jīng)主要起草人校驗后，形成征求意見稿。2、制定標準的必要性和意義（1）必要性分析1)政策法規(guī)要求。目前，安徽氣象部門用的天氣雷達主要涵蓋S、C、X等3個波段，空管部門通常使用C、X波段天氣雷達用于監(jiān)測機場周邊天氣實時變化，水利部門近兩年開始在大力發(fā)展測雨（小型X波段）雷達在降水量監(jiān)測預警方面的應用。不同波段天氣雷達探測能力各有優(yōu)劣，為最大發(fā)揮不同部門建設的多波段天氣雷達綜合建設效益，發(fā)展多波段天氣雷達協(xié)同觀測技術(shù)是重要手段之一。國務院印發(fā)的《氣象高質(zhì)量發(fā)展綱要（2022—2035年）》，提出“持續(xù)健全氣象衛(wèi)星和雷達體系”。中國氣象局、國家發(fā)展改革委共同編制的《全國氣象發(fā)展“十四五”規(guī)劃》，明確提出“研制多功能天氣雷達探測系統(tǒng)和應用技術(shù)，實現(xiàn)新一代天氣雷達與局域多波段多體制天氣雷達精細化組網(wǎng)探測”。中國氣象局印發(fā)的《氣象觀測技術(shù)發(fā)展引領(lǐng)計劃（2020～2035年）》，強調(diào)“研究基于多部雙極化多普勒雷達的自適應雷達觀測技術(shù)，提高對微型超級單體細微變化的觀測能力?！薄Ｋ哭k公廳印發(fā)《水利測雨雷達系統(tǒng)建設與應用技術(shù)要求（試行）》，專門用以指導推進水利測雨雷達裝備業(yè)務化應用，提升中小河流洪水和山洪等災害監(jiān)測預報預警能力，并計劃在安徽全省布設數(shù)十至上百部。民航局空管局發(fā)布《關(guān)于開展空管系統(tǒng)“十四五”天氣雷達建設項目前期工作的通知》，提出“加強民航繁忙路段航路天氣雷達覆蓋，進一步提升中小機場運行保障能力”。因此，持續(xù)推進天氣雷達建設，進一步應用多波段天氣雷達協(xié)同觀測技術(shù)方法，具備充分的政策法規(guī)依據(jù)和客觀要求。業(yè)務服務需求。安徽地處我國南北過渡帶，省內(nèi)地形多樣，水汽豐沛，氣候雖較為溫和，但區(qū)域性天氣多變，龍卷、雷暴大風、強降水、冰雹等致災性天氣時有發(fā)生。天氣及其次生災害占全省自然災害70%以上，對皖北地區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、中部地區(qū)大城市環(huán)境改善和皖南旅游產(chǎn)業(yè)發(fā)展等均造成顯著負面影響。僅2020年汛期的強降水，造成的各項損失便高達百億。天氣雷達作為大氣、云及降水物理研究和探測的主要手段，是災害性天氣監(jiān)測的“國之重器”和防災減災“偵察兵”。據(jù)不完全統(tǒng)計，我省民用領(lǐng)域已建、擬建S/C波段天氣雷達14部，X波段天氣雷達40余部。不僅氣象部門積極爭取資金項目，持續(xù)完善省內(nèi)天氣雷達網(wǎng)，而且其他部門也逐步認識到天氣雷達對于業(yè)務服務的重要支撐作用。安徽省政府辦公廳印發(fā)《安徽省人民政府辦公廳關(guān)于加強智慧氣象建設保障鄉(xiāng)村振興的意見》提出“加快推進X波段天氣雷達縣域全覆蓋推進氣象、農(nóng)業(yè)農(nóng)村、水利、自然資源等部門自然災害監(jiān)測網(wǎng)絡共建和信息共享?！币话愣?，S/C波段天氣雷達探測范圍廣，但時空分辨率較低，近低空探測盲區(qū)較多；X波段天氣雷達探測距離近但低空探測能力強，且精細化水平高。因此，建立有效協(xié)同機制，使幾種波段的天氣雷達組網(wǎng)觀測，即可實現(xiàn)對災害性強對流天氣的早發(fā)現(xiàn)和早應對，也能為突發(fā)自然災害應急處置、人影作業(yè)條件判別及效果評估、大型水體降水量監(jiān)測、天氣系統(tǒng)機理研究等提供更加翔實的數(shù)據(jù)支撐。填補標準空白。鑒于國內(nèi)大范圍組織開展多波段天氣雷達協(xié)同觀測相關(guān)試驗、技術(shù)研發(fā)等工作的時間并不是很長，因此目前國內(nèi)尚無“多波段天氣雷達”與“天氣雷達觀測”相關(guān)的國家標準、行業(yè)標準及地方標準。我省氣象部門屬于較早一批開展多波段天氣雷達協(xié)同觀測試驗的單位，積累了較為豐富的組織實施經(jīng)驗。近兩年，其他部門特別是水利部門開始大范圍建設天氣（測雨）雷達。因此，考慮到未來我省多波段天氣雷達持續(xù)擴容，部門間合作交流日益密切，為加快我省構(gòu)建多波段天氣雷達協(xié)同觀測機制，推動相關(guān)工作規(guī)范、科學、有序開展，應制定相關(guān)標準，在實際工作中予以指導和要求。（2）標準的制定意義《“十四五”國家應急體系規(guī)劃》《全國氣象發(fā)展“十四五”規(guī)劃》《安徽省氣象事業(yè)“十四五”發(fā)展規(guī)劃》等文件對氣象監(jiān)測預報預警和公眾安全服務業(yè)務提出了更高要求，鑒于安徽省天氣雷達布設密度已位于全國前列，因此有必要通過推廣多波段天氣雷達協(xié)同觀測技術(shù)，充分挖掘天氣雷達探測潛力。但開展協(xié)同觀測不僅要動用大量的設備人員，而且在站網(wǎng)建設、流程設計、協(xié)同策略、系統(tǒng)研發(fā)等方面均需要較強的技術(shù)儲備和工作基礎。因此，加快起草、制定本標準，能夠為我省多波段天氣雷達協(xié)同觀測工作開展提供流程指導和技術(shù)參考，助力相關(guān)業(yè)務發(fā)展和理論技術(shù)研究，加快省內(nèi)不同系統(tǒng)大型氣象裝備的統(tǒng)籌規(guī)劃、集約建設和資源共享共用；滿足氣象監(jiān)測預警預報“補盲”需求，有效提升致災性天氣的監(jiān)測預警預報水平；并為大城市及湖泊流域等重點區(qū)域精細化服務、重大活動氣象保障和天氣機理研究等提供平臺支撐，從而進一步貫徹落實新時代防災減災事業(yè)發(fā)展要求。3、制定標準的原則和依據(jù)，與現(xiàn)行法律法規(guī)、標準的關(guān)系（1）制定原則1)科學性原則本文件遵照《中華人民共和國國家標準化法》、《中華人民共和國標準化法實施條例》及有關(guān)法規(guī)、規(guī)章，以GB/T1.1—2020《標準化工作導則第1部分：標準化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》和DB34/T2800-2020《地方標準制修訂工作指南》為基礎，綜合考慮多波段天氣雷達在協(xié)同觀測過程中，對組織要求、雷達組網(wǎng)布局、協(xié)同觀測控制系統(tǒng)和協(xié)同觀測開展等關(guān)鍵內(nèi)容的要求。因此，無論是觀測流程設計，還是各環(huán)節(jié)技術(shù)要求，均要求有充分的科學支撐，在確保合理可行的基礎上，做到數(shù)據(jù)準確、技術(shù)先進、適用性強。在協(xié)同觀測流程梳理方面，著重汲取起草組成員單位和其他部門的實踐經(jīng)驗，并主動對接生產(chǎn)企業(yè)和專業(yè)研究機構(gòu)，獲取技術(shù)支持，確保有關(guān)條目的科學性和有效性。協(xié)調(diào)性原則本標準通過收集大量試驗成果和技術(shù)資料，并多方征求意見，借鑒和參考國家和行業(yè)標準，充分考慮我省實際情況，側(cè)重于實現(xiàn)多波段天氣雷達協(xié)同觀測活動的規(guī)范化，確保在開展此類工作過程中做到科學有序、組織高效，能夠充分發(fā)揮我省天氣雷達的應用效益。因此，無論是對于天氣雷達設備性能功能的要求，還是雷達組網(wǎng)布局設計、協(xié)同觀測策略制定、不同性質(zhì)雷達參與程度要求等方面，都沒有脫離現(xiàn)行標準體系的框架。即使會新增一些現(xiàn)行標準尚未明確的內(nèi)容，也是基于相關(guān)國家標準、行業(yè)標準和規(guī)定規(guī)范的進一步細化和發(fā)展。適用性原則。不同波段、體制的天氣雷達因為在功能性能、系統(tǒng)構(gòu)造和探測能力等存在必然的差異，因此本標準將在前期調(diào)研的基礎上，廣泛聽取生產(chǎn)企業(yè)、雷達應用部門和院所高校等單位的意見，重點凝練我省常規(guī)型號多波段天氣雷達的通用要求，同時還應評估技術(shù)發(fā)展和應用場景的擴展性，保持足夠的裕度。此外，還將確保標準的語言及表達形式盡可能簡潔、通俗、易懂，以便于標準的宣貫。（2）制定依據(jù)1)法律法規(guī)：《中華人民共和國標準化法》《國家標準管理辦法》等。2)國內(nèi)外相關(guān)標準：“天氣雷達技術(shù)標準”“雷達架設安全作業(yè)”和“外場觀測活動組織”等3類共30余項國內(nèi)外現(xiàn)行相關(guān)標準。3)天氣雷達觀測規(guī)范：《新一代天氣雷達觀測規(guī)定(第二版)》（氣測函〔2018〕171號）《X波段天氣雷達觀測規(guī)范（試行）》（氣測函〔2023〕104號）。4)天氣雷達研發(fā)生產(chǎn)企業(yè)制定的管理、操作規(guī)程。5)項目工作承擔單位開展天氣雷達協(xié)同觀測的成果凝練和經(jīng)驗總結(jié)。（3）與現(xiàn)行法律法規(guī)、標準的關(guān)系本標準與現(xiàn)行法律、法規(guī)和強制性標準無相互矛盾和抵觸的條款沖突。4、主要條款的說明，主要技術(shù)指標、參數(shù)、試驗驗證的論述（詳細說明）本文件規(guī)定了安徽省S、C、X波段天氣雷達協(xié)同觀測的觸發(fā)條件、觀測準備、協(xié)同觀測開展和觀測結(jié)束等關(guān)鍵環(huán)節(jié)的內(nèi)容和要求。其中組織準備和實施流程等涉及本標準的關(guān)鍵技術(shù)內(nèi)容。本文件各項條款起草和主要技術(shù)內(nèi)容驗證的方式方法說明如下：術(shù)語和定義目前，天氣雷達相關(guān)標準體系較為完善，因此大部分有關(guān)天氣雷達的術(shù)語和定義直接引用相關(guān)國家、行業(yè)標準或稍作修改。對于不能直接引用的術(shù)語“協(xié)同觀測”，是在征求部分行業(yè)專家意見基礎上，由起草工作組成員廣泛調(diào)研、凝練后確定。該術(shù)語的定義，將在后續(xù)編制過程中持續(xù)完善。觸發(fā)條件充分考慮氣象、水利、空管等具備天氣雷達建設及應用部門業(yè)務服務必要需求，并綜合了安徽省內(nèi)天氣雷達產(chǎn)、學、研、用（其他系統(tǒng)或部門）等多方面擴展性需求。觀測準備有關(guān)6.2.2.3中協(xié)同觀測組網(wǎng)的同波段天氣雷達間距要求的說明理論而言，參與協(xié)同觀測的同波段天氣雷達間距較近為好，可以有更大的重疊觀測區(qū)域，但并非越近越好，除了建設成本和難度的考慮外，還需要考量數(shù)據(jù)融合的最佳距離。本文件主要從“有效重疊探測面積”和“雷達協(xié)同觀測數(shù)據(jù)拼圖方法”兩方面來提出同波段天氣雷達間距的要求。有效重疊探測面積主要計算依據(jù)為“雷達間距D與雷達的探測距離R滿足R=1.5D的關(guān)系”；如圖1所示，進行X波段天氣雷達組網(wǎng)觀測時“有效探測面積與雷達間距關(guān)系”的仿真；結(jié)果表明：3部雷達組網(wǎng)觀測，任意2部可以同時觀測到，當雷達間距小于40km（仿真所用X波段天氣雷達探測距離設置為60km，探測距離為任意值都滿足此關(guān)系）時，有效探測面積與雷達間距成正比；當雷達距離大于40km時，有效探測面積與雷達間距成反比。因此經(jīng)多輪仿真，基本得出雷達間距和有效面積的關(guān)系。圖1X波段天氣雷達間距和有效面積關(guān)系的仿真結(jié)果如圖2所示，針對雷達布局形狀進行仿真，當3部X波段天氣雷達組網(wǎng)觀測（單部X波段天氣雷達有效探測半徑設置為60km）時，彼此間距在36～45km，類似等腰或等邊三角形時，有效探測面積最大。圖2X波段天氣雷達間距和有效面積關(guān)系的仿真結(jié)果圖1和圖2仿真結(jié)果均出自起草組成員畢業(yè)論文《X波段天氣雷達網(wǎng)絡化性能及自適應技術(shù)研究》，相關(guān)結(jié)果為國內(nèi)外學者所認可，并已在國內(nèi)江蘇、北京等省市區(qū)域性天氣雷達組網(wǎng)建設中得到驗證。雷達數(shù)據(jù)拼圖根據(jù)本文件參考文獻[15]中有關(guān)研究成果，為達到雷達風場拼圖的最佳效果，雙S波段天氣雷達雷達的距離D大約為雷達有效探測距離R（230km）0.55倍（計算值為126.5km,取120km）。因此，本文件對于同波段天氣雷達間距的計算依據(jù)為以上兩個條件。目前省內(nèi)S、C波段天氣雷達與最近的S、C波段天氣雷達距離基本在70～140km之間（最近的為合肥S波段天氣雷達與新橋機場C波段天氣雷達間距為約30km），考慮到S、C波段天氣雷達基本為業(yè)務雷達，不太適合進一步調(diào)整站網(wǎng)布局，因此提出間距D不超過R/1.5即可。但X波段天氣雷達近年來在持續(xù)加密建設中，并且可以通過架設移動X波段天氣雷達進一步優(yōu)化布局，因此間距進一步提高為基本要求和最佳距離的區(qū)間（省內(nèi)不同部門、不同體制X波段天氣雷達探測能力有較明顯差異，因此亦存在變化區(qū)間）。有關(guān)6.2.2.4中協(xié)同觀測組網(wǎng)天氣雷達基礎組合的說明理論而言，參與協(xié)同觀測的天氣雷達數(shù)量雷達越多越好（省內(nèi)天氣雷達建設過程中已經(jīng)考慮成本和間距，不會造成顯著冗余）。但并非在協(xié)同觀測區(qū)域及周邊的所有雷達（特別是S、C波段天氣雷達）均能參與協(xié)同觀測，因此本文件提出基礎組合的示例，在實施過程中可根據(jù)實際情況進一步加密優(yōu)化。1部S/C天氣雷達和1部X波段天氣雷達即可構(gòu)建“協(xié)同觀測”的最基礎組合，但本文件中要求天氣雷達協(xié)同觀測網(wǎng)至少由1部S/C天氣雷達和2部X波段天氣雷達組成主要考慮以下方面：S/C波段天氣雷達觀測范圍廣，回波衰減小，但近地面易出現(xiàn)盲區(qū)，因此主要用以通過大范圍探測提前發(fā)現(xiàn)天氣；1部S/C波段天氣雷達觀測范圍基本可以用來市縣級區(qū)域性觀測。X波段天氣雷達精細化程度高，但探測距離有限，可以用來補充探測S/C波段天氣雷達盲區(qū)并進行天氣結(jié)構(gòu)的精細化探測。選擇2部X波段天氣雷達，主要考慮省內(nèi)S/C天氣雷達基本為業(yè)務運行雷達，運維保障機制健全，出現(xiàn)問題概率較?。坏玐波段天氣雷達，很多布設于偏遠地區(qū)，不僅處于無人值守狀態(tài)，而且尚未進入業(yè)務運行，出現(xiàn)故障停機且不能及時恢復的風險較大，因此選擇2部臨近的X波段天氣雷達互為備份。而且，兩部X雷達布置在天氣主要來向,兩部不同方位的X波段天氣雷達也可以保障更大的探測范圍，進一步豐富天氣雷達探測數(shù)據(jù)。因此，雖然理論上同型號天氣雷達最優(yōu)的基本協(xié)同組合應為3部呈等邊三角形布局的天氣雷達，但考慮可行性和站網(wǎng)實際情況，本文件給出的多波段天氣雷達協(xié)同觀測組網(wǎng)布局建議思路為：在調(diào)度1部及以上可覆蓋協(xié)同觀測區(qū)域的S、C波段天氣雷達的基礎上，盡可能調(diào)度多的X波段天氣雷達參與協(xié)同觀測；X波段天氣雷達最優(yōu)布局為在滿足恰當間距的前提下，以等邊或等腰三角形組合，保障任意一處協(xié)同觀測區(qū)域均在2部及以上X波段天氣雷達重疊探測范圍內(nèi)。當然，在實際協(xié)同觀測組網(wǎng)過程中，天氣雷達布局還應綜合地形地貌、雷達性能和探測目標等多方面因素考慮。有關(guān)6.2.2.5中，移動天氣雷達站址凈空環(huán)境要求的說明考慮到隨著近年來天氣雷達建設力度的逐年加大，即使固定（臺站）天氣雷達的凈空環(huán)境，也很難完全滿足有關(guān)國家標準要求，因此移動天氣雷達凈空環(huán)境評估方法僅參考國標有關(guān)規(guī)定，但滿足觀測任務需求即可；此外，考慮到當凈空環(huán)境不佳，雷達周邊出現(xiàn)很多地物遮擋，存在對雷達接收系統(tǒng)造成損害的風險，因此，補充“為避免鄰近地物對接收機造成不良影響，可提前為天氣雷達配置消隱區(qū)”要求。有關(guān)6.2.2.5中，移動天氣雷達站址電磁環(huán)境要求的說明e)中規(guī)定“為避免出現(xiàn)同頻電磁干