北京S波段天气雷达夜间晴空回波产生原因

滕玉鹏 陈洪滨 马舒庆 李思腾 吴东丽 周 燕

1)(中国科学院大气物理研究所， 北京 100029)2)(中国科学院大学地球科学学院， 北京 100049)3)(中国气象局气象探测中心， 北京 100081)4)(北京城市气象研究院， 北京 100089)5)(中国农业科学院植物保护研究所， 北京 100193)

引 言

S波段天气雷达在云雨天气观测中起重要作用。日常应用中，尤其在春季、夏季、秋季夜间，经常能观测到明显的晴空回波。对于夜间晴空回波的产生原因与分类目前主要存在两种观点[1]：一种认为夜间晴空回波主要是晴空大气回波，以大气湍流造成的折射指数起伏的布拉格(Bragg)散射为主；另一种则认为是生物体散射回波，因昆虫和鸟类的生物迁飞迁徙所致。

具体而言，气象研究人员通常认为晴空回波的多普勒速度和谱宽是湍流运动所致，并将其应用于大气风场分析及湍能耗散等临近预报中[2]。但有研究表明，鸟类和昆虫尤其大型昆虫会污染雷达的多普勒速度[3-4]。相反，虽然生物研究人员根据夜间晴空回波推测生物移动，尤其是昆虫的跨区域移动[5]，但错误的判识结果会影响农业和林业部门后续的研判与决策。

研究人员对晴空回波机制存在不同观点。魏鸣等[6]、黄琴等[7]通过分析南京地区晴空回波的演变特征及大气垂直结构，认为南京地区上空晴空回波是由大气湍流造成的布拉格散射所产生。而美国国家大气研究中心(NCAR)的Wilson等[8]则认为生物体散射是佛罗里达州和科罗拉多州地区上空晴空回波的主要产生原因。……