精密监测是推动气象高质量发展的战略基石。从1999年我国首部新一代天气雷达建成至今，历经二十余载砥砺前行，中国气象雷达事业实现技术引进、自主创新与全面升级的跨越式发展，已成为现代气象业务体系“四大支柱”之一，构建起包括天气雷达、风廓线雷达和激光雷达等在内的全球规模最大、技术先进的气象雷达观测网络。

发展——

气象雷达家族“各显神通”

面对日益频发、重发的灾害性天气，被称为“天空之眼”的天气雷达，凭借快速扫描能力与高时空分辨率，正发挥着不可替代的作用。

降水过程中，水滴的大小、形状与密度差异导致其对电磁波的散射能力不同。气象雷达通过雷达反射率因子可初步判断降水强度，借助多普勒技术获取大气风场能揭示大气运动状态，而利用双偏振技术，则可进一步识别降水粒子的相态。基于此原理，S、C、X等不同波段、不同类型的天气雷达应运而生，服务于不同尺度、不同场景的观测需求。

“降水观测只是天气雷达的基本功能之一。”中国气象局气象探测中心副主任邵楠解释，天气雷达通过实时测量降水位置、移动速度和方向，有效捕捉强对流天气（如短时强降水、龙卷风）的生成与演变，能更精确识别降水粒子相态（如雨、雪或冰雹等），为灾害预警提供关键数据支撑。

从极化技术来看，单偏振雷达正逐步被双偏振雷达取代。双偏振雷达通过同时发射和接收水平与垂直两个方向的电磁波，显著提升了数据质量控制水平和定量降水估测能力。近年来，随着相控阵技术的快速发展，相控阵天气雷达也逐步发展成熟——其电扫描方式大幅提升了扫描速度，从而提高了数据的时间分辨率，使中小尺度天气系统的精细化探测能力显著提升。

“过去的孤立单部雷达图像，如今可以拼接成一张完整、实时更新的全国雷达产品图。”邵楠介绍，目前我国已形成新一代天气雷达三维拼图产品。

天气雷达只是庞大气象雷达家族的一员。公众在夜间偶尔可见的绿色光束，可能是气溶胶激光雷达发射的激光被大气中的粒子散射形成的可视现象。这类设备可精确监测雾—霾、沙尘、云层结构等，有效提升了晴空探测能力。

气象观测中另一类重要雷达是风廓线雷达。它同属多普勒雷达，但观测目标不是降水，而是利用大气湍流对电磁波的散射作用，在晴空条件下连续探测高空水平风和垂直气流，实现从地面到对流层顶的三维风廓线反演。目前，我国已布设200余部风廓线雷达，逐步构建起覆盖全国主要区域的连续风廓线观测网络，显著提升了数值预报初始场的精度。

“现代综合气象观测的最重要发展方向之一是协同，唯有打破界限，才能发挥最大效益。”邵楠强调，“这种协同是立体化、多维度的，它不仅包含不同波段天气雷达之间的组网协同观测，更包括风云气象卫星、地面站等不同类型设备的融合互补。其核心，正是从传统的设备联动，转向以观测目标为导向的‘无缝隙’天地一体化协同观测体系。”当前，通过科学布局、标准统一、数据深度融合与高效联动，这一体系正稳步构建，为气象预报、防灾减灾及应对气候变化提供更精准、更高效的数据支撑。

从单偏振到双偏振，从机械扫描到电扫描，从定性识别到定量分析……我国气象雷达起步虽晚，但发展迅猛，经历了从技术引进、自主创新到全面升级的全过程。如今，我国已建成全球规模最大、技术先进的气象雷达观测网，雷达观测技术水平迈入世界先进行列。

成效——

“观测即服务”迈出坚实步伐

天气雷达是监测预报服务业务链条咬合运转的最前端。从雷达运行管理到数据同化处理再到业务应用，紧密高效的业务运转精确到分钟级，气象部门为我国复杂天气的监测和预警加筑了一层安全可靠的“防御网”。

1套体系成型——中国气象局雷达气象中心（以下简称“雷达中心”）建成，形成包括中国气象局气象探测中心雷达运控室、雷达应用室、长沙气象雷达标校中心、天津气象雷达研究试验中心、雷达气象应用分中心和雷达联合实验室在内的，软硬件标准统一、业务运行稳定、应用成效显著、人才队伍坚实的雷达气象业务体系。

雷达业务质量稳步提升——雷达中心持续推进技术标准化建设、数据质量全流程管理及标校、中试能力建设，全面提升全网雷达性能和数据质量。

为确保观测数据的一致性与可靠性，雷达中心创新建立了包含“分系统标校+太阳法+金属球标定”相结合的在站雷达全系统高精度标校方法，首次实现全网雷达反射率因子一致性动态评估与持续优化。目前，全网雷达反射率因子一致性从≥5dB降至≤2.5dB，速度一致性≤3米/秒，达到国际先进水平。

数据质量，是雷达应用的“灵魂”。2024年，雷达中心系统梳理并构建了覆盖“设备—台站—国家”三级的全链条质量控制体系，规范质控流程与算法，并在业务上首次实现了自动化、标准化的算法中试评估能力，切实保障观测数据的准确性、一致性和可用性。

应用能力显著增强——拼图作为天气雷达资料组网应用的核心产品，自2022年实现全国统一以来持续优化升级：数据更新频次从6分钟缩短至3分钟，空间分辨率从1公里提升至250米，双偏振定量降水估测准确率提升7个百分点，达80%以上；新增多波段、双偏振、风场组网等13类数据产品及8种可视化图像产品，监测服务能力显著增强。

2024年，中国气象局新一代天气雷达业务软件ROSE 3.0正式投入运行。自2022年起，该软件按月开展算法评估与迭代优化，新增冰雹、龙卷风、短时强降水、雷暴大风四类强天气自动报警算法，命中率分别达86%、72%、75%、85%，进一步提升灾害性天气智能识别能力。

以“用”为本，雷达中心持续践行“观测即服务”理念，在京津冀、四川、海南等地建设星地协同观测系统，开发卫星云图反演反射率因子与雷达实测反射率因子融合产品，填补雷达在中西部山区和中远海的探测盲区；开发基于卫星和雷达的强对流告警产品，提升预警时效性；开发强对流致灾指数算法，智能化识别致灾性强的灾害性天气发生区域……

核心技术取得突破——如何把关键核心技术掌握在自己手中？雷达中心不断在相控阵雷达、信号处理、协同观测等关键领域持续攻关，建立相控阵技术标准体系，建立多波段雷达协同观测模式，统一并完善了30多种信号处理算法，优化雷暴大风和龙卷风等识别方法，研制标准P波段风廓线雷达、温湿度激光雷达样机……

站在新的历史起点上，气象部门将持续践行“观测即服务”理念，发展X波段微小型天气雷达、相控阵天气雷达，基于低空经济应用场景，发展小型化激光测风雷达，利用天气雷达、探空等观测设备强化智慧协同观测技术及应用；同时加密建设重点区域天气雷达、升级现有天气雷达，不断完善气象雷达观测网。

（作者：刘倩 责任编辑：张林）