氣象學之「眼」:雷達

雷達回波圖,怎麼看才對?和衛星雲圖有什麼差別?

現在不管打開電視、網路等資訊,看看颱風動態、看看天氣狀況的時候,或許大家會發現,影像種類一大堆,有天氣圖、衛星雲圖(種類繁多)、雷達回波圖、累積雨量圖……不少人看完了一堆「圖」,都頭昏眼花了吧?我們想知道的,不過只是「會不會下雨」這件事而已啊!當然,這時就要看天氣預報,而預報再怎麼發展,都有一定的誤差,通常是越短期的預報越為準確。今天我們就來看看,短期觀測的一個重要利器:雷達。

雷達回波圖,那是什麼?可以吃嗎?

常在說「雷達回波圖」,到底雷達回波圖代表什麼意思呢?其實我們從電視或氣象局網頁看到的圖片或動畫,已經是最終產品了,收到的回波訊號其實是沒有顏色之分,只有強弱不同,將不同的數值上色只是為了讓人更容易看懂而已。從今年天秤颱風的雷達回波圖(左圖)來看,紅色區域就是雲中水汽豐富的地區,往往水汽(嚴格來說是水滴,但氣象局的回波圖標註是寫三態水)最豐富的地方,就是降雨最多的所在,所以拿雷達回波來做短時間的雨量評估會更接近實際值。像臺灣颱風洪水研究中心,就研究出了利用雷達回波資料作未來一小時的降水評估,當然,降水模式要考慮的因素就更多了;做法是利用過去的觀測資料,找到各地的降雨與回波圖的連結並建立資料庫,未來當有觀測數據時即可搜尋過去最近似的雷達回波圖,進行降雨的評估,並以網格的方式和內差的方式增加不足的資料。

回波與降雨的關係

降雨量和雷達回波有正相關嗎?看上方天秤颱風的當日累積雨量與雷達回波圖可以略窺一二,南方的水汽豐厚,而北方的回波最強處正好是中央山脈的東邊,算是蠻一致的。至於為什麼已經有雲圖了,還要用雷達回波呢?有雲不代表一定有雨(陰天),這大家都接受吧?但看看下面8/30的午後的雲圖與回波圖、降雨圖,可以發現,在北部與中部附近,雲圖上不太清楚,但雷達上明確的有水汽的訊號,也的確出現降雨,對於水汽的偵測雷達回波的資訊比雲圖更為直接,因此工具不同,看到的東西就不同,氣象衛星、氣象雷達,就是氣象學家或預報員的「雙眼」,缺一不可。

 氣象雷達的原理

哇,講了半天,還沒講到「原理」耶!別急,雷達原理十分簡單,在雷達的天線中,包括了發射器、接受器以及天線罩(所以看起來外觀都像顆球),雷達會發射電磁波訊號到四周的空中,會完整地繞一圈,並逐漸提升仰角,有部分訊號會被散射掉,但有部分訊號則會遇到水滴、冰或天空中的物體而反射,接受器就是在接收反射的電磁波,進行分析。雷達回波得到的資訊,並不只有水汽的含量,新型的「雙偏極化雷達」,更可以了解水汽的型態是哪一態的水,甚至連龍捲風也能夠即使偵測到(因為龍捲風通常在暴風雨中,但卻能捲起大量碎屑),可以提前預警;而利用都卜勒效應便可知道水汽的運動方向(即風向)。在近期美國國家海洋大氣總署(NOAA)也試著將軍方專門拿來偵測導彈的相位陣列雷達應用在氣象觀測上,將能提供更即時、更精細的資料。

目前臺灣的雷達分布,由五分山、花蓮、墾丁和七股等完全涵蓋,而美國也將雷達廣泛設置於全國各地,以達到完全涵蓋的效果。

雷達的電磁波會傷身?

國內某些環保團體,對於雷達具有相當程度的疑慮,尤其是七股雷達站,也曾吵的沸沸揚揚的,但畢竟我對於電磁波對人體並無研究,在此也不特別對其批判,僅列出一些原理與科學觀點。雷達針對特定方向發射出的脈衝每次約0.00000157秒,經過繞圈與逐次提升仰角,而美國所使用的WSR-88D型的氣象雷達,最大功率為45萬瓦,雖然看起來似乎很驚人,但實際上在一個小時中,零星加起來只有7秒是發射電磁波,其餘的59分53秒都是在「聽」傳回來的訊號。加上雷達通常設於透空良好處,考量附近建物時也有一定的規範,雷達發射也僅從水平開始向上提升仰角,看起來似乎對於週遭環境無直接影響,甚至有學者為雷達背書,指出無論船隻或飛機皆配有都卜勒氣象雷達,殊不見有致病的案例。說真的,如果真的要把健康怪罪於雷達,是不是應該統計在雷達站工作的人員,或是比較全臺灣四座雷達站,甚至全世界的雷達站呢?當然,我個人還是持保留態度,畢竟並沒有直接的研究結果難以直接論斷。

回到主題,氣象雷達影響逐漸在新聞媒體上的氣象播報被提及,而網頁上也很容易查到資訊,希望看完本篇之後,自己也能簡易判讀雷達回波囉!

延伸閱讀

123123123123123

123123123

123123

12222222222

Today is Monday.

I'm testing out a new plugin.


關於作者

Avatar

從高中一年級開始就熱衷於地球科學,當時正逢九二一地震,最初的夢想是像電影中的科學家有拯救地球的力量。但認識了大自然的威力與奧秘,才知道人類的渺小,進而愛好自然。喜愛自然、愛地球,用科學角度來看關心台灣,用文字愛地球。

網站更新隱私權聲明
本網站使用 cookie 及其他相關技術分析以確保使用者獲得最佳體驗,通過我們的網站,您確認並同意本網站的隱私權政策更新,了解最新隱私權政策