雷達觀測 - 海面雜波

什麼是海面雜波？

      雷達發射的電磁波，受到大氣條件影響，造成低仰角電磁波的旁波(side lobe)打到海面的水，背向散射回雷達產生的雜波。

仰角1.2度，雷達回波觀測，桃園外海大片海面雜波

什麼大氣條件影響？

      電磁波從雷達發射出去後，距離越遠會因地球曲率，使得電磁波距離地面的高度越高。但如大氣出現逆溫現象，讓電磁波出現超折射效應，使原本直線前進的路徑往地面偏折，更有機會收到海面雜波。

板橋探空，逆溫層出現在約２公里高度

周邊大氣環境

      台灣東部有一康芮颱風，外圍環流影響，台灣北部有強勁的東北風，產生長浪，造成海浪產生表面海浪破碎明顯。

東部海面有颱風康芮，北部受強勁東北影響

雙偏極都卜勒雷達觀測變數

(1) 都卜勒風場：

      海面雜波亦能觀測到東北風風場特徵，此觀測到的徑向風非降雨系統的風場，而是海面的資訊，使用上需要小心分辨。

仰角1.2度，徑向風場

(2) 相關係數：

      海面雜波的相關係數不高，與大氣中的降水粒子的高相關係數特定非常不同！可能原因是海面因海浪破碎的水滴粒子大小不同，不像大氣中水是經過完整的微物理過程形成，對於電磁波反應特性較為一致。

仰角1.2度，相關係數

(3) 差異反射率(ZDR)：

      從此變數來看，量值大的地方表示粒子大小較大，海面雜波的顆粒特性偏大，多出現深紅色的值，且整體皆為如此。

仰角1.2度，差異反射率(ZDR)

(4) 差異相位差(PDP) & 比差異相位差(KDP)

     在相關係數高的大氣降水區域內，相位變化的累積比較明顯，海面雜波部分並不明顯累積，但仍能看出海面雜波的範圍。而比差異相位差是差異相位差對於距離的微分，海面雜波區域有出現橘色的部分，且有一點一點的特徵，此部分不宜誤用為降雨估計，會有過量錯誤估計。

差異相位差

比差異相位差

總結

     海面雜波和大氣中的降水資訊有相當大的差異，受到大氣的逆溫和強勁的風場，使得超折射環境下的雷達旁波打在海面破碎的浪花，得到徑向風資訊，與雙偏極變數的特徵，都與大氣中的降雨系統明顯差異，切記不可勿用於降雨估計，會有過多的錯誤結果。