降雨天氣預報，也能自己DIY？
如何形容北京有多大？8月7日晚上的答案是「望京已經開始下冰雹，中關村還沒有掉雨點」。每年夏天，雷雨會頻繁的光顧北京。大部分雷雨持續時間短，雨量在各個城區分布不均勻。氣象台的天氣預報一般只能給出一片區域在幾個小時內的天氣情況。例如，8月7日氣象台的預報是「傍晚西部、北部地區有雷陣雨」。而大家需要解決的，往往是「7點在中關村去吃飯的路上會不會下雨」這類時間、空間範圍都非常小的問題。其實，根據氣象台在網站上公布的氣象數據，我們可以用簡單的方法DIY自己的降雨預報。
工具：氣象雷達
我們所使用的工具是氣象雷達。它是專門用於大氣探測的雷達，是進行降水監測和測量的主要工具之一。和一般的雷達一樣，它的基本工作原理是發射電磁波後接收物質反射的電磁波。
通過分析回波數據，可以得到空氣中水汽含量的分布。下圖中是位於北京南五環亦庄橋的南郊觀象台在8月7日19：30分的氣象雷達基本反射率圖。
雷達的位置即為圖中黑色十字的位置。圖中的不同色彩表示該區域的雷達回波強度dBz，從藍色到紫色表示回波強度由小到大（10-70dBz）。一般來說，雷達回波強度在25dBz（深綠色）以上的區域都可能出現降雨，回波強度越高，意味著降雨強度越強：一般亮黃色區域（30-35dBz）一般對應有10毫米/小時左右的中等強度降雨出現。暖紅色雷達回波（45-50dBz）一般對應有20毫米/小時左右的較強降雨，並且有可能出現短時雷雨大風、冰雹等強對流天氣。從這幅雷達圖上可以看出，強降雨帶籠罩了北京城區的大部分區域，但南五環以南的雨還沒有下起來。一部氣象雷達能監測約兩百公里範圍內的天氣情況，我國在2008年時已建成由130多部雷達組成的新一代多普勒天氣雷達網，對我國全境的降雨狀況進行檢測，其實時數據也被公開在了中國天氣網上：http://www.weather.com.cn/radar/
實戰：DIY自己的天氣預報
我們通過8月7日暴雨過程中的雷達圖，來進行一次實戰演練。演練的主角是中關村地區的研究生小L同學。
8月7日下午17：00，天色開始變得陰沉，小L打開網頁，開始觀察北京地區的雷達圖（http://products.weather.com.cn/product/radar/index/procode/JC_RADAR_AZ9010_JB）：
首先，他用百度地圖測量了一下觀象台所在位置以及自己的辦公室到海淀區西部和北部邊界的距離。在東西方向上，辦公室和觀象台與海淀區西部邊界的距離比例為7：11；在南北方向上，辦公室和觀象台與海淀區西部邊界的距離比例為6：11。得到這個比例後，他就確定了自己辦公室在雷達圖上的位置。
17：12的雷達圖顯示，大波強降雨帶已經出現在了北京的西部和北部地區。這個網頁同時提供了播放雷達圖動畫的功能，15：10-17：12的動態數據表明，降雨帶正自西北向東南方向移動，很有可能會光顧小L所在的位置，小L必須為一場大雨做好準備。
17：30分，下班時間到了。朋友圈裡望京一帶的人開始驚呼大雨和冰雹出現。小L再次觀察了雷達圖，發現造成望京下雨的是望京-順義-懷柔一帶形成的一個局部雨帶，主雨帶離海淀區還遠。同時，觀察16：30-17：30的雷達圖發現，雨帶在過去1小時中向東南方向移動。如果雨帶繼續按同樣的方向和速度移動，大約會在一個半時後到達中關村地區。可以趁這個時間出去吃飯，活動活動。
18：30分，雨帶的發展加強了許多，昌平一帶開始出現暴雨，降雨馬上就要光顧中關村，此時應該躲進屋裡，準備迎接暴雨。
19：00左右，大雨夾雜著冰雹到來了。這時雷達圖顯示中關村一帶被強降雨帶籠罩，但西北方向沒有後續的雨帶，這意味著短時雨量雖大，但不會持續太長。
20：00分，外面的雨漸漸停了，雷達圖顯示主雨帶已經移動到了北京南部地區，今晚應該不會再有新的降雨。小L晚上可以淡定的回宿舍了。
通過以上的方法，不需要特別多的氣象專業知識，您也可以DIY自己的氣象預報，避免自己成為落湯雞。這樣的預報不止限於北京地區，在網頁上選擇離自己最近的雷達站，就可以對全國其他地區進行預報了。然而，這時一種比較粗糙的預報方法，基於「雨帶短時間內強度和移動速度不變」的入門級假設。事實上，強對流天氣的發展過程是非常複雜的，專業的氣象預報員們在對整個城市的天氣狀況做預報時，就需要更多的氣象知識和運行在大型計算機上的預報模型了。
參考資料
http://news.weather.com.cn/2014/10/2214843.shtml
吳建華，基於GIS的氣象雷達因子標定與雨量反演的技術研究，2010，解放軍信息工程大學碩士學位論文。
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