中國氣象報記者 簡菊芳
新中國成立之初，我國天氣雷達領域幾乎是一片空白。70年間，我國天氣雷達發展，實現從零起步到建成216部基本覆蓋全國的新一代天氣雷達網絡，從引進國外技術到我國自主技術出口、參與國際資料交換和培育出一批有實力的民族工業，從發展常規技術到都卜勒技術再到雙偏振技術、相控陣技術的蓬勃發展。
如今，我國已成為世界上擁有監測災害天氣的天氣雷達數量最多的國家之一，為國家防災減災、應對氣候變化、氣象服務經濟社會發展和生態文明建設等作出重要貢獻。
雷達技術：從「引進來」到「走出去」
上世紀50年代初，雷達技術還未應用到我國氣象領域。到上世紀60年代，我國引進英國和日本雷達用於沿海颱風探測和科學研究，直到70年代和80年代初期才開始研製和組織生產713型和714型雷達，採用磁控管作為射頻功率的常規雷達，只能探測到雷達回波的強度。
不得不說，我國的天氣雷達起步晚，發展基礎十分薄弱。
在中國氣象局的主導下，從上世紀80年代末期開始，國內一些廠家也開始研製都卜勒天氣雷達。中國氣象局和成都784廠合作成功研製第一部S波段714SD和第一部C波段714CD型都卜勒天氣雷達樣機，填補了我國都卜勒天氣雷達的空白。
上世紀90年代，在模擬技術發展的基礎上，我國雷達技術體制由數位化開始轉向都卜勒技術，解決了徑向風場測量問題，探測精度大大提高。當時，國際上這一領域以美國NEXRADWRS88D全相參都卜勒技術為引領，經過國內雷達專家論證，認為有必要和美國合作引進全相參技術，解決當時雷達技術問題。
儘管經過了十餘年改革開放，到了上世紀90年代國內經濟快速發展，但是，由於我國經濟底子薄，經濟總量還不足以支撐美國主流雷達在國內布網。加上我國國土遼闊，氣象災害種類多且頻發，對雷達的需求量非常大。因此，我們必須立足引進技術國產化，降低雷達成本。
1994年，在時任中國氣象局局長鄒競蒙的主導下，中國氣象局裝備司組建了由肖弟權任組長，高玉春等人組成的談判小組，與美國洛克希德馬丁公司開展合資談判。
經過2年7輪艱難談判，1996年1月，中美雙方合資成立敏視達公司，中國通過「外引內聯」的方式，引進了當時世界上最先進的第三代都卜勒天氣雷達技術——美國NEXRADWSR-88D雷達整體設計理念，引進了雷達天線、發射和接收這3項世界上最先進的雷達技術，聯合國內雷達生產廠商研製，實現了我國雷達技術不低於美國且成本大大降低的目標。此外，首次研究確定全相干脈衝都卜勒體製作為我國雷達技術體制，並統一命名為新一代天氣雷達。
以1996年中美合資組建敏視達公司為分水嶺，通過技術引進和和自主研髮結合，我國引進市場競爭機制，研製生產了S波段、C波段兩個系列7種型號的新一代天氣雷達系列產品。引進和自主研製結合的思路避免了全面進口美國雷達而在技術上受到制約，也促進了民族工業的發展，為新一代天氣雷達在全國布網奠定了基礎。
同時，我國雷達軟體也在不斷創新。2006年，中國氣象局成立技術組攻關團隊，開展雷達軟體（ROSE）項目，先引進國外雷達軟體，積累經驗和素材後發展國內的算法，發動了全國的各行業、組織機構雷達專家做系統集成，使得雷達更便於應用。
如今，以都卜勒技術為主導的新一代天氣雷達在我國氣象領域得到廣泛應用，其技術和設備不僅可以滿足國內布網要求，還可以出口到羅馬尼亞、韓國、印度等國家，在提高國內工業產業化水平的同時，一舉打破了雷達市場由發達國家壟斷的局面。未來，我國天氣雷達在技術體制上，更廣泛應用雙偏振技術，以提高災害性天氣監測的準確率，改進雷達產品質量且提高雷達穩定運行的質量。
70年來，經過一代代雷達工作者艱苦卓絕的努力，我國雷達技術已躋身國際先進行列，雷達生成的氣象圖像也從最初的專業人員才看得懂到飛入尋常百姓家。
雷達布網：從「零」到「世界先進」
新中國建立初期，氣象探測網點十分稀疏，氣象雷達更是一片空白，無法適應國防建設、經濟建設和社會發展的要求。1958年12月，中央氣象局向周恩來總理提出建立雷達測颱風和雷達測降雨等計劃。但由於受當時國家工業水平的限制，該計劃沒有完全實現。
1969年，我國自行生產的第一臺專用天氣雷達——711天氣雷達定型。從1970年到1975年，全國先後購置了近130部711天氣雷達，用於人工影響天氣作業指揮和局地災害性天氣監測。1976年9月，713雷達（波長5釐米）設計定型；到1980年，建成713雷達站26個、843改裝型雷達站8個，其他進口雷達站3個，天氣雷達網初具規模。
1985年，氣象部門又研製出了714（波長10釐米）天氣雷達，並陸續在全國布點。截至1991年年底，我國布有各類天氣雷達220部，基本形成天氣雷達監測網，在監測颱風、暴雨和強對流災害性天氣等方面發揮了重要作用。
上世紀90年代初，中國氣象局加大雷達布網力度，陸續發布了《氣象事業發展綱要(1991-2020年)》和《我國新一代天氣雷達發展規劃》等，擬在全國布設126部新一代天氣雷達。這一系列規劃文件加快了國內雷達網絡建設速度，雷達覆蓋面進一步擴大。
當時，新一代天氣雷達瞄準美國的先進技術。我國氣象部門通過「外引內聯」的方式，立足國內工業生產新一代天氣雷達，從而形成S波段和C波段兩個系列的新一代天氣雷達產品。
1998年，我國長江中遊和東北嫩江-松花江流域發生了歷史上罕見的特大洪水災害。那年7月31日，時任中國氣象局局長溫克剛向國務院呈送《關於加強防汛抗洪支持新一代天氣雷達網立項建議》的報告。8月1日，時任國務院總理朱鎔基批示：「氣象工作很重要，在這次防洪搶險中工作也很有成績，所提雷達更新項目應予重視。」
在黨中央、國務院的高度重視下，在原國家計委的大力支持下，新一代天氣雷達自1998年起納入國債資金項目，中國氣象局利用國債資金，聯合各地政府啟動了全國新一代天氣雷達監測網的建設項目，並根據我國天氣雷達的特點，在沿海及主要降雨流域布設S波段雷達，在內陸地區布設C波段雷達，形成了基本覆蓋全國主要降水區域的天氣雷達監測網。
——2004年，《我國新一代天氣雷達發展規劃》提出在全國布設158部新一代天氣雷達。
——2009年8月20日，國家發改委批覆，同意再增建58部新一代天氣雷達。
……
目前，我國已經形成了216部新一代天氣雷達組成的國家骨幹網雷達監測網，地物對消能力、反射率、速度和譜寬等主要技術指標達到國際先進水平；雷達監測成果在我國氣象、水文、海洋、環境、防汛抗洪、航空安全保障、林業生態建設和保護、兵團和農墾防災減災救災等多個關係國家經濟建設，社會發展和人民財產安全的重要部門推廣應用。
雷達效益：從「盲區」到「千裡眼」
1959年第3號颱風登陸橫掃廈門，造成嚴重經濟人員損失，引起各方對氣象災害防禦的高度重視。
儘管當時國家正處於經濟困難時期，福建省經濟也相當困難，但考慮到防災減災和保護人民生命財產安全的需要，福建省委決定拿出1960年全省的10萬美金外匯從國外訂購雷達。
1961年，福建氣象雷達站建成。從此，雷達技術被引進天氣預報範疇，特別是用於颱風路徑監測與暴雨跟蹤預報。
2017年8月23日，颱風「天鴿」疊加天文大潮向華南地區奔襲而來。當天，一張「天鴿」的「CT掃描圖」刷爆朋友圈：從海平面至高空12公裡對「天鴿」颱風進行三維實時觀測。這是分布在珠三角的新一代天氣雷達三維回波圖，不僅可以清晰地「看到」颱風眼區的結構，甚至連其外圍螺旋雨帶都清清楚楚。
雷達對颱風的準確探測、對其內部結構的精確剖析，為預報颱風路徑、強度及其風雨影響，為國家有關部門和相關區域部署防禦工作以及廣大群眾自救互救提供了強有力的支撐，極大減少了颱風帶來的人員傷亡和經濟損失。
可以說，自從有了雷達和氣象衛星的探測，沒有一個颱風能逃過氣象工作者的眼睛。
我國幅員遼闊，氣象災害種類多且多發頻發，極端天氣氣候事件對農業、水資源、交通、能源、糧食和國防安全帶來了極大的威脅。如何有效地監測預警突發性和災害性天氣，是廣大氣象工作者的一項重大任務，而新一代天氣雷達是對災害性天氣監測的一種有效探測設備。
多年來，雷達也用實在的成效證明了它的「國之重器」地位和作用。1999年我國第一部SA型新一代天氣雷達在安徽省合肥市建成，成為淮河流域防災減災工作的重要支撐力量，在聯調期間就探測到了安徽-江蘇的強冰雹帶。此後，我國新一代天氣雷達網在颱風、暴雨、冰雹、龍捲風、天氣尺度系統監測以及重大事故調查分析、重大活動氣象服務保障中發揮了重大作用。
——2016年6月23日，鹽城出現超強龍捲風。根據雷達資料，災害調查組確定，發生在江蘇省鹽城市阜寧縣造成重大人員傷亡的龍捲風級別高達EF4級。
——2008年，中國的奧運時刻，開幕式鳥巢上空無雨，有新一代天氣雷達的堅守。
……
如今，我國216部雷達組成的新一代天氣雷達網，成為守望祖國大地的「千裡眼」和重要時刻的風雲「記錄者」。
此外，根據國家有關部門的統計，雷達項目是見效最快、效益最好的項目之一。可以說，每建設一部雷達，都可產生實實在在的經濟和社會效益。（本文專家顧問：中國氣象局氣象雷達探測工程總設計師、正研級高工 高玉春）
（來源：《中國氣象報》2019年11月18日一版 責任編輯：張林）