氣象雷達和氣象衛星能否彼此替代？

01-15

目前氣象雷達和氣象衛星技術都很成熟，兩者各自有什麼不可替代的優點？還是說未來是替代趨勢？

肯定是不能啊，氣象衛星雖然發展迅速，極軌和同步衛星對地球進行全方位的監控，但是這種監控尺度太大了，面積太廣，對於尺度較大的、持續時間不短的系統可以做到有效監控。

但是對於尺度比較小，持續時間比較短的局地系統觀測就稍顯不足。這個時候雷達就體現了其必要性。

舉個例子:局地強對流，當一個龍捲風產生並不斷發展時，衛星雲圖上表現並不能觀察到，還是需要雷達來探測是否有勾狀回波產生。

像是這種尺度的系統，衛星雲圖是不能看出什麼名堂的，尤其是其發生於夜間，，沒有VIS的情況下，而且像是2013年的Moore，衛星雲圖下和雷達下完全是兩個不同的樣子，此類系統存在時間短，尺度極小，若不是有雷達探測，或許我們都不能知曉這個龍捲風的本來面目Moore的雷達

Moore的衛星雲圖

雷達的存在讓氣象界對這類系統有了更深的了解，有助於科研和預報，比如垂直探測

讓我們對這些系統有了更加直接的認識，包括此類系統的定強問題，如何判斷這個龍捲風的強度？除了事後災害分析，部分實測，還要靠雷達觀測。若不是雷達，我們就無法看到下圖，對一個龍捲風內部的探測結果。這種數據對於科研的意義不言而喻，也更有利於優化當前的氣象理論的架構。

而且雷達的精度是大於衛星雲圖的，因為它做的是對局地小尺度天氣過程的實時探測。在熱帶氣旋靠近沿海時，雷達將對熱帶氣旋的定位和定強有著巨大貢獻。在熱帶氣旋預報中，氣象迷圈子一直認同的是：近岸看VIS和雷達，雷達尤其重要，通過雨帶旋率來確定中心是非常常見的，也容易直觀判斷熱帶氣旋的眼牆狀況，推斷降水情況。

比如今年的彩虹，華南雷達早早昭示著珠三角一帶螺旋雨帶不同尋常的對流活動，這在雲圖上不往往容易被忽視，這也就是珠三角一帶龍捲風活動的痕迹。

也例如今年的燦鴻，燦鴻到底登陸沒登陸？

正是因為雷達在陸地觀測中的作用，才讓這些問題有了足夠多的論據。

定強問題亦然，在某些實測數據缺失的情況下，雷達有利於我們對熱帶氣旋強度有一個直觀的認識，比如1330海燕，菲律賓東薩馬省吉萬鎮的氣象雷達在被颱風吹走之前傳出珍貴數據，有助於我們了解海燕的真實強度。

衛星雲圖的優點是很明顯的：觀測範圍廣，觀測效果好，直觀，但是缺點也是明顯的，所以雷達才實際業務中補充著衛星雲圖的一些缺點，真正讓氣象業務精度不斷提高

～～～～完善一下答案以及對概念進行解釋～傳統意義上的氣象衛星指業務上使用的對大氣基本參數進行實時測量的衛星。採用的是可見光與紅外通道的被動遙感，用來反演溫度，水汽等等基本的氣象參數。衛星探測屬於遙感探測，遙感探測分為主動遙感與被動遙感兩種，傳統的氣象衛星就屬於被動遙感探測衛星。而傳統的氣象雷達指多普勒氣象雷達。此種雷達作為衛星載荷搭載沒有意義也不可能實現（因為需要雷達實現單點固定）。氣象衛星的長處在於可以對全球進行實時觀測，但是被動遙感的精度目前很難達到對局地中小尺度天氣系統做到精準觀測。因此地基的多普勒氣象雷達是必不可少的。因為從探測精度上來說，被動遙感由於其觀測精度與反演方法限制無法與地基多普勒氣象雷達比擬。而地基多普勒雷達覆蓋面積有限，因此兩者互為補充關係無法全面替代。

21世紀以來，許多對地觀測與科學實驗衛星發射升空。衛星已經可以搭載不同波段的雷達對大氣進行探測，進而可以通過反演得到很多全新的參數。因為衛星就只是一個載體，雷達是真正進行探測的設備，大氣是觀測對象，因此推廣到廣義，氣象雷達應該涵蓋測雲測雨測風雷達，氣象衛星也應該從傳統的被動遙感業務衛星推廣到主動遙感衛星。

然而該技術目前還處於科研階段，暫時沒有搭載雷達的業務用氣象衛星，但是對地觀測與科學實驗衛星已經成功搭載不同波段雲與降水雷達，其觀測結果已經被業務部門採納。拿降水雷達為例，目前已有的搭載降水觀測雷達的氣象衛星有美國的TRMM衛星，CloudSat衛星，GPM衛星，其中TRMM衛星搭載13.8GHz的微波雷達，可以對降水量進行探測。CloudSat衛星搭載了94GHz的雲雷達，結合不同的反演演算法可以對雲的宏觀微觀物理特性進行反演，比如雲底雲高，降水量，雲的液態水含量，冰水含量等等。2014年發射的GPM衛星搭載了雙頻微波雷達（13.6GHz和35.5GHz）可以在觀測降水量的基礎上，首次對降水粒子數濃度進行反演。最新的GPM衛星已經可以對颱風，暴雨進行監測並提供可靠的信息，目前已經進行業務化嘗試。

主動遙感由於其觀測頻率限制無法對地球進行實時全面覆蓋，所以在業務上的應用還有待開發。

圖中比拳頭稍大的是最新的CubeSat衛星。由於衛星質量大大降低，因此該衛星搭載載荷後可以實現對同一地區一天內多時次的觀測。目前美國宇航局正在全球徵集搭載方案，相信不久的將來我們可以看到更加精確的全球觀測信息。搭載測雲測雨測風雷達的衛星業務化使用相信也應該會在不久的將來得到實現。（註：不等同於氣象上使用的多普勒雷達）

做為一個曾經的預報員，從科普角度簡單的解釋一下：

氣象衛星是從太空往下看的眼睛，只能看到表面情況，比如雲頂的情況，不知道雲裡面是什麼樣的，而且精度什麼的就有限。

氣象雷達是透視眼，能看清楚雲裡面長什麼樣，又能滿足精度要求，但是能探測的距離有限。

所以要相互結合，取長補短。

說簡單點，衛星一般是被動探測，接收物體放射出的電磁波輻射。因此，它很難探測到雲的內部結構。而雷達是主動探測，它發出大功率的電磁波打到雲內水滴上，反射（散射）回來的電磁波是它接收的對象。你要是覺得可以把雷達的功能集成到衛星上，那麼衛星的電源是承受不了雷達上千千瓦的功率的。感謝有人指出有天基測雨雷達，測雲雷達，我上面說的是指地基多普勒雷達，氣象上所用的雷達主要也是這個。

雷達穿透性是最強的，但是衛星就具有一定的局限性，很多時候是不能完整具體詳細的呈現圖像的。總體來說，二者結合，信息更為精準