第一节 风廓线探测系统定义及基本属性

一、产品定义、性能

风廓线探测系统是探测晴空大气中风垂高度化的一种雷达设备。

风廓线探测系统是近年来各国应用于气象业务探测的新手段。它采用微波遥感技术应用多普勒原理对大气进行探测，能反演出大气风场垂直结构和辐散、辐合等信息。风廓线仪增加无线电声学探测系统（RASS）后并与微波辐射仪或GPS/MET水汽监测系统配合可实现对大气风、温、湿等要素的连续遥感探测，是一种新一代的高空大气探测系统。

二、产品所属行业界定

在国家统计局规定的行业划分标准中，风廓线探测系统行业被归于【41】仪器仪表及文化、办公用机械制造业项目下的【4123】导航、气象及海洋专用仪器制造。

——指用于气象、海洋、水文、天文、航海、航空等方面的导航、制导、测量仪器和仪表及类似装置的制造。

包括：导航、制导仪器仪表：定向罗盘、地面无线电导航设备、通信导航定向设备、机载无线电导航设备、船载无线电导航设备、航空或航天及其他导航仪器和装置；大地测量仪器、水道测量仪器、气象仪器、海洋仪器、水文仪器、航测仪器、天文仪器等专用仪器：测距仪、经纬仪及视距仪、水平仪、摄影测量用仪器及装置等；无线电导航设备；无线电遥控、遥测、遥感设备。

第二节 风廓线探测系统应用概况

一、产品主要应用领域

根据天线制式的不同，风廓线雷达可分为两大类：一类是采用相控阵天线的风廓线雷达；另一类是采用抛物面天线的风廓线雷达。

相控阵风廓线雷达体制适用于各种高度的探测，成为目前普遍采用的技术体制。因为风廓线雷达在进行气流速度测量的同时，还要对气流进行空间定位，所以需要发射脉冲电磁波并具有多普勒测速功能，因此可将风廓线雷达归类于脉冲多普勒雷达。风廓线雷达的探测对象主要是晴空大气，所以风廓线雷达也成为晴空雷达。

根据探测高度的不同，可将风廓线雷达分为边界层风廓线雷达、对流层风廓线雷达及中间层-平流层-对流层风廓线雷达（MST）。边界层风廓线雷达的探测高度一般在3km左右，对流层风廓线雷达的探测高度一般在12-16km，其中探测高度在8km以下的称为低对流层风廓线雷达，MST雷达的探测高度可达到中间层。

根据雷达工作频率的不同，可将风廓线雷达分为甚高频（VHF）、超高频（UHF）和L波段三类。一般情况下，边界层风廓线雷达选用L波段，对流层风廓线雷达选用UHF（P波段），探测高度在平流层以上的风廓线雷达大致选用VHF。

二、产品应用成熟度分析

目前国产风廓线雷达已形成了系列化，有边界层风廓线雷达、对流层风廓线雷达和平流层风廓线雷达。对流层风廓线雷达又根据探测最大高度不同分为两种，最大探测高度为8000米的为低平流层风廓线雷达，另一种的最大探测高度可达12000米。边界层风廓线雷达的最大探测高度通常为3000米，平流层风廓线雷达的最大探测高度可达20000米。我国应用已经比较成熟。略……

第三节 风廓线探测系统上游行业发展状况分析

一、上游原材料生产情况分析

（一）主要原材料产量情况

2005-2010年钢材产量增长统计表

                                                                                                                 单位：万吨

2003-2010年我国电子元件产量统计表    

                                                                                                        单位：亿只

二、上游原材料需求情况分析

（一）主要原材料应用领域概况

钢铁一般依照它的提炼方法可分为柏塞麦转炉钢，碱性转炉钢，平炉钢，电炉钢等。依用途可分为建筑及工程用钢、结构钢、专业用钢、工具钢等。

（1）建筑及工程用钢

建筑用钢材可以分为钢结构用钢材，及混凝土结构用钢材。钢结构用钢材主要为低合金钢（Q345系列）及普通结构钢（Q235系列）板材，部分重要结构设计中要求钢材采用带有z15，Z25，Z35等Z向性能要求的材料。轻钢主结构多采用Q235材料，重钢主结构多采用Q345材料，预埋地脚螺栓多采用Q235圆钢，拉条多为热轧钢筋，另外角钢、槽钢、H型钢等型钢也有少量使用。土建钢材主要为螺纹钢、圆钢、线材及型钢等。

（2）结构钢

机械制造用钢，用以制造承受载荷或传递功和力的机械零件所用的结构钢，也称机器结构钢。对这类钢的要求是有高的强度、适当的韧性和良好的制造工艺性，如锻造性、切削加工性等。这类钢一般都经过适当热处理后使用。机械制造用钢按用途可分为调质钢、表面硬化钢（包括渗碳钢、渗氮钢、低淬透性钢）、易切削钢、弹簧钢和滚动轴承钢等。

（3）专业用钢

专业用钢包括如风廓线探测系统用钢、船舶用钢、飞行器用钢、压力容器用钢、农机用钢等。其品种主要包括钢板、优质钢、型钢、带钢、钢管、金属制品等。

（4）工具钢

工具钢的含碳量高于结构用钢，通常用于制锯条，钻头等。特殊钢则加入铬、钨、钴、钼、钒等合金元素，并经适当的热处理。

（二）主要原材料应用领域需求量统计表

钢材应用领域需求量统计表

第四节 风廓线探测系统下游行业发展情况分析

一、下游主要行业发展情况分析

气象与人类的生活和社会的发展休戚相关，髓着经济的快速发展，公众以及各产此对于气象服务的需求越来越旺，气象这一传统的基础产业正成为具有巨大需求潜力的产业，气象产业的作用主要体现在两个方而：一是对气象进行预警预报以达到防灾减灾和抗火的目的。气象、地质等灾害给人类造成巨大的经济栅失。在我国，每年因气候灾害造成的损失约为GDP总量的3％-5％。

全球每年因气象因素而导致的自然灾害损失上千亿美元，仅气候变旺一项，使全球每年损失高达3000亿美元。因此．对天气进行预报、灾害进行防御的气象产业在整个国民经济中一直占有举足轻覆的地位，气象产业的发展水平直接影响着经济的增长速度。井关系到其他产业和行业的发展水平。

气象服务的另一作用，是企业利用气象预报信息进行生产活动的预测以取得经济效益。在国外的许多发达国家，气象服务渗透到商品的生产和销售等领城，使企业在生产和销售恬动中能够做出正确的预测和判断，从而减少成本增收益。在我国，气象信息的市场化服务处于起步阶段，仅仅限于为人们提供大众化的有偿服务，为企业所提供的气象信息也缺乏细致而个性化的分析和服务，所以，气象产业的发展和气象服务有着广阔的发展空间。

气象产业生产的是信息产品。气象产业属于信息产业。信息产业的特点表现为：第一、高投入高回报；第二、渗透性强，信息产业中的技术渗透到各行各业中，在各行各业节约成本、提高运作速度方面发挥着作用；第三、高的智力资本，在信息产业中需要高智力资本投入，同时也有高的智力回报；第四，更快的更新速度。气象信息产业也具备着这些的特点。

按用德尔菲定律气象投入产出比1：98。据测算，我国的气象投入产出比的平均水平为1：40，即使是这样的比率，气象产业也是具有极高回报率的产业。

国外一些发达国家气象信息产业的发展比我国早，市场交易量远远高于我国的交易量。美国大约有400家企业经营气象服务，年销售额高于4亿美元。英国国家气象局的有偿服务收入在总经费中的比例为40％左右。其他国家为某一领域或行业的专业化气象服务的收入也相当可观。

国外利用气象条件直接经营生产活动可创出相当多的经济效益。在日本，经营冰箱、空调的厂家，通过购买大量气象资料和数据，分析气象变化与销售额之间的关系，大大节约了生产成本，提高了经济效益。

随着国民经济的发展和人民生活水平的提高，我国对气象信息的需求将会越来越大，对气象的依赖程度也将越来越高，由需求来引导企业进行开发和生产各类气象产品。同时，企业也不断开拓市场来引导消费，气象产业的发展前景将非常广阔，一方面，充分利用预报，进行防灾、减灾可减少数亿元损失；另一方面，气象信息也蕴藏着巨大的经济效益，如海洋气象导航，就是为远洋船舶提供气候资料，以选择安全、省时和经济的最佳航线，以达到保证航行安全、避免货物和船舶损失，节约航行时间、提高经济效益的目的。此外．旅游、餐饮(尤其是冷饮)服务、空调生产和销售、供暖、发电、农业、林业等众多行业都需要取得天气预报信息，为获得更多经济效益而科学安排生产和销售活动。

长期以“公共气象”为宗旨的气象部门由国家投资、建设，建立立起了深厚的气象科技基础和促进气象产业发展的基础设施，包括：卫星通信和地面通信相结合的遍布全国的气象信息网络系统、卫星以及雷达遥感遥测技术、从巨型机到微型机的计算机处理能力、包括声像处理、多媒体技术、微机信息终端、气象寻呼、121电话答询等多种气象服务手段；具有信息采集、传递、处理、加工、诊断分析、预测预报、倌息服务的理论、方法和技能等。坚实的硬件基础，已经为气象信息产业的发展创造了良好的物质条件。

二、下游主要行业对风廓线探测系统的应用现状分析

风廓线雷达是世界气象组织认可并推荐可以应用于业务的一种地基遥感设备。与常规大气探测设备相比，风廓线雷达具有连续无人值守、可全天候监测及提供低层大气三维风场和温度廓线(须与无线电声探测系统RASS配合)等优点；与气球测风相比，风廓线雷达可连续探测，具有高精度和高的运行可靠性。实际表明:风廓线雷达在气象探测领域具有重要的应用价值，可以提供高时空密度的水平风廓线，垂直风速，湍流、大气稳定度等信息，以及高空风和低空急流活动特征。略……

第五节 风廓线探测系统行业存在的问题及应对策略

一、存在问题

1、现有风廓线探测系统的建设规模和监测灾害性天气的能力与全面建设小康社会的需求存在明显的差距

我国的风廓线探测系统建设正处于快速发展阶段，但总体水平还不高，区域组网尚不健全，全国组网还没有形成。现有的雷达站网建设和现代化技术水平还不能完全实现对突发性、转折性灾害性天气的全程、连续、有效的监测，不能适应对灾害性天气快捷、高效监测以及迅速响应的要求。

2、缺乏全国统筹规划

目前我国多个部门都建有风廓线探测系统，受管理体制所限，缺乏全国建设的统筹规划，各部门之间缺乏协调统一的管理，导致风廓线探测系统型号种类各异、选用波段分散和频点杂乱，站点布局不尽合理，难于组网，影响了雷达整体功能和效益的发挥。

3、风廓线探测系统资源共享不充分，投资效益水平偏低

各部门间缺乏统一协调的共享机制，没有从整体组网和资源共享的角度进行系统的建设，造成雷达探测规范标准不统一，探测模式和资料数据格式不一致，资料无法统一处理，使有限资源难以充分共享利用，限制了国家投资效益的充分发挥。

4、研发与应用水平较低，自主开发能力待加强目前我国风廓线探测系统自主研发能力不强，尚缺乏具有自主知识产权的核心技术；风廓线探测系统综合应用产品制作基本以跟踪和模仿学习国外为主，与发达国家的主要差距是没有形成具有自主知识产权的雷达气象产品应用系统。尤其在雷达数据资料的质量控制、反演与同化技术及特种需求的应用系统开发等方面亟待提高。

5、技术保障体系建设滞后，与系统建设速度不相适应

风廓线探测系统建设已经在全国展开，但是相应的技术管理和业务保障体系尚未形成，雷达维修、维护以及雷达技术支持能力建设相对滞后，影响了雷达网建设效益的充分发挥。

二、应对策略

1、采用成熟和先进的技术

我国建设风廓线探测系统必须面向世界科技发展前沿，尽量采用国际成熟电子技术，建设具有全网监控能力、软件配套、产品丰富、资料共享、应用处理功能齐全、网络通讯与数据存储能生产企业和信息科研部门的达高科技研发和技术创新，推动国家天气雷达高新技术产业的进步，发展天气雷达民族工业。积极推进天气雷达及其应用系统的国产化进程，重视知识产权的保护。

2、统一规划，统一标准，统筹建设

风廓线探测系统的建设要与气象信息网络系统、气象资料分析应用和服务系统相结合，综合各部门需求，以统一规划为指导，合理进行雷达站点布局，按照行业标准和规范，进行规范化业务管理和建设，分步实施，建成一个高效的全国风廓线探测系统监测网。全国风廓线探测系统建设除军队及少量特殊需要外，由中国气象局统一规划和建设。

3、选型规范，资源共享

全国组网的天气雷达在波段、型号和相参体制的选择上要以有利于提高我国灾害性天气监测、警报、预报能力为原则，把雷达系统业务运行的稳定性、可靠性放在首位。新建风廓线探测系统应从中国气象局已进行鉴定定型的产品型号中选择，便于组网拼图，发挥最大效益。同时，全国新一代天气雷达监测网应当具有统一的信息传输、存储平台，包括设备资源、人力资源、信息资源等在内的所有资源应对行业各部门实行全方位开放，形成一个跨部门、全行业的信息共享系统，充分发挥效益。

4、功能先进，满足各行业需求

风廓线探测系统除具有监测强对流灾害性天气的功能外，还应具有进行定量降水估测和一定的晴空探测能力。建设的天气雷达应具备连续体扫描的观测模式、能获取目标的后向反射率、平均径向速度和速度谱宽数据、自动检测和定标、数据自动处理和传输等功能，以满足各部门对降水预报、洪水监测预报、航空天气预报、中尺度灾害性天气监测预警等的需求。在建设过程中尤其要强化应用技术开发、技术保障和培训工作，充分发挥建设效益。

第六节 行业发展预测分析

一、产品需求特点发展预测

1、风廓线雷达总体技术指标表

按照对探测高度需求的不同，风廓线雷达分为边界层风廓线雷达、对流层I型风廓线雷达和对流层II型风廓线雷达三类。

风廓线雷达总体技术指标表

2、风廓线雷达能够提供以风场为主的多种数据产品，其基本数据产品包括径向速度、谱宽、信噪比、水平风向、水平风速、垂直速度和反映大气湍流状况的折射率结构常数cn2等的廓线。风廓线雷达主要图形产品有：观测数据的时间-高度显示：将不同时刻的观测结果并列在一起显示，横坐标为时间，纵坐标为高度，以固定的时间间隔输出数据。

以“风羽”表示水平风的时间-高度显示

3、需求预测

随着电子技术的进步，风廓线探测系统技术已趋于成熟，已经成为连续、实时地遥感大气风场的有效设备。在科学研究和业务应用上有着广泛的应用前景。风廓线雷达站网资料可以用于数值天气预报模式，提高短时预报的质量。在中尺度模式预报方面，风廓线雷达的作用更加突出，利用风廓线雷达可以监测大气边界层厚度的变化、推断大气运动的湍流结构、确定风切变的位置高度等，与其它仪器联合探测可以获得更好的预报质量。在大气科学研究方面，风廓线雷达能够提供大量宝贵的实验数据，在边界层、中小尺度天气系统、大气湍流等研究方面有着突出的优势。此外，风廓线雷达在火箭发射保障、飞机起降，军事—射弹风修正、空气污染潜势预报和空气质量预报以及城市环境气象应用服务等许多方面都有着广泛的应用前景。

二、产品市场格局发展分析

风廓线探测系统的应用较广，在飞机场、航空、环保等领域都有应用，这些都是从经济较发达地区开始应用。在近些年，国家鼓励西部开发，西部经济正快速增长，如机场的建设加快、环保加强等，对风廓线探测系统的需求也就增加，未来在全国市场中，西部的市场份额会不断增加，成为风廓线探测系统未来需求的重要市场。

三、行业发展趋势分析

进口产品依赖不断降低：

长期以来，在国内机场建设中，风廓线雷达基本上依赖进口。在得知机场建设需求后，二十三所领导高度重视，专门针对该机场的恶劣自然条件，进行认真的调研和分析。为了解决高原低温、低气压、温差变化大等影响和24小时不间断工作的任务要求，该所在充分利用成熟技术的基础上，通过增加发射机威力和提高天线增益等措施，解决了有可能出现的威力不够、接收信号差等问题。

目前，风廓线雷达已于2008年12月完成安装，2009年年中完成调试，其性能完全达到国际同类产品水平。从运行结果来看，该设备在雪域高原上运行稳定，测量风场的高度达到5公里，远远超过合同提出的3公里的要求，得到了客户的好评。此外，整套设备拥有国内自主知识产权、国产化程度高等特点，也解决了以往民用机场进口设备的售后服务成本高、周期长等问题，消除了客户对国外产品的依赖，树立了航天品牌。风廓线雷达成为该所进入民航领域的具有开创性意义的重要产品。

国内风廓线探测系统生产企业、科研单位技术在不断的突破，国内生产能力逐渐增强，加之下游需求旺盛，国家鼓励政策不断完善，未来在需求及政策的双重刺激下，国产品牌形象更加深入人心，越来越受到市场欢迎。略……

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