天上的浮雲，可謂千姿百態，形狀變化萬千。雲裡的水滴和冰，會隨著溫度、濕度及氣流的改變而出現變化，水滴和冰的數量會因而有所增減；水滴可以凝結成冰，冰亦可以溶化為水滴。再者，冰的形態更是多式多樣：有的是冰晶，有的是形狀各異的冰粒。在惡劣天氣的強對流活動中，冰粒的體積或會進一步增加，最後成為冰雹。當這些水滴和冰的過重時，便會做成降雨、降雪或降冰雹。（圖一顯示冰的不同形狀）

天氣雷達是探測降雨的有效工具。雷達向大氣層發射電磁波脈沖，然後測量經由雨區中的水滴和冰所反射的脈沖訊號（回波），從回波返回雷達所需時間，可計算出雨區的位置。至於降雨的強度，一般來說，回波的强度（反射率）越强，雨勢就越大。但由於冰對電磁波的反射率較水滴強，如果雨區內有冰粒，估算出來的降雨強度便會較實際的雨勢大。因此單從回波強度估算雨區中水和冰的成分或者是降雨強度，會有一定的局限和不確定性。

天文台於2015年啟用新的大老山雙偏振多普勒雷達（圖二）。跟傳統的單偏振（電磁波的電場或磁場在單一平面上變化）雷達不同，新雷達能夠發射及接收水平和垂直兩個不同偏振方向的電磁波脈沖（圖三）。由於水滴的大小和冰的形態會導致不同偏振電磁波反射後的特性出現差異，利用水平和垂直偏振回波特性的差別，有助於判斷雨區的成分，以及雨量的多少。例如體積較大的水滴受重力影響，形狀會變得較扁，其水平偏振電磁波的反射率會較垂直偏振電磁波的反射率強。偶然，雷達發出的電磁波脈沖被昆蟲雀鳥等反射，也可以從雙偏振回波訊號辨別出來。有了這些額外資訊，新雷達更能有效地監測冰雹的發展，及更準確地估算降雨量，為香港天氣雷達應用打開新的一頁。

圖四是2015年4月20日大老山雷達錄得的圖像，顯示雨區中有較大的冰粒（圖中黃色的部分）和冰雹（圖中紅色的部分）。當日廣東沿岸地區受低壓槽影響，出現強對流天氣，除有狂風雷暴及大雨外，汕頭等地區更接獲冰雹報告，位置與雷達圖像顯示吻合。

大老山的新天氣雷達為天氣預報員提供雨區的「形相態」資料，有助預報員更準確地監測雨區的發展和估算各區的雨量，並適時發出天氣預報與惡劣天氣警告，以保障市民安全。