天氣雷達圖像上出現的空洞及同心環

立體天氣雷達圖像是結合天文台兩台天氣雷達數據製作而成。當單獨使用一台雷達的數據時，立體圖像上便會間中出現空洞和同心環(見圖一)。這現象在本港被廣泛雨區所覆蓋時尤為明顯。

圖一     2001年12月8日下午3時的立體雷達圖像，這圖像只用大老山雷達數據製作而成。圖像顯示在大老山上空出現空洞和同心環。

空洞

空洞的出現是與雷達的操作有關。圖二簡單顯示雷達掃描大氣時的過程。雷達先由較低仰角開始掃描，然後逐步調高仰角，一層一層的向上掃描。當達到最高的仰角後，雷達便會返回原來最低仰角的位置，開始新一輪掃描。因此，雷達正上空的地方是沒有數據的。立體圖像上於是便出現一個空洞。

圖二     雷達以不同的仰角掃描大氣。

同心環

同心環的出現是由於計算立體雷達資料時所造成的一種假視覺現象，當中涉及將雷達掃描所得的數據投射到不同層面的水平面上。由於最高仰角以上的地方沒有雷達資料，所以在雷達正上空的倒立圓錐體內是沒有數據的(圖二所示的黃色圓錐體)。當這沒有數據的地方投射到不同層面的水平面上，便會在個別平面上出現圓形的中空地區(見以下圖三顯示的立體視角效果)。水平面的高度越高，圓形地區便越大。立體雷達圖像是利用這些投射在不同層面的水平面上雷達數據製作而成。由於各層上圓形地區的邊界看上去像梯級一樣，在立體雷達圖像上於是便出現像同心環的現象(見圖一)。

圖三     雷達數據在不同水平面上的立體效果。

雷達圖像解讀

空洞和同心環是由雷達上空沒有數據地方所造成的假象。由於沒有數據地方的大小通常並不會隨時間改變，所以空洞和同心環的大小也不會改變，使到它們在立體雷達圖像上顯而易見。在解讀雷達圖像時，要小心勿將空洞和同心環視為沒有下雨的地區。

當兩台鄰近的雷達同時間運作，其中一台雷達所得的資料，能夠填補另一台雷達上空沒有數據的地方。這樣，空洞就不會出現，而同心環亦會變得不明顯(見圖四)。

圖四    2001年5月9日下午3時的立體雷達圖像，這圖像是結合大帽山和大老山天氣雷達資料製作而成。小圖是單獨利用大帽山雷達資料製成的圖像，突顯大帽山雷達上空出現的空洞和同心環。