中国气象雷达往事片段

敏视达雷达往事

CINRAD Joint Venture. In August 1994, the Unisys China Company Ltd, a wholly owned subsidiary of Unisys Corporation in China, and the China Meteorological Administration have signed an MoU to establish a joint venture in China to develop and produce a new Doppler weather radar for use in China and to be marketed throughout the Pacific Rim. The new radar would be similar to the WSR-88D. The China New Generation Weather Radar (CINRAD) would be specifically tailored for the Pacific Rim area and would sell at a lower cost. ¹

1994 年 8 月，联合信息公司（Unisys Corporation）在中国的全资子公司——联合信息中国公司（Unisys China Company Ltd）与中国气象局签署了谅解备忘录，决定在中国成立一家合资企业，开发和生产一款新的多普勒天气雷达，该雷达将用于中国并在整个太平洋地区销售。该雷达与 WSR-88D 类似。中国新一代天气雷达（CINRAD）将专门为太平洋地区量身定制，并以较低的成本销售。

在《人民日报》1995 年 8 月 17 日第 5 版中有提到：

中美合资生产新一代天气雷达

本报讯由１００多部多普勒天气雷达组成的新一代天气雷达监测网，将在未来２０年内取代我国现有的天气雷达监测网。日前，中美合资生产这种新一代雷达的签字仪式在京举行。

据悉，组建新一代天气雷达监测网，将耗资８亿元人民币。中国气象局所属中国华云技术开发公司与美国罗奥公司签订协议成立的天气雷达合资公司，专门为国内提供高性能低成本的新一代天气雷达产品，并使这些产品走出国门参与世界竞争。（段功伟）²

合资公司具体的股份信息则在 Defense Daily 上有报道：

Loral Defense Systems-East and the China National Huayun Technology Development Corp. have agreed to establish a joint venture to develop and produce an advanced Doppler weather radar system for use, initially, by the China Meteorological Administration. The system, called CINRAD (China Next Generation Weather Radar) will be similar to U.S.’s National Weather Service NEXRAD network, which is produced by Loral. Loral will own 51 percent of the joint venture, and will provide systems engineering and NEXRAD technology. Loral says CINRAD will offer the same or better performance than NEXRAD, and will be competitively priced.

Loral Defense Systems-East 和中国华云技术发展集团已同意成立一家合资企业，开发和生产先进的多普勒气象雷达系统，最初供中国气象局使用。该系统名为 CINRAD（中国下一代天气雷达），将类似于美国国家气象局 NEXRAD 网络，该网络由 Loral 生产。Loral 将拥有合资企业 51% 的股份，并将提供系统工程和 NEXRAD 技术。Loral 说，CINRAD 将提供与 NEXRAD 相同或更好的性能，并且价格具有竞争力。³

中国气象报在 2019 年刊载过一段历史：

中美合作谈判中方代表小组组长肖弟权：

1994 年，我开始主持引进美国全相干多普勒天气雷达（NEXRAD）谈判项目。当时，NEXRAD 雷达是世界上技术最先进的雷达之一，但每部售价高达 485 万美元，世界上没有几个国家用得起，美国看到了中国这一巨大市场。

…

谈判开始时，美国专家摆出一副高高在上的姿态，坚持要我们购买散件在中国组装，然后才有可能考虑为中国生产雷达。我们断然拒绝，NEXRAD 雷达非常昂贵，购买散件回国组装的实际成本可能更贵；同时，该雷达设计于 1988 年，受条件限制，雷达的使用寿命只有 20 年。

对此，我们提出“外引内联”方案，即引进雷达接收、发射、天线这三项仍处于世界最先进的技术，联合国内的雷达研究所制造。美方专家认为该方案风险太大，但最终还是在见识到我们的技术装备能力后，开始认真坐下来讨论这个方案。

双方一共进行了七轮车轮战式谈判，最后，技术分成是一个大难点。美方傲慢地提出 9:1 的分成，被我们断然拒绝。在整个过程中，我们谈判小组始终不露怯，有理有节、见招拆招，最终以“开拓海外市场”计划的方案达成一个合理的技术分成协议。

…

在确定生产商的时候，我们对参与投标的厂家提出“自行垫付，待验收合格再付款”的要求，并防止成为“胡子工程”“钓鱼工程”。1996 年，设计图纸刚出来，安徽省政府就出资购买了一部。

我们用了四年多的时间，用不到 300 万美元成立合资公司，引进的第一部雷达实现了“性能不低于美国的 WSR-88D 雷达，价格大大降低”的目标。 ⁴

上述提到安徽政府出资购买了一部雷达，即后文提到的合肥雷达。

另一篇报道还提到了国内参与生产制造的合作的单位：

这是一个具有重大意义的事件。我们通过‘外引内联’的方式，引进当时美国最先进的全相干多普勒雷达（NEXRAD）技术，并联合国内 14 所、54 所、206 所等一流的雷达研究、设计、制造、应用等企业和单位，共同研制生产中国新一代天气雷达（CINRAD），使我国的雷达技术实现跨越式发展。⁵

在敏视达公司的官网里则有股权变更的详细记录：

北京敏视达雷达有限公司是由中国气象局所属的中国华云气象科技集团公司和美国洛克希德.马丁公司 1995 年共同投资兴办的高新技术企业。

…

2011 年 4 月，双方通过股权转让，华云持股由原来的 49%变更为 70%，洛克希德持股由原来的 51%变更为 30%；2015 年 11 月，洛克希德将其在公司持有的全部股权转让给华云，公司从中外合资企业变更为内资企业。⁶

上述的资料其实并不全面，前后出现了三家美国公司 Unisys/Loral/Lockheed Martin，实际上当时和气象局签约的美国公司是 Loral Corporation⁷:

这家公司实际上先是收购了 Unisys 的一部分业务，然后又被 Lockheed Martin 收购：

• May 5, 1995 – Loral acquires Paramax, the defense unit of Unisys, for $862 million in cash.
• January 8, 1996 – Lockheed Martin agreed to purchase the defense electronics and system integration businesses of Loral for $9.1 billion. Loral becomes Loral Space and Communications.⁸

所以也就能明白为什么 1994 年签署备忘录的是 Unisys，1995 年成立合资公司的时候是 Loral，而后来的股权变更则是 Lockheed Martin。

CINRAD

在 2001 年 S.L. Johnston 到中国访问，并提到了一些技术情况：

I visited METSTAR JV in Northwest Beijing to see and discuss their metereological radar project, jointly with Lockheed-Martin. Their CINRAD-WSR-98D is an upgrade of the now old UNISYS WSR-88D NEXRAD made for the US National Weather Service. The new model has many enhancements that provide performance superior to NEXRAD. Two are: use of manual scan in real-time radar operating mode; and use of rain gauges to provide calibration of the radar derived from empirically based rainfall estimation. Interestingly, they are making both S-band and C-band versions. Most of the radar systems assemblies are made in China; transmitters by NRIET in Nanjing; antennas by ???; receivers are made in Xian (some with digital receivers). DELL makes CINRAD computers. These radars will essentially blanket the inhabited areas of China. Most interestingly, the C-band and S-band radars are not intermixed, but rather are in separate “bands.” The antenna towers (30 m or so) are artistic wonders: some are curved masonry rather than plain steel towers topped by radomes. The first was installed in Hufe in 1998. This is a project that China and Lockheed-Martin can be proud of; I was given a model of the CINRAD-WSR-98D antenna (batteries not included).

我参观了位于北京西北部的 METSTAR JV，与他们讨论了与洛克希德·马丁（Lockheed-Martin）联合开展的气象雷达项目。他们的 CINRAD-WSR-98D 是对现已老旧的 UNISYS WSR-88D NEXRAD 雷达的升级，该雷达最初是为美国国家气象局（NWS）制造的。新型号在多个方面进行了改进，性能优于 NEXRAD。其中两个主要改进是：在实时雷达操作模式下支持手动扫描，以及使用雨量计进行校准，以提高基于经验的降水估算精度。有趣的是，他们正在制造 S 波段和 C 波段两种版本的大气雷达。雷达系统的大部分组件都在中国制造：发射机由南京的 NRIET（南京电子技术研究所）生产；天线由 ??? 生产；接收机在西安制造，其中一些采用数字接收技术。CINRAD 雷达的计算机由 DELL 生产。这些雷达将覆盖中国的主要居住区。最值得注意的是，C 波段和 S 波段雷达并未混合使用，而是分别部署在各自的“频段”内。雷达的天线塔（约 30 米高）设计独特，极具艺术感：有些是弯曲的砖石结构，而不是传统的钢塔和圆顶罩。第一座雷达站于 1998 年在合肥安装。这是一个值得中国和洛克希德·马丁共同骄傲的项目。我还获赠了一个 CINRAD-WSR-98D 天线模型（不含电池）。⁹

其中提到了发射机、天线和接收机是国内生产，这也与中国气象报的报道相符。另外提到的天线塔结构与美国的雷达站不同，可以参阅下文展示的南汇雷达、合肥雷达建设完毕的样子同美国的雷达站进行对比。

上海采购 NEXRAD

In another agreement, the Shanghai Meteorological Bureau signed a US$4.76 million contract with Unisys China Hong Kong for the delivery of a WSR-88D Doppler weather radar for installation in Shanghai in early 1996. The Shanghai radar would be identical to the US systems and installed on a 700 ft twin-tower complex built in downtown Shanghai by a Hong Kong developer. Data would be transmitted to the Shanghai Meteorological Bureau and serve as a baseline for developing the CINRAD system. ¹

在另一项协议中，上海气象局与联合信息中国香港签署了一份价值 476 万美元的合同，约定在 1996 年初向上海交付一台 WSR-88D 多普勒天气雷达并进行安装。上海的雷达将与美国的系统完全相同，并安装在由香港开发商在上海市中心建造的 700 英尺双塔建筑群上。雷达数据将传输至上海气象局，并作为开发 CINRAD 系统的基础数据。

在另一篇文章中，则含有建成时的照片：

1991 年，上海气象工作者利用 714 国产天气雷达探测进行天气分析，而到了 1997 年，在中国气象局和上海市人民政府的大力支持下，全国第一部 WSR-88D 多普勒天气雷达在浦东南汇落成，短时灾害性天气监测预警能力获得了显著提高。 ¹⁰

在浦东政府网站里找到了另一部分描述：

基地位于大治河东水闸北岸西侧，于 1997 年 11 月建成并投入运行。占地面积 0.53 公顷，建筑面积 1300 平方米。由核工业部上海浦东设计院设计。主要由雷达塔球和辅助房组成。雷达塔球底座为钢筋混凝土浇筑而成的整体结构。塔高 30 米，共分四层，塔顶圆球直径 19.5 米（WSR-88D 多普勒天气雷达的雷达天线和天线罩安装于此）。雷达工作机房设在雷达塔四楼。

辅房是基地工作人员办公、休息的场所，兼作多普勒天气雷达塔培训用房。

基地由中国气象局、上海市政府、上海市气象局共同投资 3000 多万元建造。 它的建成，大大提高了对上海东部地区灾害性天气的监测和预警能力。¹¹

实际上，在建设运行过程中，因为通信和传输的问题，有一些改动：

RPG 和 RDA 共同放置在雷达站的机房内，雷达站与气象大楼之间采用数字化的窄带通信，这点与美国的雷达站不同。另外，我们利用雷达上的 56K 接口，直接连至 DTU 设备上进行 56K 速率的远距离窄带通信，这也是根据上海的条件确定的。这一改动，使得尽管 RGP 与 PUP 不在一处，但传输的速度达到 56K，与 RPG、PUP 放在一起的效果相同，并且费用仅比 9.6K 多一倍，两条线全年的费用也只有五万元左右，是宽带线费用的十多分之一左右，可达到既好又省的效果。¹²

并且在运行一年后，工作人员也总结了运行结果：

我们对 1998 年 7~8 月用雷达作强对流的短时预报作了统计，2 个月中共出现强对流天气 20 次，发布警报 29 次，其中报对 19 次，空报 10 次，漏报 1 次，统计评分击中率 POD 为 95%，达到了很高的水平，空报率 FAR34%，造成空报较多的原因，大都是因为外地产生的强对流在雷达上发现后即发布警报，但在移近上海时减弱或消散了，所以产生了空报。¹³

关于上海气象局采购 WSR-88D 的事情，公开资料并不是很多，并且没有查找到亲历者的回忆。所以这里只是简单的记录。

中国第一部 CINRAD - 合肥

在《庐阳银珠 - 中国第一部 S 波段多普勒天气雷达落户合肥纪实》一书中，对项目的确立有一部分描述：

室外玉树琼枝，北风凛冽，室内讨论热烈，却又透着几分紧张。要知道，盯上这第一部雷达的远不止安徽一个省份！安徽省委、省政府的领导们言辞凿凿，为保一方平安的话语热得有些发烫。在场的五位中国气象局领导深受感染，规格如此之高、阵容如此之大的代表团到中国气象局争取项目，这是中国气象史上从来没有过的事情。邹竞蒙局长巡视着这些远道而来的“父母官”们一双双渴盼的眼睛，心潮起伏难平，他轻拍扶手，毅然宣布：“把中美合作生产的具有 20 世纪 90 年代世界先进水乎的第一部 S 波段多普勒天气雷达建在合肥！”会场沉静了片刻，随即爆发出热烈的掌声。

“而且是无偿提供！”邹局长接着又补充了一句。回省长站起来，疾步走向邹竞蒙，两双大手紧紧地、久久地握在了一起。

回省长代表安徽省委、省政府向邹竞蒙局长，向中国气象局的所有领导对安徽经济建设和社会发展的援助表示最为诚挚的感谢。同时表示：雷达站土建工程将由安徽省政府投资，省部共建，为安徽省防灾减灾装上真正的“千里眼”、“顺风耳”…… 经久不息的掌声再一次响起。¹⁴

我相对熟悉的的雷达站，高度都不是很高，比如美国的 NEXRAD 一般的外观如下:

然后庐阳银珠高达 128 米：

在《庐阳银珠》一书中雷达塔楼外观的来源以及调整有详细的描述:

当雷达站建设正式立项之后，塔楼形象设计受到了省市建筑设计部门的多方关注，先后有 6 家单位报送了 6 套方案。按照回良玉省长“塔楼外形必须独特美观，要体现高科技主题”的指示，省气象局党组对 6 套方案进行了初选，并在全局职工中广泛征求意见后，报省委、省政府。回良玉省长，王昭耀副省长在百忙之中亲自审阅，最终选定了省城乡规划设计研究院的方案。

这一方案有三个方面的突破。首先是突破了该类建筑惯用的圆柱体构思，把塔楼设计为正方体；二是离地面 93~97 米处的观光层突破了传统同心圆的构思，设计为偏心圆，圆盘偏离核心筒主轴达 6.8 米：三是突破了传统的对称构思，采用三个不对称造型。整个塔楼高度设计为 115 米，结构为钢筋混凝土框架。塔楼的正、侧两面构成“A、H、F”三个字母，代表“安徽合肥”，远观则呈拔地腾飞之态，令人耳目一新。

…

在塔楼土建开工之际，雷达生产厂家——北京敏视达公司美方专家来到合肥，专程了解雷达塔楼设计中有关机房布局、谐振频率问题。按照原有设计计算，塔楼谐振频率为 0.52 赫兹，而这第一部新一代的天气雷达则要求在其运转时塔楼的谐振频率不得小于 0.7 赫兹，显然，二者相距甚远。雷达公司的专家们在离开合肥时正告：塔楼谐振频率问题不解决，雷达届时不能安装！

问题如何解决？雷达公司的专家们却“无可奉告”，再去找建筑设计部门，人家盖楼向来只考虑楼房的承重能力、垂直度，还考虑什么诺振频率？电传到美国，美国专家回电，第一句话是：“非常惊讶你们使用钢筋混凝土结构……”原来美国雷达都安装在 30 ～ 40 米高的钢架上，从来就没建过这么高的钢筋混凝土结构的大楼来承载雷达。国内没有，美国没有，世界上也没有这个先例。

…

在全力集中技术骨干进行攻关的同时，刘局长又命令雷达办主任邢克溥带领技术部和工程部人员到社会各界“寻师访友”。（……）在度过焦虑的 1997 年春节之后，来到了中国科技大学。在省气象局雷达办的配合下，力学与机械工程系教授吴长春带领他的 4 个研究生，进行了大量的理论分析和数值计算，终于完成了《多普勒天气雷达塔楼结构系统的动力分析与结构优化》课题，对塔楼原有设计进行修改，使其请振频率增加到 0.71 赫兹，达到了雷达公司允许的下限数，为各方认可。

修改包括两个方面：一是将浇铸墙体水泥的标号由 C35 提高到 C45；二是降低墙体重心，墙体减薄上升。这看似简单的两条，实是科技工作者一丝不苟的明证。两年后，技术专家对雷达进行了谐振指标的检测试验，塔楼诸振频率实测为 1.6 赫兹，远远超出了雷达的设计要求。¹⁴

从上述的沟通看，似乎塔楼的设计和决策过程没有美方的雷达专家参与的。不过这个建设可能开了一个不错的先例，我了解到后来延吉的新一代天气雷达塔也很高，在云海中挺好看的：

新一代天气雷达塔总建筑高度 164.85 米。整个建筑功能由新一代天气雷达站、气象科普知识展览、景观旅游观光组成。¹⁵

这里也提一个历史事件：1999 年 2 月邹竞蒙在北京遇害身亡¹⁶，没有看到雷达建成的那一天。