5.2.2 影响地杂波的主要因素
影响地杂波谱的主要因素如下［157－162］：
（1）波束驻留时间的影响
有限观察时间内回波脉冲的个数有限，将会造成回波谱的谱线展宽，每根谱线都成为一个谱瓣，其宽度约为观察时间的倒数。用δS表示由于观察时间有限引起的回波谱谱瓣展宽的偏差均方根值，则
δS∝fr/n
式中，n是回波脉冲个数，fr表示脉冲重复频率。因此，观察时间引起的地杂波功率谱谱瓣的展宽与观察时间成反比。
（2）地杂波源本身运动的影响
地杂波源本身运动也会影响杂波谱的形状。引起杂波源运动的主要原因是风，如风吹动植物枝叶的运动会使杂波产生多普勒频率分布，从而展宽杂波谱，由于杂波源运动的随机性，谱线展宽的形状可认为是高斯的。若以δv表示杂波源运动的径向速度的均方根值，λ是雷达波长，则由于地杂波源运动引起的杂波谱展宽的均方根为δw为
δw＝2δv/λ
由此可以看出，地杂波谱展宽的程度决定于地杂波源本身运动的速度和雷达波长，速度越大或者波长越短，则谱线展宽越多。
（3）雷达本身运动的影响
由于雷达安装在运动平台上，则会产生两种影响：一是由于雷达与被照射的地杂波源之间有相对径向速度，会使地杂波回波产生多普勒频移；二是地杂波单元有一定宽度，使得地杂波谱的谱线展宽。谱线展宽的均方根值δm为
δm∝Vgcosα×Δθ
式中，Vg是雷达运动速度，α是天线主波束指向方位角，Δθ是散射单元的尺寸。
由此可以看出，雷达载体本身运动所引起的杂波谱的展宽与载体的运动速度、地杂波单元的尺寸成正比，载体的运动速度越高或者地杂波单元尺寸越大，则谱线展宽越多。
综合上述几种因素，地杂波单元回波谱的形状近似为高斯形，方差为每个单独分量方差之和
通过机载气象多普勒雷达可获得地杂波的3种基本信息是：强度、多普勒径向速度以及速度谱的宽度σv。
多普勒径向速度Vr的实际含义是：在抽样体积内，所有粒子的径向速度的平均值。日常使用的多普勒速度值就是这个平均值。在抽样体积中，由于存在风切变、湍流和其他（如地杂波等）原因，粒子的运动和位置是无规则的、随机的，对之进行统计平均，其理论表达式为
式中，φ（v）为功率密度，即在单位速度间隔内的功率。显然，式中的分母
即为这个抽样体积内总的回波功率。由此可以看出，Vr实际上是以功率密度为权重，对抽样体积内所有粒子的径向速度v的加权平均值。
考虑到抽样体积内粒子的多普勒速度的不同，它们偏离平均值Vr的均方差的理论表达式为
式（5.4）说明以功率密度为权重，对抽样体积内的（v－Vr）2的加权平均值，实际上反映的是各个粒子偏离平均值Vr的平均程度。
（取正值）即为谱宽。v偏离Vr越大，谱宽值越大；反之，谱宽值越小。
由于风切变对谱宽的较大影响，可用谱宽识别在多普勒速度图上不容易识别的风切变区。例如，对风速性切变，由于切变区的两侧风向相同，使得切变线不易识别。这种情况下，由于在抽样体积中，切变使得各粒子的径向速度差异变大，从而导致在切变区域存在谱宽的大值区，其形状、位置与切变线大致相同。特别在风向性切变的区域中，有时多普勒速度方向相同，切变线不易识别。基于上述理由，切变线附近谱宽值较大，有利于识别。例如，多普勒雷达探测位于雷达西面的西北、西南风的切变区，多普勒速度为负值，但这时的切变区附近，由于风切变存在，使得谱宽增加，同样存在与切变区位置相同的谱宽大值区。