中國古代神話中有千里眼和順風耳的故事。而雷達就是科學的千里眼。雷達是一種無線電裝置，其英文名稱是RADAR（即Radio Detecting and Ranging的縮寫），是無線電探測和定位的意思。早期的雷達主要用於軍事目的。現在已廣泛用於航空、航海、氣象、科學研究等各個方面。用來觀雲測雨的雷達，就是天氣雷達，已成為氣象部門監測天氣實況和預報未來天氣的有力工具。
專門用於大氣探測的雷達，屬於主動式微波大氣遙感裝置。與無線電探空儀配套使用的高空風測風雷達，只是一種對位移氣球定位的專門裝置，一般不算作此類雷達。氣象雷達是用於警戒和預報中、小尺度天氣系統（如颱風和暴雨雲系）的主要探測工其之一。
氣象雷達透過方向性很強的天線向空間發射脈衝無線電波，它在傳播過程中和大氣發生各種相互作用。如大氣中水汽凝結物（雲、霧和降水）對雷達發射波的散射和吸收；非球形粒子對圓極化波散射產生的退極化作用，無線電波的空氣折射率不均勻結構和閃電放電形成的電離介質對入射波的散射，穩定層結大氣對入射波的部分反射；以及散射體積內散射目標的運動對入射波產生的多普勒效應等。
氣象雷達回波不僅可以確定探測目標的空間位置、形狀、尺度、移動和發展變化等宏觀特性，還可以根據回波訊號的振幅、相位、頻率和偏振度等確定目標物的各種物理特性，例如雲中含水量、降水強度、風場、鉛直氣流速度、大氣湍流、降水粒子譜、雲和降水粒子相態以及閃電等。此外，還可利用對流層大氣溫度和溼度隨高度的變化而引起的折射率隨高度變化的規律，由探測得到的對流層中溫度和溼度的鉛直分佈求出折射率的鉛直梯度，並透過分析無線電波傳播的條件，預報雷達的探測距離，也可根據雷達探測距離的異常現象（如超折射現象）推斷大氣溫度和溼度的層結。
雷達定位的基本原理並不複雜。雷達定向地發射出電磁波（稱為發射波），發射波遇到目標物後，被散射波的一部分由雷達接收下來。雷達採用極座標掃描方式，記錄下雷達所指向的方位，就確定了目標物相對於雷達的方位。有了距離和方位，目標物這個點就定下來了。雲雨是一種特殊的目標物。雲雨中的雲滴、雨滴、雪晶、冰粒等降水粒子能夠散射雷達波，當它們散射回來的能量足夠大時，雷達就能識別出來，而在雷達熒光屏上顯示出雲雨的彩色影象，這就更為直觀和定量。訓練有素的雷達工作人員根據這些影象，判斷這個雲雨目標物的性質，是降雨還是降雹，是否伴有雷電大風，未來移向何處，是加強還是減弱等。
多普勒天氣雷達是利用多普勒效應工作的。不知你是否有過這種體驗，當你位於火車站臺上，遠處有一列火車向著你駛來時，你聽到火車的鳴笛聲會變得越來越尖銳；當這輛列車經過你面前又逐漸遠去時，火車鳴笛聲會變得越來越低沉。這是由於聲源對於你有相對運動，你感受到的聲源頻率有所改變了。這就是多普勒效應。多普勒天氣雷達在探測雲雨時，雲滴等降水粒子相對於雷達也有運動，這個運動在雷達所指的經向上有個分量，這個分量是朝向雷達或者背離雷達的，由於多普勒效應降水粒子散射回來的雷達波（稱為回波）的頻率比發射雷達波有所偏離。多普勒雷達能測量到這個頻率偏移，透過這個頻率偏移來了解雲中降水粒子的運動情況，從中提取豐富的氣象資訊。因而具有多普勒功能的天氣雷達，對於監測雷雨大風、冰雹大風、龍捲、下擊暴流、低層風切變等強對流天氣更為有利。多普勒天氣雷達在定量測量降水量方面，也具有更先進的功能，還能增強我們對暴雨的監測能力。
中國古代神話中有千里眼和順風耳的故事。而雷達就是科學的千里眼。雷達是一種無線電裝置，其英文名稱是RADAR（即Radio Detecting and Ranging的縮寫），是無線電探測和定位的意思。早期的雷達主要用於軍事目的。現在已廣泛用於航空、航海、氣象、科學研究等各個方面。用來觀雲測雨的雷達，就是天氣雷達，已成為氣象部門監測天氣實況和預報未來天氣的有力工具。
專門用於大氣探測的雷達，屬於主動式微波大氣遙感裝置。與無線電探空儀配套使用的高空風測風雷達，只是一種對位移氣球定位的專門裝置，一般不算作此類雷達。氣象雷達是用於警戒和預報中、小尺度天氣系統（如颱風和暴雨雲系）的主要探測工其之一。
氣象雷達透過方向性很強的天線向空間發射脈衝無線電波，它在傳播過程中和大氣發生各種相互作用。如大氣中水汽凝結物（雲、霧和降水）對雷達發射波的散射和吸收；非球形粒子對圓極化波散射產生的退極化作用，無線電波的空氣折射率不均勻結構和閃電放電形成的電離介質對入射波的散射，穩定層結大氣對入射波的部分反射；以及散射體積內散射目標的運動對入射波產生的多普勒效應等。
氣象雷達回波不僅可以確定探測目標的空間位置、形狀、尺度、移動和發展變化等宏觀特性，還可以根據回波訊號的振幅、相位、頻率和偏振度等確定目標物的各種物理特性，例如雲中含水量、降水強度、風場、鉛直氣流速度、大氣湍流、降水粒子譜、雲和降水粒子相態以及閃電等。此外，還可利用對流層大氣溫度和溼度隨高度的變化而引起的折射率隨高度變化的規律，由探測得到的對流層中溫度和溼度的鉛直分佈求出折射率的鉛直梯度，並透過分析無線電波傳播的條件，預報雷達的探測距離，也可根據雷達探測距離的異常現象（如超折射現象）推斷大氣溫度和溼度的層結。
雷達定位的基本原理並不複雜。雷達定向地發射出電磁波（稱為發射波），發射波遇到目標物後，被散射波的一部分由雷達接收下來。雷達採用極座標掃描方式，記錄下雷達所指向的方位，就確定了目標物相對於雷達的方位。有了距離和方位，目標物這個點就定下來了。雲雨是一種特殊的目標物。雲雨中的雲滴、雨滴、雪晶、冰粒等降水粒子能夠散射雷達波，當它們散射回來的能量足夠大時，雷達就能識別出來，而在雷達熒光屏上顯示出雲雨的彩色影象，這就更為直觀和定量。訓練有素的雷達工作人員根據這些影象，判斷這個雲雨目標物的性質，是降雨還是降雹，是否伴有雷電大風，未來移向何處，是加強還是減弱等。
多普勒天氣雷達是利用多普勒效應工作的。不知你是否有過這種體驗，當你位於火車站臺上，遠處有一列火車向著你駛來時，你聽到火車的鳴笛聲會變得越來越尖銳；當這輛列車經過你面前又逐漸遠去時，火車鳴笛聲會變得越來越低沉。這是由於聲源對於你有相對運動，你感受到的聲源頻率有所改變了。這就是多普勒效應。多普勒天氣雷達在探測雲雨時，雲滴等降水粒子相對於雷達也有運動，這個運動在雷達所指的經向上有個分量，這個分量是朝向雷達或者背離雷達的，由於多普勒效應降水粒子散射回來的雷達波（稱為回波）的頻率比發射雷達波有所偏離。多普勒雷達能測量到這個頻率偏移，透過這個頻率偏移來了解雲中降水粒子的運動情況，從中提取豐富的氣象資訊。因而具有多普勒功能的天氣雷達，對於監測雷雨大風、冰雹大風、龍捲、下擊暴流、低層風切變等強對流天氣更為有利。多普勒天氣雷達在定量測量降水量方面，也具有更先進的功能，還能增強我們對暴雨的監測能力。