В течение многих лет радар использовался для получения информации об интенсивности и интенсивности дождя и других видов осадков. Это применение радара хорошо известно в Соединенных Штатах по привычным телевизионным сообщениям об осадках, наблюдаемых радарами Национальной метеорологической службы. Значительное улучшение возможностей метеорологических радаров произошло после того, как инженеры разработали новые радары, которые могли измерять доплеровский сдвиг частоты в дополнение к величине эхо-сигнала, отраженного от осадков. Доплеровский сдвиг частоты важен, потому что он связан с радиальной скоростью осадков, выдуваемых ветром (компонент ветра, движущийся либо в сторону, либо в сторону от радарной установки). Поскольку торнадо, мезоциклоны (порождающие торнадо), ураганы и другие опасные погодные явления имеют тенденцию к вращению, измерение радиальной скорости ветра в зависимости от угла обзора позволяет выявить вращающиеся погодные модели. (Вращение указывается, когда измерение доплеровского сдвига частоты показывает, что ветер приближается к радару под одним углом и удаляется от него под другим углом).
Импульсные доплеровские метеорологические радары, используемые Национальной метеорологической службой и известные как Nexrad, производят количественные измерения осадков, предупреждают о возможных наводнениях или опасном граде, определяют скорость и направление ветра, указывают на наличие сдвига ветра и фронтов порывов, отслеживают штормы, предсказывают грозы и предоставляют другую метеорологическую информацию. Помимо измерения осадков (по интенсивности эхо-сигнала) и радиальной скорости (по доплеровскому сдвигу частоты), Nexrad также измеряет разброс радиальной скорости (разницу между максимальной и минимальной скоростями) частиц осадков в каждой ячейке разрешения радара. Разброс радиальной скорости является показателем турбулентности ветра.
Еще одним усовершенствованием метеорологической информации, предоставляемой Nexrad, является цифровая обработка радиолокационных данных — процедура, позволяющая представить информацию в форме, доступной для интерпретации наблюдателем, который не обязательно является метеорологом. Компьютер автоматически идентифицирует сильные погодные явления и указывает их характер на дисплее, который видит наблюдатель. Высокоскоростные линии связи, интегрированные в систему Nexrad, позволяют своевременно передавать информацию о погоде для отображения различным пользователям.
Радар Nexrad работает на частотах S-диапазона (2,7-3 ГГц) и оснащен антенной диаметром 28 футов (8,5 м). Для сканирования луча шириной 1 градус на 360 градусов по азимуту и от 0 до 20 градусов по высоте требуется пять минут. Система Nexrad может измерять осадки на расстоянии до 460 км и определять их радиальную скорость на расстоянии до 230 км.
Серьезную опасность для самолетов, совершающих посадку или взлет с аэродрома, представляет нисходящий поток, или микровзрыв. Этот сильный нисходящий поток вызывает сдвиг ветра, способный прижать самолет к земле. Терминальный доплеровский метеорологический радар (TDWR) — это название типа системы в аэропортах или вблизи них, специально разработанной для обнаружения опасных микровспышек. По принципу действия он похож на Nexrad, но является системой меньшего радиуса действия, поскольку должен наблюдать опасные погодные явления только вблизи аэропорта. Она работает на частотах от 5,60 до 5,65 ГГц (диапазон C), чтобы избежать помех с более низкими частотами систем Nexrad и ASR.
