Si tratta, però, di impianti nella maggior parte dei casi nati per altre attività e solo in un secondo tempo "ereditati" dalla meteorologia. Il loro uso è problematico, poiché a queste lunghezze d'onda il fascio radar è soggetto ad un notevole assorbimento atmosferico. Buoni risultati nell'avvistamento delle nubi potrebbero essere raggiunti lavorando in banda K dove i radar convenzionali non possono vedere le microscopiche goccioline che le compongono.

Con lunghezze d'onda superiori a 3 cm e nell'ipotesi che le particelle abbiano un diametro inferiore ai 5 mm, la teoria permette di legare, in un'unica relazione nota come equazione del radar, la riflettività di un volume di atmosfera con l'intensità dell'eco, le caratteristiche del radar e quelle del mezzo in cui avviene la propagazione dell'onda elettromagnetica. In particolare, risulta che il fascio può subire una notevole attenuazione per la presenza di precipitazioni poste tra l'antenna ed il volume in osservazione.

Altri fattori possono poi concorrere a modificare il fascio radar durante la sua propagazione; essi sono di natura sia geometrica che fisica (legati a variazioni dell'indice di rifrazione atmosferico) o dovuti alla presenza di ostacoli naturali o artificiali. Se tralasciati conducono ad un'errata valutazione della situazione meteorologica; le correzioni possono intervenire a livello analogico, al momento della misura, o a livello digitale, in fase di riduzione dei dati. Uno di questi effetti, più propriamente meteorologico, è quello detto di bright band, che si presenta quando una particella di ghiaccio, attraversando il livello dell'isoterma 0°C, comincia a fondersi, ricoprendosi di una sottile pellicola d'acqua. Poiché i più alti valori di riflettività sono associati alla neve bagnata, questo fenomeno, particolarmente evidente nel caso di nubi stratiformi, provoca un notevole aumento di riflettività rispetto agli strati circostanti; per la sua eliminazione si fa ricorso ad un'interpolazione tra due strati orizzontali.

Una volta ottenuto un valore di riflettività il più possibile corretto, esso può essere convertito in quantità di pioggia tramite una relazione di questo tipo:

dove R è la precipitazione in mm/h, Z la riflettività ed a e b sono costanti il cui valore dipende dal tipo di precipitazione.

Il problema della determinazione delle costanti è uno dei più discussi in radar-meteorologia; in letteratura esistono moltissime coppie di coefficienti calcolate per diversi tipi di precipitazione e verificate sperimentalmente mediante confronto con una rete di sensori pluviometrici posti nella zona spazzata dal radar.

E' evidente, tuttavia, come questa relazione sia puramente empirica e soggetta ad incertezze dipendenti soprattutto dalla distribuzione delle dimensioni delle gocce nel volume in esame e dalla durata temporale della misura. Per migliorare il grado di precisione vengono usati i cosiddetti sistemi a doppia polarizzazione, dove la riflettività viene valutata su due piani tra loro ortogonali. Infatti, tanto più le gocce sono grandi, tanto più assumono, durante la caduta, una forma schiacciata e tanto più la riflettività orizzontale differisce da quella verticale, fornendo così un'indicazione della distribuzione delle dimensioni. In questo caso esistono delle relazioni diverse da quella citata dato che entrano in gioco altri parametri come la riflettività differenziale, la fase differenziale etc. Inoltre, la polarizzazione duale permette di distinguere le gocce di pioggia dalle particelle di ghiaccio, che durante la caduta conservano una forma pressoché sferica.

In conclusione, si deve sottolineare che, per quanto un radar possa essere impreciso, rispetto al satellite meteorologico, che vede essenzialmente la cima delle nubi , ed i sensori di punto, che rilevano dati su di un punto dello spazio, esso fornisce una misura delle grandezze osservabili su tutto lo spazio e rileva in maniera completa la struttura dei fenomeni meteorologici. Un suo utilizzo operativo è particolarmente utile nel Nowcasting, soprattutto riguardo all'individuazione di fenomeni violenti (temporali, grandine, wind shear). Un ulteriore miglioramento si avrà non appena entreranno in funzione le reti radar nazionali ed internazionali. L'integrazione con altri sensori, come quelli puntuali al suolo o in quota (palloni sonda), con i satelliti meteorologici, renderà possibile una visione sempre più completa delle osservabili meteorologiche.