3篇文章集合(氣象雷達概況與發(fā)展趨勢)

1、發(fā)展趨勢:一.氣象雷達是大氣監(jiān)測的重要手段在突發(fā)性、災(zāi)害性的監(jiān)測、預(yù)報和警報中具有極為重要的作用。目前全球設(shè)有1000多個天氣雷達站分布在世界各地。氣象雷達技術(shù)的發(fā)展大體分3個階段第一階段為20世紀40年代末到60年代第二階段20世紀70年代到80年代第三階段從20世紀90年代開始。近20年氣象雷達最突出的發(fā)展是氣象多普勒雷達在大氣遙感探測和研究中的應(yīng)用如探測降水云內(nèi)和晴空大氣中水平風(fēng)場和垂直風(fēng)場降水滴譜和大氣湍流等。在這個科技日新月異

2、的時代，雷達新技術(shù)層出不窮我們來看看世界各圖在氣象雷達領(lǐng)域的前沿1.美國、日本、德國、印度尼西亞等國家參加的國際赤道觀測站計劃旨在對影響氣候變化的赤道上空大氣進行探測。該計劃除在印度尼西亞斯馬特拉島設(shè)站外還計劃在非洲、南美設(shè)站。2.歐盟為了促進雷達觀測資料在各國之間交換擴大受益面加強了各國之間的合作。重點研究雷達探測降水和雷達資料國際網(wǎng)絡(luò)促進了天氣雷達的發(fā)展。未來幾年歐洲天氣雷達仍然以發(fā)展C波段多普勒雷達為主雙PRF技術(shù)可能用脈沖壓縮技

3、術(shù)來代替。3.美國聯(lián)邦航空局在紐約已成功地研制成一部風(fēng)切變告警雷達。該雷達是一部多普勒C波段雷達可以全自動探測和告警顯示機場周圍的惡劣天氣防止風(fēng)切變造成的危害和微爆現(xiàn)象。4.日本開發(fā)了一種直徑僅1米的小型雷達其性能與機場等使用的大型氣象雷達相當(dāng)。這種小型雷達使用了適合在低空進行觀測的3000兆赫的電磁波。觀測幾乎是實時的時間僅需約1分鐘。由于體積小能安裝在汽車和小型船舶上可預(yù)測1平方公里小范圍內(nèi)的天氣現(xiàn)象。5.美國宇航局的蘭利研究中心在

4、宇宙飛船“發(fā)現(xiàn)號”上安裝激光雷達進行激光雷達系統(tǒng)從太空觀測大氣。這一研究將使空間遙感技術(shù)進入一個新的時代有可能找到至今仍使氣候模式研究人員感到困惑的許多問題的答案。觀測的數(shù)據(jù)包括云、對流層和平流層的氣溶膠、行星邊界層的特征、地面以上625英里平流層的空氣密度和溫度以及一系列的地面特征。二、發(fā)展趨勢1.盡管近年來電子計算機技術(shù)飛躍發(fā)展加快了科技成果向業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)化的速度但由于技術(shù)和經(jīng)費等方面的原因在2020年之前各國氣象部門采用更新一代的天氣雷

5、達投入業(yè)務(wù)應(yīng)用的可能性很小。今后20年間天氣雷達技術(shù)的發(fā)展將集中在以下幾個方面:(1)當(dāng)今大氣科學(xué)的發(fā)展重點是更長時間尺度的氣象研究和更短空間尺度的中小尺度氣象學(xué)研究和應(yīng)用多普勒天氣雷達是天氣雷達發(fā)展的方向和趨勢。今后將一步發(fā)展多普勒天氣雷達技術(shù)擴展探測功能。目前多普勒天氣雷達主要用于對與降水伴隨的災(zāi)害性天氣的監(jiān)測和短時預(yù)報而對于晴空探測、特別是獲取晴空風(fēng)場信息將是多普勒天氣雷達功能擴展的下一個目標(biāo)。據(jù)估算采用相干累加技術(shù)有可能使雷達獲

6、取晴空風(fēng)場的能力提高15—21dB。多普勒天氣雷達對下?lián)舯┝?、微下?lián)舯┝饔泻芎玫谋O(jiān)測能力但由于這類惡劣天氣現(xiàn)象生命史極短僅一兩分鐘最多不超過10分鐘改變現(xiàn)行多普勒天氣雷達掃描取樣的體制可行的最簡單的是在天線垂直波束上采用相控技術(shù)形成多波是筆者長期工作實踐基礎(chǔ)上的理論升華，相信對從事相關(guān)工作的同行有著重要的參考價值和借鑒意義。關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞：氣象雷達，偏振雷達，機載雷達，相控陣氣象雷達近幾十年來呈高速發(fā)展的態(tài)勢，受到世界上大多數(shù)國家和包括

7、世界氣象組織在內(nèi)的氣象、水文和相關(guān)學(xué)科的國際氣象組織的高度重視。特別是多普勒天氣雷達技術(shù)的應(yīng)用，使獲取更多的大氣運動狀態(tài)信息成為可能，極大地提高了各國氣象和水文部門對極端災(zāi)害性天氣的監(jiān)測和預(yù)報能力，已成為世界各國構(gòu)建業(yè)務(wù)雷達網(wǎng)之首選。此外，以美國和歐洲國家為主的研究機構(gòu)和大學(xué)開展了各種特種雷達的研制和開發(fā)，如雙線偏振雷達、激光雷達、風(fēng)廓線雷達等，這些雷達大多數(shù)處于試驗階段或主要用于大型外場試驗。但它們所具有的目前業(yè)務(wù)雷達網(wǎng)無法達到的性能

8、，大大提高了對大氣系統(tǒng)的認識水平。同時新型雷達的研制和試驗，對于改進業(yè)務(wù)雷達信號和產(chǎn)品的處理水平，探索今后業(yè)務(wù)雷達網(wǎng)的發(fā)展方向也做出了非常有益的貢獻。本文首先闡述了國外發(fā)達國家氣象雷達的發(fā)展現(xiàn)狀，然后分別簡要介紹雙(多)基地天氣雷達、雙線偏振雷達、相控陣天氣雷達、激光天氣雷達、風(fēng)廓線雷達等新型雷達探測大氣的原理及其在氣象中的應(yīng)用。1氣象雷達發(fā)展現(xiàn)狀氣象雷達發(fā)展現(xiàn)狀美國在80年代初開始研制全相干脈沖多原普勒天氣雷達，1988年開始批量生產(chǎn)

9、，并由此組成的美國下一代天氣雷達網(wǎng)(NEXRAD)作為美國氣象現(xiàn)代化的重要組成部分開始實施。WSR88D多普勒天氣雷達不僅提高了探測能力，還具備了獲取風(fēng)場信息的功能，并提供了豐富的監(jiān)測和預(yù)警產(chǎn)品。2000年NEXRAD業(yè)務(wù)布網(wǎng)完成，包括了158部業(yè)務(wù)雷達，分布在美國本土以及近海和島嶼，雷達間的最大距離為250海里。NEXRAD網(wǎng)的布設(shè)，大大提高了對災(zāi)害性天氣，尤其是暴雨的預(yù)報能力，對龍卷形成前奏中尺度氣旋和機場附近的下?lián)舯┝鞯淖R別具有特