多普勒天氣雷達在人工影響天氣中的應(yīng)用

韓杰++孫明霞++孫穎

我國隨著技術(shù)水平的不斷提升，多普勒天氣雷達在全國各地以及被廣泛的應(yīng)用。該雷達不僅能準(zhǔn)確的反映出降水地區(qū)的風(fēng)速、風(fēng)向以及多種大氣層的變化情況，同時，也能對雷達反射因子的強度值進行有效的測定。多普勒天氣雷達的應(yīng)用給我國的氣象監(jiān)測工作中帶來了極大的便利，在預(yù)警極端天氣的方面，有著十分重要的作用。

1 多普勒天氣雷達工作原理

目前世界上最先進的天氣監(jiān)測設(shè)備就是多普勒雷達，并且在多個國家已經(jīng)得到了深入的應(yīng)用。因此，我們就對多普勒雷達的工作原理進行深入的分析和探討。以便人們更清楚的對其工作原理的認(rèn)識。

1.1通過氣象目標(biāo)對雷達電磁波的散射和吸收

粒子對電磁波的兩大基本形式主要為粒子對電磁波進行的散射和吸收。散射主要稱之為電磁波的波束在大氣傳播當(dāng)中遇到云滴和雨滴以及其他懸浮的粒子和空氣分子，作為電磁波波束中的入射，會因為上述的粒子反射到不同的地方出現(xiàn)散射的現(xiàn)象。多普勒天氣雷達能通過接收到的電磁波束中自帶的振幅和位相等數(shù)據(jù)，從而得出了氣象目標(biāo)的平均速度，以及發(fā)射率因子的速度等基本數(shù)據(jù)，才能進行推斷并且計算出相應(yīng)的氣象情況。

1.2電磁波在大氣中的衰減

電磁波在大氣中的衰減主要現(xiàn)象為電磁波的能量隨傳播的路徑逐漸的進行減弱。電磁波的衰減能夠在很大程度上減少雷達中的回波功率，從而導(dǎo)致雷達回?fù)軘?shù)據(jù)的不準(zhǔn)確，而多普勒天氣雷達能得出氣象目標(biāo)的準(zhǔn)確數(shù)據(jù)，正式能夠利用電磁波的特點來分析各類天氣所折射的電磁波波束以及電磁波的衰減情況。

1.3電磁波在大氣中的折射

折射現(xiàn)象主要表現(xiàn)在真空環(huán)境下電磁波的傳播途徑是直線，而在大氣中由于各類氣體以及云雨滴的存在，使得電磁波在大氣中出現(xiàn)折射。而多普勒天氣雷達能通過標(biāo)準(zhǔn)折射、超折射、臨界折射、負(fù)折射以及無折射的具體分析，通過對雷達接收站所收集的折射信息進行詳細(xì)的計算和整理，從而得出相應(yīng)的氣象資料。

1.4多普勒效應(yīng)

多普勒效應(yīng)會以聲波的形式出現(xiàn)，主要表現(xiàn)在聲音的頻率會由于聲波的膨脹而不斷的減少，這種現(xiàn)象稱之為多普勒效應(yīng)。多普勒天氣雷達所發(fā)射的電磁波是以光速的形式進行傳播，通常的雷達不是直接對多普勒頻移測量，而是在往返脈沖對之間的差值得到氣象目標(biāo)的徑向速度。因此，多普勒天氣雷達與普通雷達的不同之處在于多普勒天氣雷達能準(zhǔn)確的提供氣象目標(biāo)的發(fā)射率因子，還能提供徑向速度和譜寬數(shù)值，在預(yù)警極端天氣時，這些數(shù)據(jù)是十分重要的。

2 多普勒天氣雷達在人工影響天氣中的應(yīng)用

對天氣情況進行準(zhǔn)確的預(yù)測，只能憑借多普勒天氣雷達自身較高的科學(xué)技術(shù)，在很多國家的天氣監(jiān)測當(dāng)中以及得到了廣泛的應(yīng)用。因此，我們對多普勒天氣雷達在人工影響天氣中的重要應(yīng)用進行深入的研究和分析。

2.1能夠?qū)?zāi)害性的天氣進行監(jiān)測和預(yù)警

多普勒天氣雷達在判斷強對流天氣最重要的數(shù)據(jù)是回波強度，能夠根據(jù)徑向的速度有效的判斷天氣中大氣層的異常情況，因為強對流天氣的出現(xiàn)和氣流的強度，會導(dǎo)致幅散以及旋轉(zhuǎn)等因素產(chǎn)生，這些都是對極端天氣識別最有效的依據(jù)。

2.2多普勒天氣雷達對極端氣象的干預(yù)

多普勒天氣雷達能夠通過對極端天氣的檢測并且及時發(fā)布?xì)庀箢A(yù)警，給人們的生命以及財產(chǎn)安全進行保障。通過多普勒天氣雷達的回波數(shù)據(jù)，可以對超級單體回波和多單體回波進行對龍卷風(fēng)級別的推斷。產(chǎn)生冰雹的主要條件是對流風(fēng)暴中強烈和大規(guī)模的上升氣流而產(chǎn)生的，主要發(fā)生在超級單體的回波中，想要推斷出冰雹的總量以及持續(xù)時間，就要應(yīng)用多普勒天氣雷達對回波數(shù)據(jù)的收集進行推斷。

2.3定量估測大范圍降水

想要確保雷達回波數(shù)據(jù)準(zhǔn)確的情況下，要在建站之初反復(fù)的校對和檢查，也要定期的對雷達參數(shù)進行復(fù)查。對于氣象工作者所得出的降雨圖是因為多普勒天氣雷達能夠?qū)?dāng)?shù)鼗夭ǖ膹姸扰c降水量之間的比值將降水強度實時的轉(zhuǎn)變?yōu)榻邓?，并且可以提供出階段性的雨水的分布圖，可以根據(jù)各個地區(qū)的降水情況進行綜合分析。

3 結(jié)語

綜上所述，多普勒天氣雷達在各個國家被普遍的運用，不僅能準(zhǔn)確的預(yù)報天氣情況，還可以為人工提供十分可靠的天氣依據(jù)，保證不對正常的作業(yè)進行影響。近年來在多個領(lǐng)域?qū)χ笇?dǎo)人工降雨和環(huán)境的評價都有著不可取代的地位。我們可以對多普勒天氣雷達的技術(shù)進行學(xué)習(xí)并借鑒，不斷的提升我國的雷達水平，對各個地區(qū)更好更快的避免災(zāi)害性天氣，能夠及時的檢測預(yù)警。

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