多普勒雷達在氣象觀測中的應用探討

摘? 要：雷達在氣象觀測過程中發(fā)揮著非常積極的作用，隨著現(xiàn)代科技的進步與發(fā)展，越來越多的新型技術被應用到雷達氣象觀測過程當中，其中就包括多普勒雷達技術。對于多普勒雷達技術而言，將其應用到實際的氣象觀測過程中，對于提升氣象觀測質量有著非常積極地意義?；诖?，本文就重點對多普勒雷達在氣象觀測中的具體應用進行研究和探討。

關鍵詞：氣象觀測;多普勒雷達;雷達回波

中圖分類號：TN959.4? ? ? ?文獻標識碼：A 文章編號：2096-4706（2019）08-0051-02

Abstract：Radar plays a very active role in the process of meteorological observation. With the progress and development of modern science and technology，more and more new technologies have been applied to the process of radar meteorological observation，including Doppler radar meteorological observation. For Doppler radar technology，its application to the actual meteorological observation process has a very positive significance for improving the quality of meteorological observation. Based on this，this paper focuses on the specific application of Doppler radar in meteorological observation.

Keywords：meteorological observation;Doppler radar;radar echo

0? 引? 言

氣象觀測是現(xiàn)階段氣象工作過程中較為重要的一個環(huán)節(jié)，其觀測質量的高低不僅會對天氣預報工作的準確性產生一定的影響，還會在此基礎上直接對農業(yè)、交通、水文、軍事、環(huán)境保護等多個行業(yè)產生影響，因此，做好相應的氣象觀測工作也越來越成為現(xiàn)階段氣象部門工作的一項重點。多普勒雷達作為一種新型的雷達探測技術，將其應用到氣象觀測過程中，對于提升氣象觀測質量有著非常積極的意義。如何將多普勒雷應用到實際的氣象觀測過程中，并以此為基礎保證氣象觀測質量，也越來越成為現(xiàn)階段氣象部門工作的重點。

1? 氣象雷達技術概述

1.1? 氣象雷達技術含義

所謂的氣象雷達，指的就是專門被應用于大氣探測的雷達，其本質上屬于主動式微博大氣遙感設備[1]。對于氣象雷達而言，其主要是由定向天線、發(fā)射裝置、接收裝置、天線控制裝置、顯示和照相裝置、電子計算機和圖像傳輸裝置等組成，主要的作用為對中、小尺度的天氣系統(tǒng)進行警戒和預報。隨著氣象雷達相關技術的不斷發(fā)展，現(xiàn)階段的氣象雷達對于突發(fā)性、災害性氣候的監(jiān)測、預告以及警報具有非常重要的作用。

1.2? 氣象雷達技術發(fā)展現(xiàn)狀分析

對于氣象雷達技術而言，其主要的工作原理為通過電磁波和大氣之間的關系進行氣象觀測。早在20世紀40年代，雷達技術就被應用到氣候預測過程當中，那時的氣象雷達是通過改造后被應用到氣象監(jiān)測過程中;20世紀50年代，氣象雷達由原來的定性研究轉變?yōu)槎垦芯?20世紀60年代，氣象雷達技術得到了較大的發(fā)展，其精度更高，并且在資料傳輸方面有著較大的進步;自20世紀80年代之后，隨著計算機技術以及數(shù)字技術的發(fā)展，氣象雷達技術也得到了較大的進步，越來越多的新型雷達技術被應用其中，其中就包含多普勒雷達技術。

2? 多普勒雷達概述

2.1? 多普勒雷達的含義

多普勒雷達又被稱為脈沖多普勒雷達，其主要指的就是一種利用多普勒效應來對運動目標位置及相對運動速度進行探測的一種雷達[2]。其主要是由距離波門裝置、單邊帶濾波器、主波束雜波抑制電路以及檢測濾波裝置組成，通常來講，多普勒雷達具有高分辨率、自適應波形、重復應用以及抗干擾能力強等特點，也正是因為如此，現(xiàn)階段這一技術主要被應用于軍事和氣象觀測方面，并且在其中都發(fā)揮著非常積極的作用。

2.2? 多普勒雷達應用原理分析

對于多普勒雷達而言，當其發(fā)生一固定頻率的脈沖波進行對空掃描時，如果掃描過程中發(fā)現(xiàn)目標，其回波頻率與發(fā)射波頻率就會出現(xiàn)頻率差，這一現(xiàn)象被稱作多普勒頻率。多普勒雷達在實際的應用過程中，其主要的工作原理也是通過多普勒頻率來開展。簡單來說，根據雷達傳輸?shù)亩嗥绽疹l率，可以根據其大小對雷達徑向相對運動速度進行監(jiān)測;根據脈沖發(fā)射與接收的時間差可以對目標距離進行監(jiān)測，此外，還可以應用頻率過濾法對檢測對象的多普勒譜線進行確定[3]。

而對于氣象觀測而言，在應用多普勒技術的過程中，其所涉及到的技術以及程序相對較多，并且需要在雷達多個部分的共同配合下完成相應的氣象觀測任務。簡單來說，多普勒雷達在氣候觀測中的應用原理為：通過對雷達發(fā)射電磁波吸收和散射結果對天氣系統(tǒng)內部結構進行觀測。其應用原理與多普勒雷達工作原理基本相同，這樣一來，根據天氣系統(tǒng)的具體特征，結合實際的雷達觀測數(shù)據，就可以在較大程度上對氣象進行觀測。

3? 多普勒雷達在氣象觀測過程中的具體應用

在將多普勒雷達實際應用于氣象觀測方面的過程中，由于其所涉及到的因素有很多，因此，現(xiàn)階段多普勒雷達并未被應用到重要的天氣預報編發(fā)過程當中，盡管有的氣象機構會使用多普勒雷達進行重要天氣預報編發(fā)，但也是少數(shù)。更多時候，多普勒雷達氣象觀測技術被應用于一些天氣現(xiàn)象和天氣預報的影響編發(fā)過程當中。簡單來說，現(xiàn)階段多普勒雷達在氣象觀測過程中主要被應用于以下幾個方面。

3.1? 多普勒雷達在降水觀測中的應用

對于多普勒雷達技術而言，現(xiàn)階段其在氣象觀測過程中的較為重要的應用就是降水觀測。一般來講，多普勒雷達回波與降水觀測之間存在著一定的關系，因此，在進行降水觀測過程中，觀測人員應根據觀測站觀測數(shù)據及回波強度相關數(shù)據，結合降雨云團的影響，對區(qū)域內的降水量進行及時且準確的判斷，然后根據具體的判斷結果，對其可能產生的影響進行編寫，然后將其具體結果告知氣象部門，以此來幫助其可以更好地采取相應的措施對一些不良情況進行有效的預防。

3.2? 多普勒雷達在強對流天氣觀測中的應用

筆者研究發(fā)現(xiàn)，對于多普勒雷達而言，基于其工作原理，將其應用到強對流天氣觀測過程中具有著非常積極的意義。在進行強對流天氣觀測時，其主要就是通過對多普勒雷達回波來對其類型進行判斷，然后在此基礎上實現(xiàn)對于氣象災害的預測。在實際的應用過程中，觀測人員主要是依據雷達回波數(shù)據，結合相關技術對速度分布圖進行呈現(xiàn)，然后結合數(shù)據以及速度分布圖，實現(xiàn)對于強對流天氣類型進行判斷，并在此基礎上實現(xiàn)對于氣象災害的預測。

比如，在對臺風這類強對流天氣進行預測時，通過多普勒雷達技術對觀測過程中的回波進行識別，然后根據回波頻率所對應的天氣對其進行判斷，這樣就可以對臺風進行準確的判斷。除了可以對強對流天氣進行預測外，多普勒雷達技術對于冰雹、暴洪等也可以進行預測及判斷[4]。簡單來說，多普勒雷達技術在對冰雹這種天氣進行預報時，就可以通過多普勒雷達對對流風暴中強烈上升的氣流進行監(jiān)測，然后通過監(jiān)測結果對冰雹進行精準預測;而對于暴洪而言，多普勒技術則可以通過對降水回波的監(jiān)測判斷是否會出現(xiàn)長時間降水，這樣就可以對導致暴洪形成的天氣現(xiàn)象進行合理的預測和判斷，并在此基礎上提出相應的預防措施，對于保證人們開展相應的預防工作具有著非常積極的意義。

3.3? 多普勒雷達觀測站建設具體策略分析

在多普勒雷達技術應用過程中，多普勒雷達觀測站是開展其所有工作的重要基礎，因此，在實際觀測工作過程中，做好觀測站建設工作是保證其相關技術可以高效順利應用的基礎。在開展具體的建設工作時，相關工作人員應對其觀測參數(shù)進行仔細的校訂，同時在實際的運行應用過程中對其進行定期的校準，以此來保證雷達信號的強度和精確度。此外，在觀測站實際的工作過程中，還應定期對相關設備進行檢查和維護，保證其始終處于一種高效運行狀態(tài)，只有這樣，才能更好地對觀測質量進行有效的保證。

4? 結? 論

綜上所述，對多普勒雷達而言，將其應用到氣象觀測過程中對于提升氣象觀測的質量有著非常重要的意義。盡管現(xiàn)階段氣象部門已經將多普勒雷達應用到實際的氣象觀測過程中，但是并未對其進行相應的理論研究，這樣就很難完全的發(fā)揮出其在保證觀測質量方面的積極作用。只有對多普勒雷達的具體應用進行研究，才能更好地將其應用到實際的氣象觀測過程當中。

參考文獻：

[1] 魏娟娟，勾衛(wèi)東.多普勒雷達在氣象觀測中的應用分析 [J].南方農機，2018，49（8）：197.

[2] 袁琿，吳亞洲，姚凱榮.多普勒雷達在氣象觀測中的應用分析 [J].科技風，2017（19）：106.

[3] 董立書.多普勒雷達在氣象觀測中的應用 [J].農民致富之友，2016（5）：196.

[4] 羅劍飛.多普勒雷達實時回波在地面氣象觀測中的應用 [J].科技資訊，2012（22）：31.

作者簡介：楊帆（1985.08-），男，漢族，四川資陽人，助理工程師，本科，研究方向：氣象雷達。