天氣預報天_天氣雷達

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所屬分類:氣溫查詢

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天氣雷達,是氣象雷達的一種,是監測和預警強對流天氣的主要工具,其工作原理是通過發射一系列脈沖電磁波,利用云霧、雨、雪等降水粒子對電磁波的散射和吸收,為探測降水的空間分布和鉛直結構,并以此為警戒跟蹤降水系統。

天氣雷達多為脈沖雷達,它以一定的重復頻率發射出持續時間很短(0.25~4微秒)的脈沖波,然后接收被降水粒子散射回來的回波脈沖。天氣預報天降水對雷達發射波的散射和吸收同雨滴譜、雨強、降水粒子的相態、冰晶粒子的形狀和取向等特性有關(見云和降水粒子的微波散射云和降水粒子的微波吸收)。因此,分析和判定降水回波,可以確定降水的各種宏觀特性和微物理特性。在降水回波功率和降水強度之間已建立有各種理論和經驗的關系式,利用這些關系,可以根據回波功率測定雷達探測范圍內的降水強度分布和總降水量(見雷達測量降水)。

天氣雷達由以下幾個基本部分組成:發射機──產生高頻脈沖,定向天線──發射探測脈沖和接收回波脈沖,按收機──放大回波脈沖信號,顯示器──顯示氣象目標物(如降水區、風暴)相對于雷達的位置、回波強度和結構。天氣雷達常用的顯示器有 3種:①距離顯示器(A顯或A/R顯)。顯示不同距離上氣象目標物的回波強度的一種儀器。②平面位置顯示器 (PPI)。以雷達站為顯示中心,把氣象目標物的方位和距離的平視圖以極坐標形式顯示出來的一種指示儀器。它可反映降水區、風暴等的水平分布。③距離高度顯示器 (RHI)。把在給定方位的鉛直平面內氣象目標物的距離和高度以直角坐標形式顯示出來的一種指示儀器。它可反映降水區、風暴等的鉛直結構。70年代以后,定量探測的天氣雷達還附有小型計算機的數字處理系統。

天氣雷達的結構有以下一些特點:①采用對數中頻放大器。它可使輸出近似正比于輸入信號強度的對數,從而保證變化范圍比較大的云和降水回波強度都能得到相應的顯示。②有距離訂正。天氣預報天由于接收功率

的平方成反比(見氣象雷達方程),經距離訂正后便可直接比較不同距離上的回波的強弱。③具有視頻積分處理器(VIP)。由于降水回波信號具有隨機起伏的性質,需要把探測范圍分成苦干小區域,對每一個小區域的回波信號進行平均。然后,按回波強度,實現黑白、彩色和數字分層顯示。④定量測定降水的雷達已有實時監測雷達參數設備。⑤先進的天氣雷達已由電子計算機控制,并由電子計算機處理氣象資料,如降水量、氣流速度等。

常規天氣雷達的探測原理是利用云雨目標物對雷達所發射電磁波的散射回波來測定其空間位置、強弱分布、垂直結構等。新一代多普勒天氣雷達除能起到常規天氣雷達的作用外,還可以利用物理學上的多普勒效應來測定降水粒子的徑向運動速度,推斷降水云體的移動速度、風場結構特征、垂直氣流速度等。新一代多普勒天氣雷達可以有效地監測暴雨、冰雹、龍卷等災害性天氣的發生、發展;同時還具有良好的定量測量回波強度的性能,可以定量估測大范圍降水;多普勒天氣雷達除實時提供各種圖像信息外,還可提供對多種災害性天氣的自動識別、追蹤產品。

新一代多普勒天氣雷達在災害性天氣監測、預警方面,發揮著不可替代的作用。目前我國已建成的新一代多普勒天氣雷達主要分S、C兩種波段,S波段雷達主要分布在沿海地區及主要降雨流域,C波段雷達主要分布在內陸地區。到十一五計劃末期,全國將建成158部多普勒天氣雷達構成的天氣雷達網。

北京市氣象局的C波段多普勒天氣雷達可以對臺風、暴雨等大范圍強降水天氣的監測距離大于400并能獲取150公里半徑范圍內的降水區降水及風場信息,可對150公里半徑范圍內的降雨進行較準確估測。與常規天氣雷達相比,CINRAD/CC雷達增加了風場信息,能有效地監測和預報陣風鋒,下擊暴流,熱帶氣旋,風切變等災害性天氣。

北京新一代S波段多普勒天氣雷達可以監視半徑為400公里范圍的地區內臺風、暴雨、颮線、冰雹、龍卷等大范圍強降水天氣,對雹云、龍卷氣旋等中小尺度強天氣現象的有效監測和識別距離可達230公里,可在距離雷達150公里處識別雹云中尺度為2~3公里的核區,或判別尺度為10公里左右的龍卷氣旋。其先進的技術手段將顯著增強對暴雨、冰雹等災害性天氣的監測和預警能力,進一步提高降水預報的時間、空間分辨率,實現降水預報的定點、定量、定時化,為工農業生產和人民生活提供更好的氣象預報服務。

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