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向高空寻找打开天宫奥秘的钥匙: 气象雷达种种 |
发布时间:2020-02-29 |
无线电探空、气象火箭和卫星这些探测技术,除“静止卫星”外,提供资料的时次是有限的,一天也不超过四次, 有的是几天提供一次。同时,精密度、分辨率等方面也有不 足。这些缺点,正好可以用气象雷达来弥补。 气象雷达,使预报员的眼睛能看到千里之外,在阴云密 布时能看穿云层的分布情况,能看到天气区的移动方向和速度。尤其是在监视灾害性天气,掌握人工降雨和防雹作业时机方面,最为方便和有效。 雷达这种工具,本来是为监视敌机和为飞机导航而设计的。在厘米波雷达出现后,发现云和降水这些天气现象对电磁波有很强的散射作用,对监视敌机产生了障碍。这件坏事却给气象员们提供了有益的启示,能不能用雷达来探测云 雨?于是,一种新的气象探测手段就这样产生了。一九四三 年,美国空军开始用机载雷达来监视航线天气,笫二年就建 立了二个气象雷达网,同时又采用了十厘米雷达来探测合 风。第二次世界大战后,各国把大量雷达转为民用,其中就 有不少经过改造的雷达,用来测风测雨。到目前,全球有气 象雷达站七百多个,探测的内容也逐步专业化,探测资料的 获取与整理,幵始走向定量化和数值化。已经形成了一门边 缘科学^雷达气象学。我国从六十年代开始建立气象雷达 网,并在沿海建立了监视台风的气象雷达网。 因为无线电波对云中的水滴和降水反应很敏感,所以一 般气象雷达多是用来探测云和降水这些天气现象。 光波对于大气的组成物质,大气中的污染物,气溶胶, 大气密度,透明度,晴空湍流等反应特别敏感,因此,自六 十年代激光技术取得进展以来,人们就开始研究激光气象雷 达,用来作晴空湍流和大气污染等项探测。但目前普遍运用 的还不多。 还有一些重要物理参数,如大气温度,湿度(水汽〉, 重力波等的不连续现象,对于红外波及声波反应很敏感, 因此,一些国家又在研究声学气象雷达。由于声波传送的距 离很近,所以主要是用于局部地区和中小尺度参数的探测。 声波在大气中的散射比无线电波强一百万倍(理论值〉,因 此,声波探测大气的灵敏度远远超过电磁波。同时,制造声 雷达的成本也较低。澳大利亚在一九六八年制成第一部声雷 达之后,很多国家都开始进行研究。现在,已可用于观测一 公里以内温度分布、空气对流、风切变、锋面和云雾等。声 雷达的缺点是容易受杂音干扰。 近年来,在天气雷达的基础上,各种多普勒雷达又发展 起来,如用电磁波的多普勒雷达,声学多普勒雷达,激光多 普勒雷达等。多普勒雷达,主要是运用云雨等反射粒子在运 动中使回波产生的多普勒效应,来测量大气中的运动。因 为,用多普勒效应只能测出对于观测者的视向运动速度,为 了测出真正的空气运动情况,需要同时使用两三部多普勒雷 达来工作。多普勒雷达也能作一般的天气雷达使用,所以它 #很有前途的。 人们向髙层大气进军,从风筝到现代探空技术,只用了 两百来年时间,就走完了过去不可想象的历程。人类在自然 科学领域的步子是越来越快了,而一切最新的科技成果,刚 一出现,就都是很快地被用到气象上来。 |