气象雷达介绍_气象雷达用途

1.为什么气象雷达能定量估测降水？

2.什么是雷达

3.气象雷达的工作原理是什么？

4.气象雷达怎样收集数据

用于气象观测的气象雷达

可探测空中云、雨的状态，测定云层的高度和厚度，测定不同大气层里的风向、风速和其他气象要素。它包括测雨雷达、测云雷达、测风雷达等。此外，按雷达架设位置的不同，可分为地面雷达、机载雷达、舰载雷达、导弹载雷达、航天雷达、气球载雷达等。

按工作频段不同，可分为米波雷达、分米波雷达、厘米波雷达、毫米波雷达等。

按发射信号形式不同，可分为脉冲雷达、连续波雷达、脉冲压缩雷达等。

按天线波束扫描控制方式不同，可分为机械扫描雷达、机电扫描雷达、频扫雷达和相控阵雷达等。

为什么气象雷达能定量估测降水？

天气雷达的结构有以下一些特点：①用对数中频放大器。它可使输出近似正比于输入信号强度的对数，从而保证变化范围比较大的云和降水回波强度都能得到相应的显示。②有距离订正。由于接收功率Pr和距离R的平方成反比（见气象雷达方程），经距离订正后便可直接比较不同距离上的回波的强弱。③具有积分处理器(VIP)。由于降水回波信号具有随机起伏的性质,需要把探测范围分成苦干小区域，对每一个小区域的回波信号进行平均。然后,按回波强度,实现黑白、彩色和数字分层显示。④定量测定降水的雷达已有实时监测雷达参数设备。⑤先进的天气雷达已由电子计算机控制，并由电子计算机处理气象资料，如降水量、气流速度等。

什么是雷达

今天是世界气象日。大家平时在看天气预报的时候，都了解到气象工作者会根据云图了解云层的情况，判断是否会有降水。但你有没有想过，气象工作者是怎么知道降水的量的？今天我们就来为大家介绍一种气象工作者常用的强大武器——气象雷达。

在气象台发布的预警信息中，我们常能听到一定时间内降水量的预报，例如“北京中北部未来两天降水量将达100毫米”，“据预测，华盛顿将有一场大暴雨，雨量达150毫米甚至更多”，等等。它们大多是利用数值天气预报模式由计算机算出来的。

气象学家还能利用一种叫做“天气雷达”的气象雷达来定量估测降水。气象雷达发射出电磁波，电磁波遇到空气中的雨滴、云滴、冰晶、雪花等会发生散射，返回的电磁波被雷达天线所接收并显示在屏幕上，气象学家根据回波图像可以得知大气中降水的强度、分布、移动和演变情况，以此了解天气系统的结构和特征。气象雷达能探测台风、局部地区强风暴、冰雹、暴雨和强对流云等，并能监视天气的变化。

但是，在雷达屏幕上，我们所能看到的只是雷达回波的强度、分布、移动和演变情况，气象工作人员又是怎样来定量估测降水的呢？通常情况下，雷达回波强度与降水强度具有相同的概率分布。气象台站会收集和统计不同地区、不同降水类型和不同降水强度的雨滴谱，也就是单位体积内各种大小雨滴的数量随其直径的分布，然后找到不同类型的降水的回波强度与其对应的降水强度之间的关系，比如层状云降水、对流云降水、地形云降水、干雪和湿雪等，这样就可以得到一组经验公式，用来定量估测降水。

实际工作中，为了利用气象雷达测量某区域在某时段的降水总量，可把区域、时间进行分割，然后对雷达测得的多个降水量进行累加或平均，这样可以去除随机误差的影响，使该区域上的雨量或平均强度比单点的瞬时强度更为准确，从而保证了估测精度。

近年来，气象雷达估测降水的技术也在不断翻新。而且，将设置在地面上的雷达组成网络，并利用以卫星为载体的雷达，就可实现大范围内的降水观测，可以弥补单点观测的不足。但是，利用雷达组网来进行定量监测及预报大范围降水，也会存在各种问题。例如，把组网的雷达回波图拼在一起时，拼图本身的技术问题，会使降水估测的精度达不到预期目的。而且，即使是同一型号的气象雷达，探测的结果也会有差别，例如各雷达的选址不同、雷达回波受到不同地形和建筑物的影响、有效覆盖区的雨量计站点分布密度不同等，这些因素都会影响结果，使组网后的数据出现误差，最终会影响预报质量。

气象雷达的工作原理是什么？

雷达是一种探测用的工具。

雷达利用电磁波原理，通过发射电磁波信号并接收反射回来的信号，来探测周围目标的位置、速度、方向等信息。雷达可以在各种天气条件下工作，包括晴天、雨天、雪天和雾天等，可以检测到人造物体和自然物体，例如飞机、船只、汽车、山峰、云层等。

雷达主要由发射器、接收器、天线、信号处理器等组成。雷达发射器会发射一段脉冲电磁波信号，这个信号会在周围物体上产生反射，反射回来的信号会被雷达接收器接收，并送入信号处理器，通过处理反射信号的时间、频率、幅度等信息，可以得到周围目标的距离、速度、方向等参数。

雷达的作用

1、探测目标：雷达可以发射电磁波，然后接收目标反射回来的信号，通过分析这些信号，可以确定目标的位置、距离、速度等信息。

2、监测空域：雷达可以对空域进行监测，及时发现潜在威胁，比如警报飞机、导弹、船只等。

3、导航定位：雷达可以用于导航定位，比如飞行员可以通过雷达获取飞机的位置、高度、速度等信息，从而控制飞行。

4、气象预报：雷达可以探测云层、降雨等天气现象，从而为气象预报提供数据。

5、海洋探测：雷达可以用于海洋探测，监测海洋表层温度、盐度、波浪等信息，从而预测海况和海浪等。

气象雷达怎样收集数据

气象雷达通过方向性很强的天线向空间发射脉冲无线电波，它在传播过程中和大气发生各种相互作用。如大气中水汽凝结物（云、雾和降水）对雷达发射波的散射和吸收；非球形粒子对圆极化波散射产生的退极化作用，无线电波的空气折射率不均匀结构和闪电放电形成的电离介质对入射波的散射，稳定层结大气对入射波的部分反射；以及散射体积内散射目标的运动对入射波产生的多普勒效应等。

气象雷达回波不仅可以确定探测目标的空间位置、形状、尺度、移动和发展变化等宏观特性，还可以根据回波信号的振幅、相位、频率和偏振度等确定目标物的各种物理特性，例如云中含水量、降水强度、风场、铅直气流速度、大气湍流、降水粒子谱、云和降水粒子相态以及闪电等。此外，还可利用对流层大气温度和湿度随高度的变化而引起的折射率随高度变化的规律，由探测得到的对流层中温度和湿度的铅直分布求出折射率的铅直梯度，并通过分析无线电波传播的条件，预报雷达的探测距离，也可根据雷达探测距离的异常现象（如超折射现象）推断大气温度和湿度的层结。

气象雷达是专门用于大气探测的雷达。属于主动式微波大气遥感设备。与无线电探空仪配套使用的高空风测风雷达，只是一种对位移气球定位的专门设备，一般不算作此类雷达。气象雷达是用于警戒和预报中、小尺度天气系统（如台风和暴雨云系）的主要探测工具之一

工作在30～3000兆赫频段的气象多普勒雷达。一般具有很高的探测灵敏度。因探测高度范围可达1～100公里，所以又称为中层-平流层-对流层雷达 (MST radar)。它主要用于探测晴空大气的风、大气湍流和大气稳定度等大气动力学参数的铅直分布。