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观云测雨的千里眼——天气雷达

发布时间:2019-06-03 12:22 来源:未知 编辑:admin

  我国古代神话中有千里眼和顺风耳的故事。而雷达就是科学的千里眼。雷达是一种无线电装置,其英文名称是RADAR(即RadioDetecting andRanging的缩写),是无线电探测和定位的意思。早期的雷达主要用于军事目的。现在已广泛用于航空、航海、气象、科学研究等各个方面。用来观云测雨的雷达,就是天气雷达,已成为气象部门监测天气实况和预报未来天气的有力工具。

  雷达定位的基本原理并不复杂。雷达定向地发射出电磁波(称为发射波),发射波遇到目标物后被,散射波的一部分由雷达接收下来。雷达能记录下电磁波往返的时间T,而电磁波的传播速度等于光速C,那么目标物到雷达的距离S=1/2CT。雷达采用极坐标扫描方式,记录下雷达所指向的方位,就确定了目标物相对于雷达的方位。有了距离和方位,目标物这个点就定下来了。云雨是一种特殊的目标物。云雨中的云滴、雨滴、雪晶、冰粒等降水粒子能够散射雷达波,当他们散射回来的能量足够大时,雷达就能识别出来,而在雷达荧光屏上显示出云雨的彩色图像,这就更为直观和定量。训练有素的雷达工作人员根据这些图像,判断这个云雨目标物的性质,是降雨还是降雹,是否伴有雷电大风,未来移向何处,是加强还是减弱等。

  阜阳气象局正在使用的713C测雨雷达,是1988年投入业务使用的,在1991年,1996年和2003年淮河流域暴雨探测和预报中发挥了重要作用,为抗御暴雨造成的洪涝灾害提供了科学的决策依据。而在异常干旱的2001年,这部雷达指挥了几十次人工增雨作业,为作业区内干渴的土地撒下甘霖。随着气象科学技术的进步,阜阳市正在新建更为先进的多普勒天气雷达,与合肥已建成的多普勒天气雷达完全相同。

  多普勒天气雷达是利用多普勒效应工作的。不知你是否有过这种体验,当你位于火车站台上,远处有一列火车向着你驶来时,你听到火车的鸣笛声会变得越来越尖锐;当这辆列车经过你面前又逐渐远去时,火车鸣笛声会变得越来越低沉。这是由于声源对于你有相对运动,你感受到的声源频率有所改变了。这就是多普勒效应。多普勒天气雷达在探测云雨时,云滴等降水粒子相对于雷达也有运动,这个运动在雷达所指的经向上有个分量,这个分量是朝向雷达或者背离雷达的,由于多普勒效应降水粒子散射回来的雷达波(称为回波)的频率比发射雷达波有所偏离。多普勒雷达能测量到这个频率偏移,通过这个频率偏移来了解云中降水粒子的运动情况,从中提取丰富的气象信息。因而具有多普勒功能的天气雷达,对于监测雷雨大风、冰雹大风、龙卷、下击暴流、低层风切变等强对流天气更为有利。多普勒天气雷达在定量测量降水量方面,也具有更先进的功能,还能增强我们对暴雨的监测能力。

  天气雷达的探测半径在500公里左右,精确测量半径在250公里左右。阜阳这部雷达地处淮河中游,其探测范围几乎可覆盖整个淮河流域。称其为观云测雨的千里眼,也是名副其实的。过去,这部雷达已经为淮河流域的防灾减灾做出了应有的贡献。将来多普勒天气雷达的建成,势必为这一区域国民经济的各个方面提供更为可靠的气象服务保障,造福淮河两岸的广大人民。

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