多普勒雷达在气象中的应用

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多普勒雷达在气象中的应用

作者：马中元

来源：《科技经济市场》2009年第05期

摘要：本文简略回顾了雷达气象学的发展史和多普勒雷达工作原理，指出雷达利用电磁波的散射与吸收、衰减与折射和多普勒效应等基本原理，塑造了多普勒天气雷达并建立了我国新一代多普勒雷达监测网，为在气象业务中监测和预报龙卷、冰雹、大风和暴洪等灾害性天气发挥了重要作用。

关键词：雷达气象学；多普勒雷达；雷达监测网；灾害性天气

1雷达气象学的发展历程

1.1 雷达气象学

雷达气象学是利用气象雷达进行大气探测和研究雷达电磁波与大气相互作用的学科，它是大气物理学、大气探测和天气学共同研究的一个分支。

雷达气象学的主要内容包括三部分：（1）基础理论。包括云和降水粒子对雷达电磁波的散射；微波经过大气、云和降水粒子时的衰减；气象条件对雷达电磁波传播的影响，如大气折射、大气不均匀结构的散射等。（2）应用理论。包括雷达测量降水和云中的含水量；天气系统(特别是中小尺度系统)的雷达回波在天气分析预报上的应用；云和降水物理探测研究上的应用；多普勒雷达和各种波长的雷达在风的水平结构和垂直结构、气流速度、降水粒子谱、晴空回波、大气湍流等探测研究中的应用。（3）技术理论。包括各种气象雷达资料的数据反演、处理和传输等技术。

1.2 气象雷达的发展简史

20世纪40年代，雷达开始用于降水天气过程的探测，这一时期的雷达都是军用警戒雷达改装而成。主要是建立雷达气象学理论基础的阶段；50年代是从定性研究转入定量研究的阶段，其中包括定量测量降水，以及对雷达信号脉动、偏振等现象的研究。50年代后期和60年代初期，许多国家建立了雷达监测网，促进了雷达气象学的进一步发展。如美国国家天气局用的WSR-1、WSR-3，英国生产的Decca41、Decca43等。国内1950年也引进Decca41雷达用于监测天气。