小編整理: 這段文本描述了風(fēng)廓線(xiàn)雷達(dá)的特點(diǎn)和用途。以下是對(duì)這段文本的總結(jié)和解讀:
風(fēng)廓線(xiàn)雷達(dá)是一種遙感設(shè)備,通過(guò)發(fā)射不同方向的電磁波束,并處理這些電磁波束因大氣垂直結(jié)構(gòu)不均勻而返回的信息,來(lái)探測(cè)高空風(fēng)場(chǎng)的變化情況。這種設(shè)備利用多普勒效應(yīng),能夠測(cè)量風(fēng)向、風(fēng)速等氣象要素隨高度的變化,具有探測(cè)時(shí)空分辨率高、自動(dòng)化程度高等優(yōu)點(diǎn)。
在風(fēng)廓線(xiàn)雷達(dá)的基礎(chǔ)上,還可以增加聲發(fā)射裝置,構(gòu)成無(wú)線(xiàn)電-聲探測(cè)系統(tǒng)。這種系統(tǒng)可以進(jìn)一步增強(qiáng)風(fēng)廓線(xiàn)雷達(dá)的性能,提高其探測(cè)效率和準(zhǔn)確性。
總之,風(fēng)廓線(xiàn)雷達(dá)是一種高效、高精度的氣象探測(cè)設(shè)備,能夠快速獲取高空風(fēng)場(chǎng)的變化情況,對(duì)于氣象預(yù)報(bào)、氣候研究等領(lǐng)域具有重要意義。
風(fēng)廓線(xiàn)雷達(dá) 進(jìn)行高空風(fēng)場(chǎng)探測(cè)的遙感設(shè)備
風(fēng)廓線(xiàn)雷達(dá)是通過(guò)向高空發(fā)射不同方向的電磁波束,接收并處理這些電磁波束因 大氣垂直結(jié)構(gòu) 不均勻而返回的信息進(jìn)行高空風(fēng)場(chǎng)探測(cè)的一種遙感設(shè)備。風(fēng)廓線(xiàn)雷達(dá)利用 多普勒效應(yīng) 能夠探測(cè)其上空風(fēng)向、風(fēng)速等氣象要素隨高度的變化情況,具有探測(cè)時(shí)空分辨率高、自動(dòng)化程度高等優(yōu)點(diǎn)。在風(fēng)廓線(xiàn)雷達(dá)基礎(chǔ)上增加聲發(fā)射裝置構(gòu)成無(wú)線(xiàn)電——聲探測(cè)系統(tǒng),可以遙感探測(cè)大氣中溫度的垂直廓線(xiàn)。
基本信息
釋義
風(fēng)場(chǎng)為主的多種數(shù)據(jù)產(chǎn)品
簡(jiǎn)介 風(fēng)廓線(xiàn)雷達(dá)能夠提供以風(fēng)場(chǎng)為主的多種數(shù)據(jù)產(chǎn)品。其基本數(shù)據(jù)產(chǎn)品包括 徑向速度 、譜寬、信噪比、水平風(fēng)向、水平風(fēng)速、垂直速度和反映 大氣湍流 的折射率結(jié)構(gòu)常數(shù)cn2等的廓線(xiàn)。
原理 大氣中折射率的不均勻能夠引起對(duì)電磁波的散射,其中大氣中的湍流活動(dòng)導(dǎo)致折射率漲落而引起的散射(即湍流散射),散射層的運(yùn)動(dòng)和湍流塊的運(yùn)動(dòng)都可造成返回電磁波信號(hào)的 多普勒頻移 ,采用多普勒技術(shù)可以獲得其相對(duì)于雷達(dá)的徑向速度,通過(guò)進(jìn)行多射向的速度測(cè)量,在一定的假定條件下可估測(cè)出回波信號(hào)所在高度上的風(fēng)向、風(fēng)速和垂直運(yùn)動(dòng),從而獲取大氣風(fēng)廓線(xiàn)資料。用于這一探測(cè)目的的 脈沖多普勒雷達(dá) 稱(chēng)為風(fēng)廓線(xiàn)雷達(dá)。
工作頻帶 按照對(duì)風(fēng)廓線(xiàn)探測(cè)高度需求的不同,風(fēng)廓線(xiàn)雷達(dá)分為 平流層 風(fēng)廓線(xiàn)雷達(dá),對(duì)流層風(fēng)廓線(xiàn)雷達(dá)和邊界層風(fēng)廓線(xiàn)雷達(dá)三種,設(shè)備所采用的工作頻率也不有所不同,根據(jù)1997年世界無(wú)線(xiàn)電大會(huì)(WRC-97)為風(fēng)廓線(xiàn)雷達(dá)業(yè)務(wù)劃分的頻段以及依據(jù)《 中華人民共和國(guó)無(wú)線(xiàn)電頻率劃分規(guī)定 》和國(guó)際電信聯(lián)盟《無(wú)線(xiàn)電規(guī)則》第217號(hào)決議“風(fēng)廓線(xiàn)雷達(dá)的實(shí)施”,風(fēng)廓線(xiàn)雷達(dá)作為 無(wú)線(xiàn)電定位 業(yè)務(wù),國(guó)內(nèi)采用的頻率范圍為風(fēng)廓線(xiàn)雷達(dá)通常使用電磁波頻率以及探 測(cè)高度如表所示
雷達(dá)類(lèi)型
邊界層
對(duì)流層
平流層
工作頻率(MHZ)
1270-1295 ,1300-1375
440-4 50
46-68
探測(cè)高度(km)
0.1-3
0.6-16
3-30
歸屬分類(lèi) 風(fēng)廓線(xiàn)雷達(dá)(wind profiler)主要是利用大氣湍流對(duì)電磁波的散射作用對(duì)大氣風(fēng)場(chǎng)等物理量進(jìn)行探測(cè)的遙感設(shè)備。
根據(jù)天線(xiàn)制式的不同,風(fēng)廓線(xiàn)雷達(dá)可以分為兩大類(lèi):一類(lèi)是采用 相控陣天線(xiàn) 的風(fēng)廓線(xiàn)雷達(dá),另一類(lèi)是采用 拋物面天線(xiàn) 的風(fēng)廓線(xiàn)雷達(dá),相控陣風(fēng)廓線(xiàn)雷達(dá)體制適用于各種高度的探測(cè),成為目前普遍采用的技術(shù)體制。近年來(lái),也出現(xiàn)了拋物面天線(xiàn)的風(fēng)廓線(xiàn)雷達(dá),但是由于發(fā)射功率等技術(shù)條件的限制,拋物面天線(xiàn)風(fēng)廓線(xiàn)雷達(dá)的探測(cè)高度僅限于邊界層。 因?yàn)轱L(fēng)廓線(xiàn)雷達(dá)在進(jìn)行氣流速度測(cè)量的同時(shí),還要對(duì)氣流進(jìn)行空間定位,所以不論是相控陣天線(xiàn)風(fēng)廓線(xiàn)雷達(dá),還是拋物面天線(xiàn)風(fēng)廓線(xiàn)雷達(dá),都需要發(fā)射脈沖電磁波并具有多普勒測(cè)速功能,因此,可以將風(fēng)廓線(xiàn)雷達(dá)歸類(lèi)于脈沖多普勒雷達(dá),其中,采用相控陣體制的風(fēng)廓線(xiàn)雷達(dá)也可以歸類(lèi)于 相控陣?yán)走_(dá) 。 根據(jù)探測(cè)高度的不同,可以將風(fēng)廓線(xiàn)雷達(dá)分為邊界層風(fēng)廓線(xiàn)雷達(dá)、對(duì)流層風(fēng)廓線(xiàn)雷達(dá)以及中間層一平流層一對(duì)流層雷達(dá)(MST)。邊界層風(fēng)廓線(xiàn)雷達(dá)的探測(cè)高度一般在3km左右,對(duì)流層風(fēng)廓線(xiàn)雷達(dá)的探測(cè)高度一般在12一16km, (探測(cè)高度8km以下的稱(chēng)為低對(duì)流層風(fēng)廓線(xiàn)雷達(dá)), MST雷達(dá) 的探測(cè)高度可以達(dá)到中間層。 不同探測(cè)高度的風(fēng)廓線(xiàn)雷達(dá)有著不同的應(yīng)用領(lǐng)域。MST雷達(dá)一般用于高層大氣科學(xué)研究。對(duì)流層風(fēng)廓線(xiàn)雷達(dá),其組網(wǎng)觀測(cè)資料更適合用于數(shù)值天氣預(yù)報(bào) 。邊界層風(fēng)廓線(xiàn)雷達(dá)主要用于邊界層的觀測(cè),其探測(cè)資料更適合于中小尺度的大氣科學(xué)研究、中小尺度短時(shí)預(yù)報(bào)、航空安全保障和空氣質(zhì)量預(yù)報(bào)等社會(huì)服務(wù)領(lǐng)域。 根據(jù)雷達(dá)工作頻率的不同,大致可以將風(fēng)廓線(xiàn)雷達(dá)分為甚高頻(VHF)、超高頻(UHF)和 L波段 三種類(lèi)型。由于湍流散射機(jī)制的限制,探測(cè)高度越高選用的波長(zhǎng)就越長(zhǎng)。因?yàn)樘綔y(cè)高度與雷達(dá)波長(zhǎng)之間存在著制約關(guān)系,所以按探測(cè)高度的分類(lèi)方法和按雷達(dá)工作波長(zhǎng)的分類(lèi)方法存在一定的相關(guān)性,但又不完全對(duì)應(yīng)。大致上講,邊界層風(fēng)廓線(xiàn)雷達(dá)選用L波段、對(duì)流層風(fēng)廓線(xiàn)雷達(dá)選用UHF( P波段)、探測(cè)高度在平流層以上的風(fēng)廓線(xiàn)雷達(dá)大致選用VHF。
作用 風(fēng)廓線(xiàn)雷達(dá)能夠?qū)崟r(shí)提供大氣的三維 風(fēng)場(chǎng)信息,增加無(wú)線(xiàn)電-聲探測(cè)系統(tǒng)(RASS),可實(shí)現(xiàn)對(duì)大氣風(fēng)、溫等要素的連續(xù)遙感探測(cè),是一種新的 高空大氣探測(cè)系統(tǒng)。與常規(guī)大氣探測(cè)設(shè)備相比,風(fēng)廓線(xiàn)雷達(dá)在探測(cè)精度、垂直分辨率和探測(cè)時(shí)間間隔等方面是其它觀測(cè)系統(tǒng)所無(wú)法比擬的。間距適中、布局合理的風(fēng)廓線(xiàn)雷達(dá)網(wǎng)在氣象業(yè)務(wù)和氣象研究、航天航空氣象、環(huán)境監(jiān)測(cè)、 軍事氣象保障 以及緊急突發(fā)事件保障、防災(zāi)減災(zāi)等方面都可以發(fā)揮重要作用。
特點(diǎn) (1)獲取資料的時(shí)間和空間分辨率高,風(fēng)廓線(xiàn)雷達(dá)的測(cè)量具有很高的時(shí)間和空間分辨率。測(cè)量數(shù)據(jù)輸出的時(shí)間間隔可以短到幾分鐘,數(shù)據(jù)的空間分辨率一般在幾十米的量級(jí),可以給出較密的廓線(xiàn)資料。從此意義上講風(fēng)廓線(xiàn)雷達(dá)的測(cè)量具有連續(xù)和實(shí)時(shí)的特點(diǎn)。
(2)獲取資料的種類(lèi)多,風(fēng)廓線(xiàn)雷達(dá)能夠提供多種氣象信息。風(fēng)廓線(xiàn)及其隨時(shí)間的演變是風(fēng)廓線(xiàn)雷達(dá)提供的基本氣象資料,包括水平風(fēng)廓和垂直風(fēng)廓線(xiàn)等。在獲取風(fēng)場(chǎng)資料的同時(shí),從連續(xù)的觀測(cè)數(shù)據(jù)序列中,可以分析出 切變線(xiàn) 、大氣重力波動(dòng)和 大氣穩(wěn)定度 等信息。通過(guò)多波束的測(cè)量可以估算 水平散度 和變形量等更多的氣象信息。從Doppler譜寬可以獲取湍流信息,從雷達(dá)反射率可以得到反映 湍流強(qiáng)度 的湍流結(jié)構(gòu)常數(shù)??傊?,風(fēng)廓線(xiàn)雷達(dá)在提供詳細(xì)的風(fēng)場(chǎng)結(jié)構(gòu)及其隨時(shí)間演變的同時(shí),還能夠提供大量的可以用于大氣科學(xué)研究和天氣預(yù)報(bào)的有用信息。特別是,常規(guī)探測(cè)手段很難獲取這些資料。 (3)遙感方式,風(fēng)廓線(xiàn)雷達(dá)屬于遙感風(fēng)速計(jì),特別適合需要無(wú)球探 測(cè)的場(chǎng)合,如機(jī)場(chǎng)的測(cè)風(fēng)應(yīng)用。