小編整理: 這段文本描述了風(fēng)廓線(xiàn)雷達的特點(diǎn)和用途。以下是對這段文本的總結和解讀:
風(fēng)廓線(xiàn)雷達是一種遙感設備,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構不均勻而返回的信息,來(lái)探測高空風(fēng)場(chǎng)的變化情況。這種設備利用多普勒效應,能夠測量風(fēng)向、風(fēng)速等氣象要素隨高度的變化,具有探測時(shí)空分辨率高、自動(dòng)化程度高等優(yōu)點(diǎn)。
在風(fēng)廓線(xiàn)雷達的基礎上,還可以增加聲發(fā)射裝置,構成無(wú)線(xiàn)電-聲探測系統。這種系統可以進(jìn)一步增強風(fēng)廓線(xiàn)雷達的性能,提高其探測效率和準確性。
總之,風(fēng)廓線(xiàn)雷達是一種高效、高精度的氣象探測設備,能夠快速獲取高空風(fēng)場(chǎng)的變化情況,對于氣象預報、氣候研究等領(lǐng)域具有重要意義。
風(fēng)廓線(xiàn)雷達 進(jìn)行高空風(fēng)場(chǎng)探測的遙感設備
風(fēng)廓線(xiàn)雷達是通過(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 大氣垂直結構 不均勻而返回的信息進(jìn)行高空風(fēng)場(chǎng)探測的一種遙感設備。風(fēng)廓線(xiàn)雷達利用 多普勒效應 能夠探測其上空風(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)雷達基礎上增加聲發(fā)射裝置構成無(wú)線(xiàn)電——聲探測系統,可以遙感探測大氣中溫度的垂直廓線(xiàn)。
基本信息
釋義
風(fēng)場(chǎng)為主的多種數據產(chǎn)品
簡(jiǎn)介 風(fēng)廓線(xiàn)雷達能夠提供以風(fēng)場(chǎng)為主的多種數據產(chǎn)品。其基本數據產(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 的折射率結構常數cn2等的廓線(xiàn)。
原理 大氣中折射率的不均勻能夠引起對電磁波的散射,其中大氣中的湍流活動(dòng)導致折射率漲落而引起的散射(即湍流散射),散射層的運動(dòng)和湍流塊的運動(dòng)都可造成返回電磁波信號的 多普勒頻移 ,采用多普勒技術(shù)可以獲得其相對于雷達的徑向速度,通過(guò)進(jìn)行多射向的速度測量,在一定的假定條件下可估測出回波信號所在高度上的風(fēng)向、風(fēng)速和垂直運動(dòng),從而獲取大氣風(fēng)廓線(xiàn)資料。用于這一探測目的的 脈沖多普勒雷達 稱(chēng)為風(fēng)廓線(xiàn)雷達。
工作頻帶 按照對風(fēng)廓線(xiàn)探測高度需求的不同,風(fēng)廓線(xiàn)雷達分為 平流層 風(fēng)廓線(xiàn)雷達,對流層風(fēng)廓線(xiàn)雷達和邊界層風(fēng)廓線(xiàn)雷達三種,設備所采用的工作頻率也不有所不同,根據1997年世界無(wú)線(xiàn)電大會(huì )(WRC-97)為風(fēng)廓線(xiàn)雷達業(yè)務(wù)劃分的頻段以及依據《 中華人民共和國無(wú)線(xiàn)電頻率劃分規定 》和國際電信聯(lián)盟《無(wú)線(xiàn)電規則》第217號決議“風(fēng)廓線(xiàn)雷達的實(shí)施”,風(fēng)廓線(xiàn)雷達作為 無(wú)線(xiàn)電定位 業(yè)務(wù),國內采用的頻率范圍為風(fēng)廓線(xiàn)雷達通常使用電磁波頻率以及探 測高度如表所示
雷達類(lèi)型
邊界層
對流層
平流層
工作頻率(MHZ)
1270-1295 ,1300-1375
440-4 50
46-68
探測高度(km)
0.1-3
0.6-16
3-30
歸屬分類(lèi) 風(fēng)廓線(xiàn)雷達(wind profiler)主要是利用大氣湍流對電磁波的散射作用對大氣風(fēng)場(chǎng)等物理量進(jìn)行探測的遙感設備。
根據天線(xiàn)制式的不同,風(fēng)廓線(xiàn)雷達可以分為兩大類(lèi):一類(lèi)是采用 相控陣天線(xiàn) 的風(fēng)廓線(xiàn)雷達,另一類(lèi)是采用 拋物面天線(xiàn) 的風(fēng)廓線(xiàn)雷達,相控陣風(fēng)廓線(xiàn)雷達體制適用于各種高度的探測,成為目前普遍采用的技術(shù)體制。近年來(lái),也出現了拋物面天線(xiàn)的風(fēng)廓線(xiàn)雷達,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)雷達的探測高度僅限于邊界層。 因為風(fēng)廓線(xiàn)雷達在進(jìn)行氣流速度測量的同時(shí),還要對氣流進(jìn)行空間定位,所以不論是相控陣天線(xiàn)風(fēng)廓線(xiàn)雷達,還是拋物面天線(xiàn)風(fēng)廓線(xiàn)雷達,都需要發(fā)射脈沖電磁波并具有多普勒測速功能,因此,可以將風(fēng)廓線(xiàn)雷達歸類(lèi)于脈沖多普勒雷達,其中,采用相控陣體制的風(fēng)廓線(xiàn)雷達也可以歸類(lèi)于 相控陣雷達 。 根據探測高度的不同,可以將風(fēng)廓線(xiàn)雷達分為邊界層風(fēng)廓線(xiàn)雷達、對流層風(fēng)廓線(xiàn)雷達以及中間層一平流層一對流層雷達(MST)。邊界層風(fēng)廓線(xiàn)雷達的探測高度一般在3km左右,對流層風(fēng)廓線(xiàn)雷達的探測高度一般在12一16km, (探測高度8km以下的稱(chēng)為低對流層風(fēng)廓線(xiàn)雷達), MST雷達 的探測高度可以達到中間層。 不同探測高度的風(fēng)廓線(xiàn)雷達有著(zhù)不同的應用領(lǐng)域。MST雷達一般用于高層大氣科學(xué)研究。對流層風(fēng)廓線(xiàn)雷達,其組網(wǎng)觀(guān)測資料更適合用于數值天氣預報 。邊界層風(fēng)廓線(xiàn)雷達主要用于邊界層的觀(guān)測,其探測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)預報、航空安全保障和空氣質(zhì)量預報等社會(huì )服務(wù)領(lǐng)域。 根據雷達工作頻率的不同,大致可以將風(fēng)廓線(xiàn)雷達分為甚高頻(VHF)、超高頻(UHF)和 L波段 三種類(lèi)型。由于湍流散射機制的限制,探測高度越高選用的波長(cháng)就越長(cháng)。因為探測高度與雷達波長(cháng)之間存在著(zhù)制約關(guān)系,所以按探測高度的分類(lèi)方法和按雷達工作波長(cháng)的分類(lèi)方法存在一定的相關(guān)性,但又不完全對應。大致上講,邊界層風(fēng)廓線(xiàn)雷達選用L波段、對流層風(fēng)廓線(xiàn)雷達選用UHF( P波段)、探測高度在平流層以上的風(fēng)廓線(xiàn)雷達大致選用VHF。
作用 風(fēng)廓線(xiàn)雷達能夠實(shí)時(shí)提供大氣的三維 風(fēng)場(chǎng)信息,增加無(wú)線(xiàn)電-聲探測系統(RASS),可實(shí)現對大氣風(fēng)、溫等要素的連續遙感探測,是一種新的 高空大氣探測系統。與常規大氣探測設備相比,風(fēng)廓線(xiàn)雷達在探測精度、垂直分辨率和探測時(shí)間間隔等方面是其它觀(guān)測系統所無(wú)法比擬的。間距適中、布局合理的風(fēng)廓線(xiàn)雷達網(wǎng)在氣象業(yè)務(wù)和氣象研究、航天航空氣象、環(huán)境監測、 軍事氣象保障 以及緊急突發(fā)事件保障、防災減災等方面都可以發(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)雷達的測量具有很高的時(shí)間和空間分辨率。測量數據輸出的時(shí)間間隔可以短到幾分鐘,數據的空間分辨率一般在幾十米的量級,可以給出較密的廓線(xiàn)資料。從此意義上講風(fēng)廓線(xiàn)雷達的測量具有連續和實(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),從連續的觀(guān)測數據序列中,可以分析出 切變線(xiàn) 、大氣重力波動(dòng)和 大氣穩定度 等信息。通過(guò)多波束的測量可以估算 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,從雷達反射率可以得到反映 湍流強度 的湍流結構常數??傊?,風(fēng)廓線(xiàn)雷達在提供詳細的風(fēng)場(chǎng)結構及其隨時(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)研究和天氣預報的有用信息。特別是,常規探測手段很難獲取這些資料。 (3)遙感方式,風(fēng)廓線(xiàn)雷達屬于遙感風(fēng)速計,特別適合需要無(wú)球探 測的場(chǎng)合,如機場(chǎng)的測風(fēng)應用。