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气象科学研究解决方案
发布时间:2013年 12月 26日

1、方案简要说明

    该系统采用雷达对高空风廓线、温廓线进行探测研究,同时还可以采用毫米波雷达探测云、雾、冰晶、沙尘暴和气溶胶等目标垂直结构,能够对高空风场和云雾特征进行科学研究。同时,这些设备与激光雷达、偏振雷达和天气雷达配合,能够形成晴空、非降水云和降水系统的综合探测能力,对于研究全球气候变化和进行天气预报具有非常重要的作用

2、应用背景

    高空风场和云雾特征研究是气象研究的重要组成部分。尤其是云在天气系统发展、降水形成和大气辐射传输等物理过程以及国民经济的许多领域中都扮演着极其重要的角色。

    大气能量和水的循环是影响全球天气候变化的最重要因素,而云是联系这两种循环过程的纽带,对地球的辐射收支可以产生很大的影响,其辐射强迫作用对于地球气候变化非常重要。但云是全球气候模型中最重要的也是最难确定的气象要素之一。云、雨分布、特性及其演化运动过程的监测对于研究全球气候变化的作用十分重大。因此,对云雾的探测显得十分重要。

3、工作原理

    由于湍流散射机制的限制,探测高度越高选用的波长就越长。平流层实现高层大气科学研究的风廓线雷达探测高度高,可以选用VHF波段。

    云雾雷达的工作波长主要在毫米波段,它是利用云粒子对电磁波的散射特性,通过对云的雷达回波分析了解云的各种特性,云的回波参数反映了云的宏观和微观结构。如回波顶的高度、回波的体积、面积等反映了云的特征尺度,回波强度反映了云中粒子的大小和浓度,回波强度在时间和空间上的变化反映了云内微物理过程的结构和演变特征等。

4、方案构成

    解决方案主要由平流层风廓线雷达和毫米波云雾雷达组成,并可以和激光雷达、偏振雷达、天气雷达等设备进行组网,联合进行探测。其系统结构框图如下所示。

 

    气象科学研究解决方案结构框图

5、优势特点

1)系统中的雷达可以进行全天时、全天候的不间断测量,能够获得连续不间断的测量数据。

2)具有较强的探测小粒子如云、雾和沙尘暴的能力。

3)多普勒效应明显,具有较好的多普勒速度的分辨力,测速精度较高。

4)方向性好,有极高的空间分辨。

6、应用领域

   气象科学研究解决方案应用于气象局以及气象研究机构,还可应用在其它领域,如航空安全、军事行动、林业生态、水利水文等,促进相关产业及科学技术的发展。

   该系统对于奠定比较先进的气象科学技术基础,实现气象事业现代化、国防建设现代化等都具有重要意义。

  

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