书城科普读物中国青少年知识文库(B卷彩色插图版)
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第105章 雷达是如何探测雷雨的?

我们知道雷达因其特殊的工作原理,而被广泛地应用在各个领域之中,而在气象领域里,雷达更是起到了非常重要的作用,通过它就可以探测雷雨的最新情况,那么雷达是如何探测雷雨的呢?

在发射机定时器的控制下,雷达每隔一定时间就会产生一次短促的高频电磁波,通过天线被发射出去。

电磁波在大气中以每秒30万千米的速度直线传播,当遇到云层等物体后,有一部分电磁波就会被反射、散射、绕射回来,经雷达天线的接收、接收机的处理过后,就会从显示器中显示出来,通过测量发射及接收波的时间间隔,就可以得出云雨与雷达之间的距离了。

云层的方位和高度是依据雷达天线的方位角和仰角来测定的,并通过对云雨反射回来的电磁波强度的测量来确定降水的性质和强度。

气象雷达

气象雷达是专门用于探测大气的雷达。它属于主动式大气遥感设备,是警戒和预报局地天气的重要探测工具之一。

主要的气象雷达有:

①测云雷达。是用来探测未形成降水的云层高度、厚度以及云内物理特性的雷达。其常用的波长为1.25厘米或0.86厘米。

②天气雷达。是用来探测降水的发生、发展和移动,并以此来警戒和跟踪降水天气系统的雷达。

③圆极化雷达。一般的气象雷达发射的是水平极化波或垂直极化波,而圆极化雷达发射的是圆极化波。雷达发射圆极化波时,球形雨滴的回波将是向相反方向旋转的圆极化波,而非球形大粒子(如冰雹)对圆极化波会引起退极化作用,利用非球形冰雹的退极化性质的回波特征,圆极化雷达可用来识别风暴中有无冰雹存在。

④调频连续波雷达。它是一种探测边界层大气的雷达。有极高的距离分辨率和灵敏度,主要用来测定边界层晴空大气的波动、风和湍流。

⑤气象多普勒雷达。利用多普勒效应来测量云和降水粒子相对于雷达的径向运动速度的雷达。

⑥甚超高频和超高频多普勒雷达。利用对流层、平流层大气折射率的不均匀结构和中层大气自由电子的散射,探测1~100千米高度晴空大气中的水平风廓线、铅直气流廓线、大气湍流参数、大气稳定层结和大气波动等的雷达。

随着技术的迅速发展,还出现了数字化天气雷达探测系统、双波长雷达探测系统等高科技产品。