多普勒天氣雷達在人工影響天氣中的應用

王淞怡

摘 要：隨著科學技術(shù)的快速發(fā)展，目前多普勒天氣雷達這種以多普勒原理為基礎的設備已經(jīng)被廣泛的應用到了我們國家的各個地區(qū)。而且這種雷達不單單可以將降水地區(qū)的大氣層變化、風向以及風速情況有效地反映出來，更可以準確的完成雷達反射因子強度值的測定，其對我們國家的氣象監(jiān)測工作起到了極大的幫助。本文首先介紹了多普勒天氣雷達的工作原理，并以此為基礎對多普勒天氣雷達在人工影響天氣中的應用進行了深入研究分析。

關鍵詞：多普勒天氣雷達；人工影響天氣；應用分析

一、多普勒天氣雷達的工作原理介紹

（一）利用氣象目標對雷達電磁波的散射和吸收原理進行工作

多普勒雷達可以進行大氣探測的基礎條件就是氣象目標會對雷達電磁波進行散射和吸收。當雷達發(fā)射的電磁波波束在大氣中遇到像是雨滴、云滴或者其他的空氣分子，其會向四面八方反射，人們將這種反射現(xiàn)象稱作散射。而一部電磁波則會因為散射的情況再次返回地面被雷達所接收，這個時候雷達就會根據(jù)自己所接收到的電磁波情況進行數(shù)據(jù)推算，得出對應的天氣情況。

（二）通過電磁波在大氣中的衰減進行工作

隨著傳播時間以及傳播路徑的不斷增長，電磁波的能量會不斷的發(fā)生衰減。而其衰減程度會隨著其波長的增加而降低。而電磁波在大氣中會出現(xiàn)衰減情況的主要原因就是當電磁波束遇到大氣中的空氣分子時，其一部分能量會發(fā)生轉(zhuǎn)化并產(chǎn)生散射的情況。而這種情況會造成雷達的回波功率減小，進而造成了雷達的回波數(shù)據(jù)出現(xiàn)了不準確的情況。但是，多普勒天氣雷達卻合理的利用了這一原理，根據(jù)電磁波束的衰減情況準確的完成了對氣象目標的檢測工作。

（三）利用電磁波會在大氣中折射的原理進行工作

當電磁波在大氣中傳播的時候，會因為遇到各種氣體分子發(fā)生無折射、負折射、臨界折射、超折射以及標準折射的五種折射，而出現(xiàn)這種情況的主要原因就是雷達所發(fā)射出的電磁波束的仰角、寬度以及高度等因素不同。并且每一種折射其速度以及回波強度都有各自的特點，利用多普勒天氣雷達可以有效地對這五種折射情況進進行分析計算，得到準確的氣象結(jié)果。

二、多普勒天氣雷達在人工影響天氣中的應用分析

（一）可以對災害性天氣進行監(jiān)測和預警

在通過多普勒天氣雷達對氣象情況進行監(jiān)測工作的時候，它可以傳輸回來清晰地相關監(jiān)測圖像，而其所傳回的圖像這種包含了詳盡的天氣信息，相關工作人員可以通過對這些圖像的分析，及時準確的完成對在相關天氣的判斷和預警。其所傳回圖像的回波強度是氣象人員進行對流天氣判斷的最核心依據(jù)，同時圖像中的徑向速度情況也代表了在極端天氣條件下相關大氣層的異常狀態(tài)，這些都是相關氣象人員進行極端天氣監(jiān)測與預警的最有效地依靠。

（二）多普勒天氣雷達對極端氣象的干預分析

一旦有極端天氣發(fā)生人們的人身以及財產(chǎn)安全就會受到比較大的影響，而合理的利用多普勒天氣雷達可以提前完成對極端天氣的監(jiān)測。并發(fā)布及時準確的天氣預警，讓人們提前做好相應的應對測試，避免大家相關的人身以及財產(chǎn)安全受到威脅。以龍卷風為例，它是一種產(chǎn)生于對流云里面有著非常強大破壞力的極端天氣，其風速最大可以達到210m/s，而發(fā)生在地面的上的龍卷風一般被人們稱作陸龍卷，相對應的發(fā)生在大海中的龍卷風就被人們命名為水龍卷，而對多普勒雷達所傳回的監(jiān)控圖像分析可以發(fā)現(xiàn)，龍卷風主要會產(chǎn)生多單體回波以及超級單體回波兩種回波數(shù)據(jù)。

（三）可以完成大范圍降水的定量估測工作

在使用多普勒雷達進行天氣檢測的時候應該注意，對其進行檢查校對是一項應該一直持續(xù)的工作，相關工作人員應該在日常工作中定期對其參數(shù)進行復查校對，這樣才可以保證其所傳回的天氣監(jiān)測數(shù)據(jù)是切實準確的。而且通過多普勒天氣雷達可以以不同地區(qū)的降水量和回波強度二者之間的比值為依據(jù)，完成降水強度以及降水量的實時轉(zhuǎn)變，同時為相關人員提供準確的該地區(qū)的雨水分布圖，而氣象工作者則能夠以此為依據(jù)對本地區(qū)的降水情況進行綜合細致的分析研究，如果當?shù)氐哪硞€區(qū)域出現(xiàn)了嚴重缺乏降雨的情況，就可以采用人工降雨等人工干預天氣的方式實現(xiàn)降雨量的調(diào)節(jié)。

（四）多普勒天氣雷達可以為人們提供詳細風場信息

利用多普勒天氣雷達不單單可以及時有效地完成風力以及風向的檢測并制作出相應的分布圖，同時還可以詳細的判別出對流大氣的情況，獲取更加細致準確的風場信息并繪制出精確的廓線圖，所謂廓線圖指的是就是風廓線雷達先將電磁波波束以不同方向發(fā)射到高空之中，之后雷達在將這些被大氣層所折射回來的電磁波波束進行重新收集最后所得到的圖像。這種雷達充分的利用了多普勒原理完成了對大氣中的風速以及風向信息探測工作，其主要有著分辨率高以及全自動兩大優(yōu)點，同時利用風廓線雷達進行探測所繪制得到的廓線圖更是可以精確的分辨出高度不同的風力以及風向情況，這樣可以及時的完成對大風災害的檢測和預警工作，避免人們的生命財產(chǎn)安全遭到無味的損失。

三、結(jié)束語

總而言之，現(xiàn)在多普勒天氣雷達已經(jīng)被我國廣泛的應用在了氣象監(jiān)測等工作之中，而且它不僅僅可以準確的完成天氣情況的預測，同時更為相應的人工改變天氣工作的進行提供了十分確切的依據(jù)，在環(huán)境評價以及人工降雨指導等方面都有著不可或缺的作用，我們國家應該不斷的向西方發(fā)達國家學習他們先進的相關技術(shù)，這樣才可以使我國的多普勒雷達技術(shù)水平得到最大程度的提升，為相關災害天氣預警以及人工影響天氣起到更大的作用。

參考文獻：

[1] 楚志剛，胡漢峰，黃興友，魏鳴.窄波束C波段雙偏振多普勒天氣雷達及其探測能力分析[J].高原氣象，2017，36（04）：1072-1081.

[2] 張持岸，楊愛軍，孫召平，陳艷.利用隨機相位編碼法恢復多普勒天氣雷達二次回波[J].氣象科技，2017，45（04）：602-605.

[3] 熱蘇力·阿不拉，牛生杰，張磊，王紅巖.基于多普勒天氣雷達的冰雹云早期識別與預警方法研究[J].冰川凍土，2017，39（03）：641-650.

[4] 易雪婷，鄒海波.多普勒天氣雷達波束水平距離的計算方法[J].氣象與減災研究，2017，40（01）：36-42.