人工影響天氣中多普勒天氣雷達的應(yīng)用分析

李巨星

摘要：近年來，科技的進步和時代的發(fā)展，為我國各領(lǐng)域的創(chuàng)新改革帶來重大機遇，而對于天氣的研究和業(yè)務(wù)應(yīng)用而言，多普勒作為一種現(xiàn)代化的技術(shù)，在應(yīng)用到人工影響天氣中更是有著突出的效果，鑒于此，本文將著重分析多普勒天氣雷達的應(yīng)用情況，旨在更好的提升多普勒天氣雷達的應(yīng)用效果。

關(guān)鍵詞：人工影響天氣;多普勒;天氣雷達

前言：天氣雷達作為我國氣象行業(yè)成熟發(fā)展的產(chǎn)物，是以多普勒效應(yīng)作為基礎(chǔ)，能夠?qū)⑸⑸潴w相對于雷達的速度進行精確的確定的一種雷達系統(tǒng)，在一定條件下可以真實，客觀的反映出大氣流動的情況，也能夠?qū)ζ渌麡O端的天氣情況加以預(yù)測和干預(yù)。所提供的實時大氣監(jiān)測系統(tǒng)更能夠開展人工影響天氣作業(yè)以及空中的水資源，更能夠為防災(zāi)，抗震等一系列工作提供及時有效的監(jiān)測信息[1]。

一、多普勒效應(yīng)及工作原理分析

（一）效應(yīng)

多普勒效應(yīng)是以聲波的形式作為載體，例如一輛火車在處于高速運行的狀態(tài)下，聲音的頻率也會隨著聲波的壓縮而處于不斷增加的狀態(tài)，一旦火車漸漸停止狀態(tài)時，聲音的頻率也會因為聲波的膨脹而隨之減少，這一現(xiàn)象則稱之為多普勒效應(yīng)，換言之。多普勒天氣雷達所發(fā)射出的一系列電磁波相比聲波而言頻率更高，并且會以光速的形式加以傳播，通常該雷達并不會直接對于多普勒頻移測量，而是會通過往返脈沖對之間的差值所得到的氣象目標的徑向速度，正因為如此，多普勒天氣雷達區(qū)別于其他普通的雷達，其最大之處就是多普勒天氣雷達，一方面可以有效地提供氣象目標的發(fā)射率因子，另一方面，也能夠根據(jù)氣象目標的徑向速度以及普快數(shù)值，而這些數(shù)據(jù)的提供在對極端天氣的預(yù)警中更十分有效[2]。

（二）工作原理

多普勒雷達作為目前世界上最為先進的天氣設(shè)備，自興起以來，在許多國家中得到了十分理想的應(yīng)用。其工作原理主要體現(xiàn)在以下兩方面，第一點是可以通過績效的目標，對于雷達的電磁波進行散射與吸收。能夠?qū)﹄姶挪ㄟM行吸收和散射作為基本的兩大形式，雷達探測大氣的基礎(chǔ)，也是由氣象目標，對于雷達電磁波的吸收與散射所得，若是電磁波的光束在大氣傳播的過程中遇到雨滴和雨滴或是其他空氣分子時，會作為入射的電磁波的波數(shù)中有一部分，因為上述的例子會反射到不同的地方。還有一部分反射的電磁波波束會被粒子所吸收，最后會按照雷達的方向返回被雷達天線接受，多普勒天氣雷達之所以能夠接收到電磁波術(shù)中帶有政府以及消費等一系列數(shù)據(jù)，并且得出氣象平均速度，更是能夠在此基礎(chǔ)上推算出相應(yīng)的氣象情況以及其他的內(nèi)部結(jié)構(gòu)特征。第二點是電磁波在大氣中的折射情況處于真空的環(huán)境下，電磁波的傳播路徑以直線為主，但是考慮到大氣中仍然會存在各種氣體，分子和云的雨滴的存在，使得電磁波在大氣中會出現(xiàn)明顯的折射現(xiàn)象。而大氣折射中包括標準折射超折射臨界折射等等，不同的折射均與雷達波束的高度，寬度和羊角有著密切的關(guān)系，而每一種折射都有著不同的回波強度以及鏡像的速度，這些回波強度會反映出不同的電磁波的波場，多普勒天氣雷達也正是因為如此可以對上述不同的折射方式加以分析，通過對雷達對接收到的折射電磁波波束進行進一步計算和處理，并且對于所得到的氣象資料加以人工的干預(yù)[3]。

二、人工影響天氣中多普勒天氣雷達的應(yīng)用分析

（一）天氣預(yù)測及干預(yù)

在對雷達的回波特征進行歸納分析以后，能夠有效確定增雨作業(yè)的天氣系統(tǒng)，更可以通過多普勒天氣雷達來選擇相強對流回波發(fā)展趨勢前的對流云以及中期混合云進行火箭催化。除此之外，由于多普勒天氣雷達對于極端天氣的識別會通過判斷強對流天氣回波的強度反射率因子場和氣流強度等方面來判斷未來回撥電氣系統(tǒng)的發(fā)展趨勢，更能夠?qū)μ鞖膺M行提前的預(yù)測和報警。而采用內(nèi)部的多普勒信號處理技術(shù)以及自動產(chǎn)生的災(zāi)害性天氣預(yù)警預(yù)報的能力，也能夠在最短時間內(nèi)及時識別強對流的天氣系統(tǒng)，并立即發(fā)出警報。

（二）人工增雨及指揮作業(yè)

上述分析得知，多普勒天氣雷達憑借著自身極強的科學(xué)技術(shù)。可對于天氣情況進行有效的推斷和預(yù)測，在此基礎(chǔ)上更能夠進行人工降雨，特別是對于一些缺水干旱等地區(qū)采用多普勒雷達的方式，也能夠有效的改善當?shù)厮Y源短缺的問題。一般來講，常規(guī)的天氣雷達只能夠客觀地反映出紅光反射，因此的自己強度值，而這種強度值會通過水平和垂直的方式分布，對于人工增雨的作業(yè)時間及位置的選擇的確是具有一定的參考價值，但是采用多普勒雷達不僅可以反映出強度值，更能夠為內(nèi)部的降水系統(tǒng)的流暢信息提供清晰明確的數(shù)據(jù)依據(jù)，因此，多普勒天氣雷達在人工增雨飛行播灑作業(yè)中，一方面能夠考慮到教育的動力結(jié)構(gòu)，另一方面更能夠在此基礎(chǔ)上進行科學(xué)合理的作業(yè)。與此同時，還能夠?qū)υ茙Ш蛯⑴c進行遙測的監(jiān)視，從而更好地了解其內(nèi)部的物理結(jié)構(gòu)和具體的特征。作為選定作業(yè)區(qū)域?qū)ο笥行Х椒ǖ乳_展。提供明確的思路依據(jù)。與此同時，多普勒天氣雷達還可以展開實時的指揮作業(yè)，根據(jù)雷德啊所觀測到的相關(guān)數(shù)據(jù)資料，在此基礎(chǔ)上引導(dǎo)并且指揮人工降雨的催化作業(yè)，例如根據(jù)雷達資料選擇有利的催化部位和高度，按照回波移向移速，結(jié)合當時降水的實際情況來判斷天氣系統(tǒng)的發(fā)展變化趨勢，更能夠采取針對性的催化性作業(yè)。

（三）提供風(fēng)場信息

采用多普勒天氣雷達可以有效的提高風(fēng)場的信息，一方面可以通過徑向速度獲得風(fēng)向以及風(fēng)力的分布圖，準確地辨別將對流大氣，另一方面也能夠得出十分精確的風(fēng)場信息，以及廓線圖崩廓線雷達，通過高空放射下不同方向的電磁波的波數(shù)，這些電磁波的波束在大氣中經(jīng)過折射以后，也會被重新收集到雷達所得出的圖形，將其稱之為擴建圖。風(fēng)廓線雷達利用多普勒效應(yīng)能夠有效探測出大氣中的風(fēng)向和風(fēng)速的信息，更具有著全自動的探測以及分辨率較高，這兩大優(yōu)勢，通過風(fēng)廓線雷達能夠得到廓線圖，一方面可以有效分辨出不同高度和不同風(fēng)力的大小，另一方面，也更以更好地投入到大風(fēng)預(yù)警災(zāi)害的監(jiān)測中。

結(jié)論：總而言之，在我國氣象事業(yè)高速發(fā)展的今天，多普勒天氣雷達作為一項可以有效干預(yù)天氣并且減少自然災(zāi)害和災(zāi)害風(fēng)險的新型技術(shù)。無論是在應(yīng)用多普勒天氣雷達，開展人工教育或是防爆作業(yè)，都能夠取得十分理想的效果。近年來，多普勒天氣雷達也開始在氣象監(jiān)測等工作中得到了普遍的應(yīng)用和推廣，在準確預(yù)報天氣情況的基礎(chǔ)上，也能夠為人工干預(yù)影響天氣提供明確的思路依據(jù)。在未來，多普勒天氣雷達更有著較大的研究和改良空間，也會為我國災(zāi)害性的天氣預(yù)測預(yù)警提供更大的價值，

參考文獻

[1] 陳進強， 楊連英. 多普勒天氣雷達在人工影響天氣中的應(yīng)用[J]. 氣象科技， 2002， 30（002）：127-128.

[2] 李傳柱. 新一代多普勒天氣雷達在人工影響天氣中的應(yīng)用[J]. 科技經(jīng)濟導(dǎo)刊， 2020（1）：112-114.

[3] 桂合春， 納麗佳. 氣象雷達探測系統(tǒng)在人工影響天氣中的應(yīng)用——以多普勒天氣雷達為例[J]. 中國科技博覽， 2014（4）：216-216.