风廓线雷达原理.ppt
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1、LOGO 风廓线雷达原理2011年年11月月5日日1NO.1 风廓线基本概念 从遥感角度讲 风廓线雷达(wind profiler radar,WPR)主要是利用 大气湍流对电磁波的散射作用对大气风场等物理量进行探测的一种主动式地基遥感设备。从测量角度讲 因为风廓线雷达同时要完成测速与定位功能,所以风廓线雷达是是无线电测距与多普勒测速的结合。从应用系统讲风廓线雷达以晴空大气作为探测对象,利用大气对电磁波的散射进行风场的测量,能够实时提供大气的三维风场信息,增加无线电声学探测系统(RASS),与微波辐射仪或GPS/MET水汽监测系统配合,可实现对大气风、温、湿等要素的连续遥感探测,是一种新的高空
2、大气探测系统。2NO.2 国内外发展及应用 风廓线雷达诞生于20世纪80年代,近三十年已经在国际气象组织得到认可和广泛使用。美国于1992年开始在美国建成包括35部风廓线雷达的观测网,并进入业务运行,多年来的运行结果表明,风廓线雷达网资料能满足观测精度的要求,他的时空分辨率超过任何高空风测量系统。NOAA(美国国家海洋和大气管理组织)在对风廓线雷达网进行评估时指出:6分钟的风廓线资料能显示出锋面,短波波动,气旋和重力波等系统连续详实的演变过程,资料通话后,明显地改善了3-6h临近数值预报结果,美国还计划研制是用于热带海洋地区的太阳能自动风廓线系统。日本与2003年6月建成包含31部风廓线来打的
3、气象业务观测网,观测资料在多个领域地得到广泛应用,芬兰,德国,瑞士,英国,法国都建早有自主的风廓线雷达网3LOGO美国美国NPN(35部对流层),间隔200公里,每个站配有一套GPS水汽监测系统。CAP(60多部各种型号),由35个部门建设的风廓线雷达组成。探测数据和设备的状态信息一起被发送到位于Bloulder的风廓线雷达控制中(PCC)。经过数据处理和质量控制,每小时平均的风数据和温度数据经过计算后发送给NOAA风廓线雷达网(NPN)的用户。理论研究和实际使用的结果都表明NOAA风廓线雷达网对于天气预报具有很重要的价值,尤其是监测墨西哥湾水汽输送过程中的低空急流。NOAA风廓线雷达网的数据
4、对于预测这种低空急流引起的夜间雷暴非常重要。4 国内外发展及应用 日本WINDAS(31部1.3G风廓线雷达),间隔130公里。经过站台处理的10分钟的平均风数据传输到风廓线雷达控制中心,通过进一步的一致性检验后用于数值天气预报。WINDAS用于预报台风、梅雨和中纬度低压引起的强降水。5 中国气象局所属部门陆续在北京、上海、唐山、张北、青岛、深圳、大理、电白等地布设了数十部风廓线雷达。国内情形国内情形6 随着我国国民经济的发展。当前对气象保障工作的要求越来越高,各级气象部门对风廓线雷达愈来愈迫切。在中国气象局完成多普勒天气雷达网的建设后,预计风廓线雷达将是下一个重要的布网装备。2010年3月浙
5、江首个风廓线雷达在甬安装完成试运营2010年8月湖北省气象局安装的移动方舱边界层风廓线雷达 7风廓线雷达网布局风廓线雷达网布局风廓线雷达和探空站网布局风廓线雷达和探空站网布局8NO.3风廓线雷达的探测原理 风廓线雷达主要以晴空大气作为探测对象,利用大气湍流对电磁波的散射作用进行大气风场等要素的探测。风廓线雷达的电磁波在大气传播工程中,因为大气湍流造成的折射率分布不均而产生散射,其中后散射能量被风廓线雷达所接受。一方面,根据多普勒效应确定气流沿雷达波束方向的速度分量;另一方面,根据回波信号往返时间确定回拨位置。由于大气湍流折射率的不均匀性,会引起电磁波的散射。向空中发射电磁波,即使在晴空大气中也
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