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多普勒天气雷达

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从1998年开始在中国布网新一代多普勒天气雷达系统。多普勒效应是澳大利亚物理学家J.Doppler1842年首先从运动着的发声源中发现的现象,多普勒天气雷达的工作原理即以多普勒效应为基础,具体表现为:当降水粒子相对雷达发射波束相对运动时,可以测定接收信号与发射信号的高频频率之间存在的差异,从而得出所需的信息。运用这种原理,可以测定散射体相对于雷达的速度,在一定条件下反演出大气风场、气流垂直速度的分布以及湍流情况等。这对研究降水的形成,分析中小尺度天气系统,警戒强对流天气等具有重要意义。

   

普勒天气雷达-工作原理   

水波显示的多普勒效应多普勒效应(Doppler effect)是为纪念奥地利物理学家及数学家克里斯琴·约翰·多普勒(Christian Johann Doppler)而命名的,他于1842年首先提出了这一理论。多普勒认为,物体辐射的波长因为光源和观测者的相对运动而产生变化。在运动的波源前面,波被压缩,波长变得较短,频率变得较高 (蓝移 (blue shift))。在运动的波源后面,产生相反的效应。波长变得较长,频率变得较低 (红移 (red shift))。波源的速度越高,所产生的效应越大。根据光波红/蓝移的程度,可以计算出波源循着观测方向运动的速度。恒星光谱线的位移显示恒星循着观测方向运动的速度。除非波源的速度非常接近光速,否则多普勒位移的程度一般都很小。所有波动现象 (包括光波) 都存在多普勒效应。

天气雷达间歇性地向空中发射电磁波(称为脉冲式电磁波),它以近于直线的路径和接近光波的速度在大气中传播,在传播的路径上,若遇到了气象目标物,脉冲电磁波被气象目标物散射,其中散射返回雷达的电磁波(称为回波信号,也称为后向散射),在荧光屏上显示出气象目标的空间位置等的特征。

多普勒天气雷达-参考资料   
[1] 新浪新闻 http://news.sina.com.cn/s/2006-03-23/09328509604s.shtml

[2] 中国教育科研网 http://www.edu.cn/20010823/200170.shtml

[3] 中华网 http://military.china.com/zh_cn/important/64/20040106/11599666.html

 

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