多普勒天气雷达在航空气象服务中的应用
浅谈多普勒雷达在短时临近天气预报中的应用
浅谈多普勒雷达在短时临近天气预报中的应用作者：马宇琪来源：《科学与信息化》2019年第34期摘要多普勒天气雷达具有较高的时空分辨率，夏季强对流天气的预警主要依靠多普勒天气雷达的实时监测，在短时临近天气预报中作用巨大。
洛阳机场不仅负责洛阳地区航班运输任务，还有大量的飞行训练，训练飞机机型较小，对天气较为敏感，利用多普勒雷达进行短时临近预报在保障飞行安全工作中具有重要意义，尤其在夏季雷雨多发季节。
所以本文简单探讨多普勒天气雷达在短时临近预报中的应用。
关键词多普勒雷达;短时临近预报;飞行训练引言随着我国航空事业的发展，航班架次逐年增加，为人们的出行带来极大方便。
在重视航空业发展的同时，航班延误这一问题越来越被人们所重视，在众多航班延误原因中，气象原因对航班的影响较大，同时，洛阳机场飞行训练任务较多，飞行训练飞机较小，对天气较为敏感，所以利用多普勒雷达进行短期临近预报，对降低航班延误率，保障飞行安全具有重要意义。
多普勒雷达具有很高的时空分辨率，不仅能够测量降水的强度分布，还能推算出雨带的运动速度。
夏季强对流天气多发，多普勒雷达能够及时检测到中小尺度天气系统的发生、发展和演变，同时，多普勒雷达的高扫功能，能够探测出目标云体的高度及强度中心，对判断强天气种类及人工影响天气作业具有重要意义。
1 多普勒雷达技术概述多普勒雷达的工作原理可表述如下：当雷达发射一固定频率的脉冲波对空扫描时，如遇到活动目标，回波的频率与发射波的频率出现频率差，称为多普勒频率[1]。
根据多普勒频率的大小，可测出目标对雷达的径向相对运动速度和强度;根据发射脉冲和接收的时间差，可以测出目标的距离。
从而确定物体所在位置、移动方向、强度等信息。
随着雷达技术的不断发展，多普勒雷达在短时临近预报中的作用越来越大。
2 多普勒雷达在短时临近预报中的应用2.1 根据回波特征分析多普勒雷达根据接收到的回波特征分析：层状云水平范围广，降水具有均匀连续的特點，可持续数日，降水量大，在雷达上呈现片状或块状，回波顶高度较低，多伴随稳定型天气。
多普勒天气雷达原理与业务应用
多普勒天气雷达原理与业务应用摘要：多普勒雷达是世界上目前为止最先进的雷达，有“超级千里眼”之称。
相较于传统天气雷达，多普勒天气雷达能够监测到与地面垂直距离在8－12公里范围内的对流云层的产生和变化，能够判断云层的移动速度，对于天气的预报结果而言会极大的减小误差。
为了对天气进行精准预测，各类型的天气探测设备不断涌现，本文主要是对多普勒天气雷达的原理和应用范围进行简单分析。
关键词：多普勒天气雷达、原理、应用引言：随着科学技术的发展和社会的进步，人们对不可控事物的掌控欲望逐步增强。
天气的变化是影响人们劳作、改变人们生活规律的主要原因，以前天气的不可预测性使人们不能够根据天气进行合理的劳作安排。
因此人们开始向探测天气方面进行研究，多普勒天气雷达是目前为止最有效的天气探测设备。
其应用范围宽泛，探测效果优良。
天气雷达的工作原理和普通的雷达一样，通过定期向高空发射电磁脉冲，之后通过接收器接受被高空气象反射回来的电磁脉冲，并通过计算机进行处理和显示，达到探测天气的目的。
1842年，奥地利数学家多普勒在经过铁路交叉处时，发现了火车由远及近时汽笛声变响，反之亦然。
他对这种现象进行研究，研究表明这种现象时由于震源与观察者之间产生了相对运动。
后人为了纪念，将这种现象称之为多普勒现象。
二十世纪七十年代以来，多普勒效应被广泛用于武器火控和天气探测等方面。
多普勒天气雷达比一般天气雷达发射的电磁脉冲波长更短，并且能够在探测降雨位置、强弱基础上可以帮助分析天气的性质以及对流天气等[1]。
多普勒天气雷达的主要应用领域1.强对流天气的监测和预警强对流天气包括雷暴、雷暴大风、冰雹、暴雨和龙卷风等天气现象。
一般而言，强对流天气都是危险天气，对于人们的日常生活和社会生产会产生重大影响。
因此对于强对流天气的监测显得尤为重要，多普勒天气雷达对于研究强对流天气具有重要意义。
对于风暴的研究，不同的角度具有不同优劣性，从简单的二维回波区域到具备显示具有物理意义的三维虚拟体，为强对流天气的跟踪和提前预测展开了新的发展层面。
气象雷达在航空气象监测中的应用有哪些
气象雷达在航空气象监测中的应用有哪些嘿，咱今天来聊聊气象雷达在航空气象监测里的那些事儿。
你知道吗，坐飞机的时候，咱们能平安抵达目的地，气象雷达可是功不可没！它就像是天空中的“千里眼”，时刻为飞行员和地面的工作人员提供着重要的气象信息。
先来说说它能监测到啥。
比如说，气象雷达能敏锐地捕捉到雷雨云的位置和范围。
这可太重要啦！有一次我坐飞机出差，途中遇到了强对流天气。
本来我还在座位上悠闲地看杂志，突然飞机开始颠簸起来，我的心一下子提到了嗓子眼儿。
这时候，广播里传来了机长的声音，说前方有雷雨云，咱们的飞机得绕开飞行。
我当时就在想，这机长是怎么知道前面有雷雨云的呢？后来才知道，这都是气象雷达的功劳。
它能早早地发现雷雨云，让飞行员及时调整航线，避免飞机闯入危险区域。
气象雷达还能监测到风切变。
这风切变啊，就像是天空中的“隐形杀手”，会突然改变风向和风速，给飞机的飞行带来很大的威胁。
有一回，我在机场候机，听到旁边的工作人员在讨论，说刚刚有一架飞机在降落的时候遇到了风切变，好在飞行员经验丰富，再加上气象雷达提前发出了预警，这才化险为夷。
我当时就在想，这气象雷达可真是太厉害了，能在关键时刻救大家一命。
除了雷雨云和风切变，气象雷达还能监测到大雾、冰雹等恶劣天气。
在大雾天气里，气象雷达可以帮助飞行员判断机场跑道的能见度，确保飞机能够安全起降。
而对于冰雹，气象雷达能提前发现它们的行踪，让飞机避开这些“小炸弹”。
再来说说气象雷达是怎么工作的。
它就像是一个超级强大的“手电筒”，向天空发射出电磁波。
这些电磁波遇到不同的气象目标后会反射回来，气象雷达接收到这些反射信号，然后经过一系列复杂的处理和分析，就能得出气象信息啦。
而且啊，现在的气象雷达技术越来越先进了。
以前的气象雷达可能只能监测到比较大的气象目标，现在的高分辨率气象雷达，甚至能监测到很小的气象变化。
比如说，它能精确地分辨出雷雨云中不同强度的降水区域，让飞行员对天气情况有更详细的了解。
民用航空气象地面观测规范第14章 多普勒天气雷达知识
第十四章多普勒天气雷达知识第一节引言RADAR（Radio Detection and Ranging）是一个利用电磁波进行探测、定位的仪器。
最早用于军事目的，后来在气象部门也逐渐得到使用。
它具有准确、客观和实时的特点。
近年来，多普勒雷达的技术也逐渐成熟，它除了保持常规天气雷达的特点外，还通过计算频率（相位）的变化，提取风场的一些特征，因而更具有使用价值。
我国新一代天气雷达建设是我国20世纪末、21世纪初的一项跨世纪气象现代化工程。
我国新一代天气雷达组网的目标和原则是：在我国东部沿海和多强降水地区和四川盆地的大部分地区，布设S波段（波长10cm）新一代天气雷达；在我国强对流天气发生和活动比较频繁、经济比较发达的中部地区，布设C波段（波长5cm）新一代天气雷达；其它地区，即我国第一地形阶梯地域的青、新、藏等流域暂不布设全国组网的站点；但省（区）会所在地和重要地区根据气象服务工作的需要和可能，按统一业务布点要求设置新一代C波段天气雷达，作为局地监测和服务使用。
计划在全国部署158部新一代天气雷达。
图14-1为其中的126部的站点示意图。
截止到2005年5月份为止，已布设80余部新一代天气雷达。
图14－1我国新一代天气雷达网站新一代天气雷达将全部选用Ｓ和Ｃ两种波段，选取全相干体制，其主要探测和测量对象，包括降水、热带气旋、雷暴、中尺度气旋、湍流、龙卷、冰雹、融化层等，并具备一定的晴空回波的探测能力。
第二节多普勒天气雷达的基本工作原理粒子对电磁波作用的两种基本形式是散射和吸收。
气象目标对雷达电磁波的散射作用是雷达探测大气的基础。
当天气雷达间歇性地向空中发射电磁波（称为脉冲式电磁波）时，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，若遇到空气分子、大气气溶胶、云滴和雨滴等悬浮粒子时，入射电磁波会从这些粒子上向四面八方传播开来，这种现象称为散射。
粒子产生散射的原因是：粒子在入射电磁波的作用下被极化，感应出复杂的电荷分布和电流分布，它们也要以同样的频率发生变化，这种高频率变化的电荷分布和电流分布向外辐射的电磁波，就是散射波。
多普勒雷达技术及其应用
多普勒雷达技术及其应用一、引言多普勒雷达技术是一种利用声波的回波来测量目标的速度的识别技术。
它已经被广泛应用于气象、交通、国防、环保、地震、钻探等领域。
本文将对多普勒雷达技术的原理、构成、应用进行系统介绍。
二、多普勒效应原理多普勒效应指的是一种物理现象，当发射器和接收器在相对运动时，回波的频率会因为目标的运动速度而发生变化。
这种现象被称为多普勒效应。
其实现原理在于目标的速度会改变回波的相位和频率，从而使回波波长发生变化。
三、多普勒雷达技术构成多普勒雷达技术主要包括发射机、天线、接收机、信号处理系统、控制系统等。
其中发射机和接收机都是由内部谐振器驱动，通过放大器进行功率放大，天线则负责将电磁波通过空气向目标传输和接收返回波信号。
信号处理系统则负责处理这些波信号的反射和散射。
控制系统则负责控制整个系统的运行，以及收集信息和进行处理和分析。
四、多普勒雷达技术应用利用多普勒雷达技术，可以对雷暴云的运动状态、内部结构、强度、水汽含量等进行预报和研究，对于气象行业来说，这种技术的应用十分重要。
多普勒雷达技术在气象预警、天气预报、暴雨监测等方面得到了广泛应用。
（二）航空领域在无人机、小型飞机、飞行器等航空器的航行和控制中，多普勒雷达技术可以提供精确的速度、风速、空气密度、高度等信息，以帮助飞行人员进行精细化的控制和管理。
多普勒雷达还可以被用来检测航空器的状况和维修需求。
（三）交通领域在交通领域，多普勒雷达可以帮助交通管理部门监测车辆的速度和密度，进行交通拥堵的预测和管理。
多普勒雷达系统还可以被集成到交通信号灯中，以帮助行人和汽车在道路上的方向和速度。
（四）国防领域在国防领域，多普勒雷达技术可以被用来进行侦察、监测、探测和指引导弹、炮弹、卫星等的轨道和目标。
多普勒雷达技术在常规和太空战争中都扮演着重要角色。
多普勒雷达技术还可以用来监测地震活动和地质灾害发生的位置和时间情况，以便对相关地区进行预防和应急处理。
该技术可以通过检测地下的地表运动，测得地震波的传播速度和传播方向，从而准确判断地震活动的强度和方向。
多普勒天气雷达在人工影响天气中的应用
多普勒天气雷达在人工影响天气中的应用摘要：经济的飞速发展使人们对生活质量的要求越来越高，天气变化对人们日常生活各方面产生影响，促使气象部门对天气预报展开升级优化。
基于此，多普勒天气雷达被广泛应用于天气预测以及人工影响天气工作中，多普勒天气雷达可以进行精准气象预警、极端天气监控、获取精确天气数据等符合社会需求的气象工作。
本文通过阐述多普勒天气雷达工作原理，列举多普勒天气雷达对灾害性天气进行监测和预警、对极端气象进行干预、实时性准确预报降水、采集详细风场信息、手机监测、闪电强度和地域分布、人工防雹、航空天气预报中的应用、天气雷达监测火情九项在人工影响天气中的应用关键词：多普勒天气雷达；人工影响天气；应用一、多普勒天气雷达工作原理多普勒天气雷达的应用对气象工作具有重大意义，其对气象监测的准确性、实时性，成为多个国家选择应用的核心因素。
（一）利用雷达电磁波进行定位传统气象工作探测天气采取的主要工具是雷达，利用电磁波独特的物理性质实现对天气变化的捕捉。
电磁波在传播过程中遭遇雨滴，会出现吸收或散射现象，使电磁波出现非常规削弱。
雷达会接收其中散射到其他地方的电磁波，通过电磁波内含的振幅，对云雨的位置进行定位，在通过发射率因子和频谱宽度等数据测算具体天气情况，以实现区域天气预报。
（二）电磁波在大气中的衰减电磁波在大气中的传播会被云滴或者雨滴吸收、折射，随着传播区域的扩大电磁波的损耗就越大，根据实践发现，电磁波束长度与其在大气中的衰减系数成反比，电磁波衰减过多会直接形象雷达接收回波数据的准确性，是传统雷达探测气象的难点。
多普勒天气雷达，不仅克服电磁波衰减的影响，还利用电磁波在传播过程中的散射，来实现对气象的监测，将感知重心放在天气对电磁波束的作用，实现采集高精度天气数据。
（三）电磁波在大气中的折射电磁波在理想的真空状态下成直线传播，但气象探测过程中，空气充满介质，使得电磁波在大气中出现折射现象，折射的类型对雷达探测的结果具有直接影响，常见的折射类型有负折射和临界折射，不同的折射介质、折射波强、径向速度都会对气象数据的采集造成影响，需要工作人员结合实际情况进行计算分析。
多普勒雷达在气象观测中的应用
多普勒雷达在气象观测中的应用作者：董立书来源：《农民致富之友》2016年第05期1.雷达及气象雷达的简介雷达是将电磁能量以定向方式发射到空间之中，再借由接收空间内存在物体所反射的电波来计算出物体的方向，高度及速度，并且可以探测物体的形状的设备。
雷达（RADAR）这个名称是英文Radio Detection and Ranging（无线电侦测和定距）的缩写。
对于地球上的某一定点（雷达站）而言，任一个空间目标的位置，可以用三个基本的参数表示，这三个基本参数就是斜距、水平距离或高度、方位角和仰角。
雷达的出现是在二战期间。
在军事需求的背景下雷达被发明了。
雷达的工作原理是通过发射机产生电磁能量，再用雷达天线将电磁能量集中形成向某一方向传播的波并辐射出去。
电磁能在大气中以光速（2.998×108m/s）传播。
当传播着的电磁波遇到了目标物便产生散射波，而且这种散射波分布在目标周围的各个方向上。
其中有一部分沿着与辐射波相反的路径传播到雷达的接受天线，被接受的这一部分散射能量，称为目标的后向散射，也就是回波信号。
雷达使用测量回波信号的延时来测量距离的。
其后，雷达发展了单脉冲角度跟踪、脉冲多普勒信号处理、合成孔径和脉冲压缩的高分辨率、地形回避和地形跟随、无源或有源的相位阵列、频率捷变、多目标探测与跟踪等新的雷达体制。
后来随着微电子等各个领域科学进步，雷达技术的不断发展，其内涵和研究内容都在不断地拓展。
目前，雷达的探测手段已经由从前的只有雷达一种探测器发展到了雷达、红外光、紫外光、激光以及其他光学探测手段融合协作。
气象雷达是专门用于大气探测的雷达，它是用于警戒和预报中、小尺度天气系统（如台风和暴雨云系）的主要探测工具之一，属于主动式微波大气遥感设备。
气象雷达常规雷达装置大体上由定向天线、发射机、接收机、天线控制器、显示器和照相装置、电子计算机和图象传输等部分组成。
气象雷达的技术指标主要有工作波长、发射功率、天线增益、波束宽度、脉冲宽度、脉冲重复频率和接收机的灵敏度等。
多普勒雷达技术在航天领域的应用与研究
多普勒雷达技术在航天领域的应用与研究多普勒雷达技术是一种利用多普勒效应来实现目标检测的雷达系统。
多普勒效应是指当一个物体相对于观测者运动时，其发出的波长会发生变化，这种变化称为多普勒效应。
多普勒雷达技术可以通过检测目标与雷达之间的相对运动来确定目标的速度和方向，因此在航天领域具有广泛的应用和研究价值。
一、多普勒雷达技术在航天领域的应用1. 航天器轨道测量多普勒雷达技术可以用于测量航天器的轨道参数，如轨道高度、速度、轨道倾角等。
这些参数对于航天器的控制和导航至关重要，因此多普勒雷达技术在航天器的运行和控制中扮演着重要的角色。
2. 行星探测多普勒雷达技术可以用于行星探测任务中，通过检测目标与探测器之间的相对运动来确定目标的距离、速度和方向。
这些信息对于行星探测任务的执行和数据分析具有重要意义。
3. 太空垃圾监测随着人类在太空中的活动越来越频繁，太空垃圾也越来越多。
多普勒雷达技术可以用于太空垃圾的监测和跟踪，及时发现并避免太空垃圾对航天器和卫星的损害。
4. 卫星通信多普勒雷达技术可以用于卫星通信中，通过检测卫星与地面站之间的相对运动来确定信号传输的时间延迟和频率偏移，从而提高通信质量和可靠性。
二、多普勒雷达技术在航天领域的研究1. 多普勒雷达信号处理算法多普勒雷达信号处理算法是实现多普勒雷达技术的关键。
当前，研究人员正在不断探索和改进多普勒雷达信号处理算法，以提高其精度和可靠性。
2. 多普勒雷达系统设计与优化多普勒雷达系统的设计与优化是实现高精度目标检测和跟踪的关键。
当前，研究人员正在不断探索和改进多普勒雷达系统的设计与优化方法，以提高其性能和适应性。
3. 多普勒雷达技术与其他技术的融合多普勒雷达技术与其他技术的融合可以进一步提高其检测和跟踪精度。
当前，研究人员正在不断探索多普勒雷达技术与其他技术（如光学、红外、声学等）的融合方法，并取得了一定的进展。
综上所述，多普勒雷达技术在航天领域具有广泛的应用和研究价值。