浅谈大气探测技术

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1、浅谈大气探测技术摘要:大气探测是利用各种探测手段对大气中的物理过程和物理现象及气象要素等进行观测、探测并使用不同的载休记录下来。大气探测所获取的气象记录、资料是进行天气预报、气候分析、气象科学研究和为各行各业服务的基础。近年来，随着自然科学与技术的进步，国际气象探测技术也取得了显著的发展。本文在此阐述了以下儿种探测技术。.关键词：人气探测技术气象探测.大气探测又称气象观测，是对地球大气圈及其密切相关的水圈、冰雪圈、岩石圈（陆面）、生物圈等的物理、化学、生物特征及其变化过程进行系统的、连续的观察和测定

2、，并人气探测对获得的记录进行整理的过程。气象观测是气象科学的重要分支，它将基础理论打现代科学技术相结合，形成多学科交叉融合的独立学科，处F大气科学发展的而沿。气彖观测信息和数据是开展天气预警预报、气候预测预估及气象服务、科学研究的基础，是推动气象科学发展的源动力。发展一体化的气彖综合观测业务是气彖事业发展的关键。人气探测主要包括：地面观测、高空探测、特种观测和遥感探测等。1、地而气彖观测主要是对近地层范围内的气彖要素进行观察和测定，大气探测主要观测的项目有：气温（离地1.5米高处，百叶箱内的气温）、

3、地温、湿度、气压、风（包括风向风速）、云、天气现彖、能见度、降水、蒸发量、照时数、太阳辐射等。2、高空气象探测一般是川探空气球携带探空仪器升空进行，町测得不同高度的人气温度、湿度、气压，并以无线电信号发送回地而。利用地而的雷达系统跟踪探空仪的位移还可测得不同高度的风（风向、风速）。3、特种观测主要包括大气本底观测、酸雨观测、臭氧观测、紫外线观测等。遥感气象探测主要是利用气象卫星、雷达等设备进行气象要素探测。下而介绍三种貝体的大气探测技术：一、利用微波折射率仪探测探测对流层中大气时，折射率仪是众多测试

4、手段中的唯一一-种直接测量大气折射率的设备。它的研制可上溯到40年代。历史上有以谐振腔为传感器和以电容为传感器的两类折射率仪。后者虽重量轻，但其精度相对较低。目询常用的是询一种。以谐振腔测量空气折射率的原理是，通过测量谐振腔内空气折射率变化&N引起的谐振频率f的变化量盯来得到空气折射率No各N=-6f/fo典型的仪器是3公分微波折射率仪，这种仪器的特点是测量精度高、响应速度快，其测量精度一般都达到IN单位，采样速度可在100次/秒以上。仪器稳定度町达士10-7/C。釆样腔的开口部分便折射率仪能够瞬间

5、响应空气的折射率变化。它在雷达定位等系统的工作中是大气结构精确测定的必需设备。目前美国、前苏联、英国、法国、H本、印度等国都拥有微波折射率仪，并且在评价人气对雷达系统和通信系统的影响中，一直进行机载测量。国内是电子部22所首先研制成功微波折射率仪并且是目前国内的唯一拥有单位，“八五”期间又口行研制成功的小型折射率仪，通过了部级鉴定。微波折射率仪的轻型微型化是其一个发展方向,这可以解决测量平台的困难，前苏联可生产重约1.5kg的微波折射率仪。二、利用天气雷达探测探测由于天气雷达探测在气象业务和科研工作

6、中占有重耍地位，其在监视和预报强风暴天气、洪水、咫风以及开展外场大气科学试验等方面，起着口益垂要的作丿IJ,其发展也非常迅速。近年來主要是采用loCM雷达，探测距离一般迈45oKM,组成较完善的雷达网，配备冇较完善的伺服系统，依靠电子计算机实现了回波资料的数字化处理，和用户之间也有较好的传输设备。我国武汉的数字化天气雷达系统由WSR-815W达、数据处理（用PDP—11/44计算机），终端显示和自动雨量站校准4个子系统组成,有8种彩色图象和数据产品:PPI、RHI.ZPPI、CAPPI、VIL、EC

7、TOP、COT、MAX及HYDRA（64个河流子区域平均攀积降雨量）。微机远程终端网络作为数字化天气雷达系统的产品分发了系统。英国气象局的雷达观测网的建设积20多年的研究和发展，已形成覆盖全英主要地区的雷达网。另外，再加上西欧的气象雷达网，这些为短时预报提供分辨率极高（雷达站附近ZXZKM,全国范围sx5KM,每五分钟扫描一次）的降水（雨或雪）资料。与这些雷达配套，英国近年发展的FRONTIERS系统，采用最新的增强显示技术能将卫星与雷达观测资料进行优化综合，给出短时的降雨预报。三、利用无线电掩星探

8、测目前在探测屮高层大气工作中，探测人气参数垂肓剖面的手段主要冇无线电探空气球和气象卫星、雷达等遥感技术，但它们都存在一定的缺陷。无线电探空气球是大气高精度的常规探测工具之一，因受经费和条件限制，站点I'可距大，且在海洋、沙漠、高山等地留下大片空口。卫星垂直探测遥感技术对大气参数的反演精度尚未完全达到实川要求，而R垂直分辨率低。雷达等其它地基遥感技术也存在空间间距大、探测参数单一，无法在海洋、沙漠等荒凉区域进行常规探测等缺陷。在国际上，掩星技术探测地球大气就是-•个旨在