摘要：多普勒天气雷达是一种基于多普勒效应的新型天气探测雷达系统，能够精确测量散射体相对于雷达的速度，在一定的条件下能反映出多种大气流动情况和其他极端天气状况。通过阐述新一代多普勒天气雷达的工作原理，阐述了该系统在人工影响天气中的不同应用。

关键词：多普勒天气雷达;人影作业;应用

引言

随着现代气象科学观测技术的进步和发展，多普勒天气监测雷达在当代我国气象领域得到了广泛的研究和应用。该天气监测雷达不仅能准确地实时反映出台风和降水聚集区域的平均风速、风向和各种大气层的温度变化等等情况，而且同时还能有效地准确测量和计算出各种气象雷达反射效应因子的反射强度值及其大小。新一代多普勒天气监测雷达的广泛应用给当代我国的危险性气象监测和预警工作开展带来了极大的便利，在对极端危险性天气的预警中也是发挥了重要的作用。

一、新一代多普勒雷达的工作原理

多普勒天气雷达探测系统是目前世界上最先进的强对流气象遥感探测技术和设备，在许多发达国家和地区得到了深入的研究和应用。新一代多普勒雷达系统是当前探测强对流和降水的主要传感器和地面气象观测遥感预警系统，也是当前监测和分析气象预警强对流灾害性天气的主要地面气象遥感探测和预警的设备和工具之一。新一代多普勒雷达进一步增强了对各种灾害性天气和系统特别是强对流灾害性天气的自动识别和预警的能力，能够有效地监测暴雨、冰雹、龙卷风等强对流灾害性天气的形成和发生，定量地估测大范围的降水，获得准确的降水和降水数据以及云体的准确风场和结构。因此，我们就需要对新一代的多普勒天气雷达的主要工作原理和重要性进行了深入的技术研究和应用分析，使得人们对其主要工作和原理的重要性有了更清晰的理解和认识。

1.1通过气象目标对雷达电磁波的散射和吸收

粒子可以通过吸收和散射电磁波，这也是电磁波的两种基本的形式。利用雷达探测大气的电磁波基础数据是由于气象探测目标对于雷达电磁波的吸收和气象目标散射的计算所得。如果吸收电磁波的雷达波束在多普勒大气系统的传播途中同时遇到了云滴、雨滴和其他空气中悬浮的粒子和影响空气中水分子在整个大气系统中的方向进行传播，作为吸收和入射的雷达电磁波波束其中的粒子有一部分会因为上述的电磁波粒子而被反射到不同的角度和地方，称为散射。一部分吸收和散射的雷达天线电磁波波束首先会被粒子的辐射吸收，最后根据反射到雷达的角度和方向自动返回被反射到雷达电磁波接收。

1.2电磁波在大气中的折射

在接近真空的环境中由于电磁波的传播和折射路径基本上是一条直线，而在大气中由于各类气体分子及云雾和雨滴的大量存在，使得放射性的电磁波在干燥的大气中会出现折射的现象。电磁波对大气的折射主要是包括五种，大气折射、超折射、临界折射、负折射和大气无折射，这五种大气折射与多普勒天气雷达波束的折射高度、宽度以及雷达的俯仰角等各种因素的影响有关。每一种大气折射都是由于具有不同的标准电磁波折射波长，多普勒的天气雷达接收站能够通过对上述五种大气折射的数据进行分析，通过对多普勒雷达接收站所收集和观测到的大气折射后数据对电磁波的波束进一步的计算和分析整理，得出相应的气象资料已经提交醒相应的雷达和人工设备进行干预。

1.3电磁波在大气中的衰减

电磁波的传播能量衰减随大气传播的路径逐渐缩短而减弱，这种现象被研究者称之为电磁波在大气中的衰减。通常电磁波的衰减与多普勒电磁波发射波束的路径长度衰减成反比，波束的长度越长，衰减的程度越小。其他气体分子电磁波的大部分能量则被吸收和散射。由于电磁波的能量衰减和散射能够在很大的程度上减小气象雷达系统中的气体分子回波和散射功率，从而致使气象雷达中投射回波的数据不准确，新一代多普勒天气雷达系统能够很好地利用气体分子电磁波的这一主要特点通过分析各类恶劣天气所折射的气体分子电磁波和散射波束以及气体分子电磁波的能量衰减功率情况，得出了气象雷达雷达目标的准确位置和数据。

1.4多普勒效应

多普勒效应一声波的形式体现，比如一辆火车在高速行驶的情况下，其声音的频率会随着声波的压缩而不断增加，然而当火车基本停止时，其声音的频率又会随着声波的不断膨胀而不断减少，这种现象就被称之为多普勒效应。也就是说，一个声音以20m/s的速度，在较近或者较远的距离听会产生大约800HZ的多普勒频率移动。

因此，多普勒天气雷达与其他普通雷达最大的不同就在于多普勒天气雷达不仅能够准确提供气象目标的发射因子，还能提供气象目標的径向速度和谱宽数值，这些数据在预警极端天气中的应用十分重要。

二、新一代多普勒雷达在人影作业中的应用

新一代多普勒雷达凭借较高的科学技术，能够对天气情况进行准确的预测，并且在大多数国家的天气监测中都能得到广泛的应用。所以，我们还要对新一代多普勒天气雷达在人影作业中的应用进行探究。

2.1 能够对灾害性天气进行监测和预警

新一代多普勒天气监测雷达在对各种气象异常情况进行分析和观测时，能够清晰地向观测者提供各种有关大气层发射因子z、谱宽w和径向速度v的信息和图像，在这些清晰的图像里涵盖了详细的各种对流极端天气的信息，气象工作者和人员可以通过综合利用上述的图像，更加准确、及时的对各类极端强对流天气异常情况进行了监测和预警。强对流极端天气最重要的观测数据之一就是对回波扰动强度的准确判断，新一代多普勒天气监测雷达图像中的谱宽和径向速度也非常能有效的准确判断各类极端强对流天气中有关大气层的异常情况，这主要是因为强对流极端天气的异常出现和其发展往往与气流的扰动强度、辐散和大气层的旋转等多种因素的影响有关，这些都可以认为是我们识别各类极端强对流天气的有力工具和依据。

2.2 多普勒天气雷达对极端气象的干预

多普勒天气雷达采用的多普勒信号处理技术和自动产生灾害性天气警报的能力，有效地识别强对流天气系统，并随时发布警报，也可为人工增雨、消雹作业提供科学依据。

2.3 定量估测大范围降水

气象工作者根据多普勒天气雷达当地回波的强度与降水量之间的比值，仪表阶段性的雨水的分布， 一般的情况下，回波强度在5dBz-18dBz就有不定量的降水情况的发生，在18dBz-30dBz这一个 阶段就会有强对流风暴产生。对于不同地域可以根据各个地区的降水情况进行综合分析。

结语

如上所述，新一代的多普勒天气监测雷达广泛应用于气象灾害监测等工作中，天气监测雷达能够准确地预报天气，还可以为人工影响的天气和人工作业的监测提供非常可靠的天气监测依据，近年来在研究和指导人工影响的降雨和对环境变化影响评价监测工作等天气监测领域的应用中有着重要而不可替代的作用和地位，我们可以充分借鉴目前国际上先进的新一代多普勒天气监测雷达的设备和技术，提高了我国的天气雷达监测水平，更好、更快地对气象灾害性的天气事件进行了监测和实时预警。

参考文献

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作者简介：李珂（1979-）男，汉族，河南永城人，本科学历，工程师，从事天气雷达机务保障研究工作。