多普勒天气雷达在人工影响天气中的应用

王淞怡

摘 要：随着科学技术的快速发展，目前多普勒天气雷达这种以多普勒原理为基础的设备已经被广泛的应用到了我们国家的各个地区。而且这种雷达不单单可以将降水地区的大气层变化、风向以及风速情况有效地反映出来，更可以准确的完成雷达反射因子强度值的测定，其对我们国家的气象监测工作起到了极大的帮助。本文首先介绍了多普勒天气雷达的工作原理，并以此为基础对多普勒天气雷达在人工影响天气中的应用进行了深入研究分析。

关键词：多普勒天气雷达；人工影响天气；应用分析

一、多普勒天气雷达的工作原理介绍

（一）利用气象目标对雷达电磁波的散射和吸收原理进行工作

多普勒雷达可以进行大气探测的基础条件就是气象目标会对雷达电磁波进行散射和吸收。当雷达发射的电磁波波束在大气中遇到像是雨滴、云滴或者其他的空气分子，其会向四面八方反射，人们将这种反射现象称作散射。而一部电磁波则会因为散射的情况再次返回地面被雷达所接收，这个时候雷达就会根据自己所接收到的电磁波情况进行数据推算，得出对应的天气情况。

（二）通过电磁波在大气中的衰减进行工作

随着传播时间以及传播路径的不断增长，电磁波的能量会不断的发生衰减。而其衰减程度会随着其波长的增加而降低。而电磁波在大气中会出现衰减情况的主要原因就是当电磁波束遇到大气中的空气分子时，其一部分能量会发生转化并产生散射的情况。而这种情况会造成雷达的回波功率减小，进而造成了雷达的回波数据出现了不准确的情况。但是，多普勒天气雷达却合理的利用了这一原理，根据电磁波束的衰减情况准确的完成了对气象目标的检测工作。

（三）利用电磁波会在大气中折射的原理进行工作

当电磁波在大气中传播的时候，会因为遇到各种气体分子发生无折射、负折射、临界折射、超折射以及标准折射的五种折射，而出现这种情况的主要原因就是雷达所发射出的电磁波束的仰角、宽度以及高度等因素不同。并且每一种折射其速度以及回波强度都有各自的特点，利用多普勒天气雷达可以有效地对这五种折射情况进进行分析计算，得到准确的气象结果。

二、多普勒天气雷达在人工影响天气中的应用分析

（一）可以对灾害性天气进行监测和预警

在通过多普勒天气雷达对气象情况进行监测工作的时候，它可以传输回来清晰地相关监测图像，而其所传回的图像这种包含了详尽的天气信息，相关工作人员可以通过对这些图像的分析，及时准确的完成对在相关天气的判断和预警。其所传回图像的回波强度是气象人员进行对流天气判断的最核心依据，同时图像中的径向速度情况也代表了在极端天气条件下相关大气层的异常状态，这些都是相关气象人员进行极端天气监测与预警的最有效地依靠。

（二）多普勒天气雷达对极端气象的干预分析

一旦有极端天气发生人们的人身以及财产安全就会受到比较大的影响，而合理的利用多普勒天气雷达可以提前完成对极端天气的监测。并发布及时准确的天气预警，让人们提前做好相应的应对测试，避免大家相关的人身以及财产安全受到威胁。以龙卷风为例，它是一种产生于对流云里面有着非常强大破坏力的极端天气，其风速最大可以达到210m/s，而发生在地面的上的龙卷风一般被人们称作陆龙卷，相对应的发生在大海中的龙卷风就被人们命名为水龙卷，而对多普勒雷达所传回的监控图像分析可以发现，龙卷风主要会产生多单体回波以及超级单体回波两种回波数据。

（三）可以完成大范围降水的定量估测工作

在使用多普勒雷达进行天气检测的时候应该注意，对其进行检查校对是一项应该一直持续的工作，相关工作人员应该在日常工作中定期对其参数进行复查校对，这样才可以保证其所传回的天气监测数据是切实准确的。而且通过多普勒天气雷达可以以不同地区的降水量和回波强度二者之间的比值为依据，完成降水强度以及降水量的实时转变，同时为相关人员提供准确的该地区的雨水分布图，而气象工作者则能够以此为依据对本地区的降水情况进行综合细致的分析研究，如果当地的某个区域出现了严重缺乏降雨的情况，就可以采用人工降雨等人工干预天气的方式实现降雨量的调节。

（四）多普勒天气雷达可以为人们提供详细风场信息

利用多普勒天气雷达不单单可以及时有效地完成风力以及风向的检测并制作出相应的分布图，同时还可以详细的判别出对流大气的情况，获取更加细致准确的风场信息并绘制出精确的廓线图，所谓廓线图指的是就是风廓线雷达先将电磁波波束以不同方向发射到高空之中，之后雷达在将这些被大气层所折射回来的电磁波波束进行重新收集最后所得到的图像。这种雷达充分的利用了多普勒原理完成了对大气中的风速以及风向信息探测工作，其主要有著分辨率高以及全自动两大优点，同时利用风廓线雷达进行探测所绘制得到的廓线图更是可以精确的分辨出高度不同的风力以及风向情况，这样可以及时的完成对大风灾害的检测和预警工作，避免人们的生命财产安全遭到无味的损失。

三、结束语

总而言之，现在多普勒天气雷达已经被我国广泛的应用在了气象监测等工作之中，而且它不仅仅可以准确的完成天气情况的预测，同时更为相应的人工改变天气工作的进行提供了十分确切的依据，在环境评价以及人工降雨指导等方面都有着不可或缺的作用，我们国家应该不断的向西方发达国家学习他们先进的相关技术，这样才可以使我国的多普勒雷达技术水平得到最大程度的提升，为相关灾害天气预警以及人工影响天气起到更大的作用。

参考文献：

[1] 楚志刚，胡汉峰，黄兴友，魏鸣.窄波束C波段双偏振多普勒天气雷达及其探测能力分析[J].高原气象，2017，36（04）：1072-1081.

[2] 张持岸，杨爱军，孙召平，陈艳.利用随机相位编码法恢复多普勒天气雷达二次回波[J].气象科技，2017，45（04）：602-605.

[3] 热苏力·阿不拉，牛生杰，张磊，王红岩.基于多普勒天气雷达的冰雹云早期识别与预警方法研究[J].冰川冻土，2017，39（03）：641-650.

[4] 易雪婷，邹海波.多普勒天气雷达波束水平距离的计算方法[J].气象与减灾研究，2017，40（01）：36-42.