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2010

2024-07-14 18:04:32

1.什么是多普勒雷达

2.多普勒雷达在提高天气预报能力方面起到哪些作用？

3.多普勒天气雷达的产品应用

4.如何利用多普勒效应来测量风速? 如题.请详细回答.如果回答很好

5.气象雷达是怎么检测天气的？

6.多普勒天气雷达的简介

7.气象多普勒雷达有怎样的作用？

8.嘉祥北面山上的大白球是什么

9.多普勒雷达

10.X波段雷达系统是靠什么原理发现敌人的？

什么是多普勒雷达

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2010

多普勒雷达就是利用多普勒效应进行定位，测速，测距等工作的雷达。所谓多普勒效应就是，当声音，光和无线电波等振动源与观测者以相对速度V相对运动时，观测者所收到的振动频率与振动源所发出的频率有所不同。因为这一现象是奥地利科学家多普勒最早发现的，所以称之为多普勒效应。由多普勒效应所形成的频率变化叫做多普勒频移，它与相对速度V成正比，与振动的频率成反比。

脉冲多普勒雷达是利用多普勒效应制成的雷达。1842年，奥地利物理学家C·多普勒发现波源和观测者的相对运动会使观测到的频率发生变化，这种现象被称为多普勒效应。

脉冲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。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；根据发射脉冲和接收的时间差，可以测出目标的距离。同时用频率过滤方法检测目标的多普勒频率谱线，滤除干扰杂波的谱线，可使雷达从强杂波中分辨出目标信号。所以脉冲多普勒雷达比普通雷达的抗杂波干扰能力强，能探测出隐蔽在背景中的活动目标。

脉冲多普勒雷达于20世纪60年代研制成功并投入使用。20世纪70年代以来，随着大规模集成电路和数字处理技术的发展，脉冲多普勒雷达广泛用于机载预警、导航、导弹制导、卫星跟踪、战场侦察、靶场测量、武器火控和气象探测等方面，成为重要的军事装备。装有脉冲多普勒雷达的预警飞机，已成为对付低空轰炸机和巡航导弹的有效军事装备。此外，这种雷达还用于气象观测，对气象回波进行多普勒速度分辨，可获得不同高度大气层中各种空气湍流运动的分布情况。

机载火控系统用的主要是脉冲多普勒雷达。如美国战机装备的 A P G－68雷达，代表了机载脉冲多普勒火控雷达的先进水平。它有18种工作方式，可对空中、地面和海上目标边搜索边跟踪，抗干扰性能好，当飞机在低空飞行时，还可引导飞机跟踪地形起伏，以避免与地面相撞。这种雷达体积小，重量轻，可靠性高。

机载脉冲多普勒雷达主要由天线、发射机、接收机、伺服系统、数字信号处理机、雷达数据处理机和数据总线等组成。机载脉冲多普勒雷达通常用相干体制，有着极高的载频稳定度和频谱纯度以及极低的天线旁瓣，并取先进的数字信号处理技术。脉冲多普勒雷达通常用较高以及多种的重复频率和多种发射信号形式，以在数据处理机中利用代数方法，并可应用滤波理论在数据处理机中对目标坐标数据作进一步滤波或预测。

脉冲多普勒雷达具有下列特点：①用可编程序信号处理机，以增大雷达信号的处理容量、速度和灵活性，提高设备的复用性，从而使雷达能在跟踪的同时进行搜索并能改变或增加雷达的工作状态，使雷达具有对付各种干扰的能力和超视距的识别目标的能力；②用可编程序栅控行波管，使雷达能工作在不同脉冲重复频率，具有自适应波形的能力，能根据不同的战术状态选用低、中或高三种脉冲重复频率的波形，并可获得各种工作状态的最佳性能；③用多普勒波束锐化技术获得高分辨率，在空对地应用中可提供高分辨率的地图测绘和高分辨率的局部放大测绘，在空对空敌情判断状态可分辨出密集编队的群目标。

多普勒雷达在提高天气预报能力方面起到哪些作用？

在二战期间雷达首次应用于军事领域。他们试图用无线电光束的反射找到敌机，但由于雨水造成纷乱的反射而影响了他们的。当科学家们看到这种混乱情形时，他们却十分兴奋。因为他们找到了一种可以探测云后隐藏物质的一种仪器。几年后，雷达成为研究风暴的标准工具。科学家甚至用雷达，发现了云层上空气流循环和地面上龙卷风旋转的关系。

常规雷达有其局限性，当风暴移动时，雷达观测仪的反射波(微波返回)也会移动，但风暴内部的运动因巨大的白色水滴而大部分消失。但在20世纪50年代，研究人员研制一种新式雷达，叫作多普勒雷达。它可探测云内部的运动，现在，多普勒雷达在提高天气预报能力方面起到重要的作用，可以预测短期强风暴发展的情况。

雷达释放微波，被空中的物质返弹回来。多普勒雷达在反射微波时，可以明察波频中微小的变化。如果一滴雨水射向雷达，它所反射波频就会增加；反之当水滴离雷达越来越远，波频就会下降。这种波频规律是由澳大利亚物理学家多普勒于1842年发现的。他解释为什么火车汽笛在火车开近时声音很大而火车离开时声音减弱的原因。起初，多普勒雷达十分笨重。计算机也无法承担数据的运算过程。到了20世纪70年代，龙卷风研究者们用多普勒雷达测出几次风暴。到了20世纪80年代初，科学家用多普勒雷达群展示暴风雨的三维结构，解释了威胁飞机微爆炸的存在。

多普勒雷达也可帮助气象预报者们测量降雨量。最新的雷达还可对洪水做精确预报。通过对多普勒雷达实行极化，研究人员们可一一辨别出垂直和水平的反射波。它同使太阳镜极化达到消除强光刺激的方法一样。气象专家们依据垂直，和水平波的对比测定雨滴的大小：垂直与水平波返回的比例也依赖雨滴的大小。因为雨滴在变得越来越大时也会变得越来越平。科学家们也可以辨别大雨滴和冰雹，因为冰雹比汉堡包形状的雨滴更圆。

多普勒雷达还在不断完善，发现也不断涌现。自20世纪80年代末，风暴跟踪人员使用便携式多普勒雷达从龙卷风的起始云层中找出形成风的细化。自1996年，跟踪者们把雷达带到飓风内部，测出了以前的仪器无法测出的迷人的风旋。新揭示的现象还有待解释。

多普勒天气雷达的产品应用

新一代多普勒天气雷达的产品包括基本产品和导出产品。基本产品有三个：反射率因子、平均径向速度、谱宽。反射率因子描绘了一个完整的360º方位扫描的回波强度数据，数据等级用dBZ表示。雷达操作者可依靠反射率因子产品确定回波的强度，确定风暴的强弱和结构以及强降雨（雪）带，还可根据反射率因子随时间的变化确定降水回波的移动以及未来的趋势等。平均径向速度表示整个360º方位扫描径向速度数据，径向速度即物体运动速度平行与雷达径向的分量。径向速度有许多直接的应用，可以导出大气结构，风暴结构，可以帮助产生、调整和更新高空分析图等。平均径向速度产品有两点局限性：一是垂直于雷达波束的风的径向速度被表示为0；二是距离折叠和不正确的速度退模糊。谱宽数据实际上指的是速度谱宽数据，它是一个对速度离散量的度量。它可提供由于风切变、湍流和速度样本质量引起的平均径向速度变化的观测，也可用来确定边界（密度不连续面）位置、估计湍流大小及检查径向速度是否可靠。导出产品是雷达产品生成系统（RPG）根据基本数据资料通过气象算法处理后得到的产品，比较重要的有相对于风暴的平均径向速度图、相对于风暴的平均径向速度区、强天气分析、组合反射率因子、回波顶、剖面产品等。到目前为止，最常用的还是基本产品，导出产品只能起到提示和参考作用。

如何利用多普勒效应来测量风速? 如题.请详细回答.如果回答很好

多普勒雷达

利用多普勒效应原理,测量目标物径向运动速度的雷达.多普勒效应是指当目标物的运动指向（背向）雷达站肘,雷达接收到的回波载频将高于（低于）发射波的载频.频率变化的量级小,但其值正比于目标物径向运动的速度分量.因此根据回波载频的变化,即可计算出目标物的径向运动速度.常用对回波信号进行谱分析或相关分析,来获取目标的径向速度.多普勒雷达的组成部分与普通雷达相似,但发射机和接收机的结构要复杂得多.气象上用的多普勒雷达大多工作于脉冲波方式,称为脉冲多普勒雷达.用于探测天气系统的称为多普勒天气雷达.由于多普勒天气雷达能够测量云雨区域的流场结构,对于研究天气系统的动力学状态极为重要.所以是大气探测的重要设备.在气象服务中,多普勒天气雷达是强风暴警戒的有力工具.

我这里有一篇多普勒效应来测量风速风向的论文,是pdf格式的没法给你贴上来,你可以自己下载《集合式数字多普勒声雷达及其在西藏高原试验_TIPEX_中的应用》

气象雷达是怎么检测天气的？

我国古代神话中有千里眼和顺风耳的故事。而雷达就是科学的千里眼。雷达是一种无线电装置，其英文名称是RADAR（即Radio　Detecting　and　Ranging的缩写），是无线电探测和定位的意思。早期的雷达主要用于军事目的。现在已广泛用于航空、航海、气象、科学研究等各个方面。用来观云测雨的雷达，就是天气雷达，已成为气象部门监测天气实况和预报未来天气的有力工具。

专门用于大气探测的雷达，属于主动式微波大气遥感设备。与无线电探空仪配套使用的高空风测风雷达，只是一种对位移气球定位的专门设备，一般不算作此类雷达。气象雷达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。

气象雷达

气象雷达通过方向性很强的天线向空间发射脉冲无线电波，它在传播过程中和大气发生各种相互作用。如大气中水汽凝结物（云、雾和降水）对雷达发射波的散射和吸收；非球形粒子对圆极化波散射产生的退极化作用，无线电波的空气折射率不均匀结构和闪电放电形成的电离介质对入射波的散射，稳定层结大气对入射波的部分反射；以及散射体积内散射目标的运动对入射波产生的多普勒效应等。

气象雷达回波不仅可以确定探测目标的空间位置、形状、尺度、移动和发展变化等宏观特性，还可以根据回波信号的振幅、相位、频率和偏振度等确定目标物的各种物理特性，例如云中含水量、降水强度、风场、铅直气流速度、大气湍流、降水粒子谱、云和降水粒子相态以及闪电等。此外，还可利用对流层大气温度和湿度随高度的变化而引起的折射率随高度变化的规律，由探测得到的对流层中温度和湿度的铅直分布求出折射率的铅直梯度，并通过分析无线电波传播的条件，预报雷达的探测距离，也可根据雷达探测距离的异常现象（如超折射现象）推断大气温度和湿度的层结。

雷达定位的基本原理并不复杂。雷达定向地发射出电磁波（称为发射波），发射波遇到目标物后被，散射波的一部分由雷达接收下来。雷达用极坐标扫描方式，记录下雷达所指向的方位，就确定了目标物相对于雷达的方位。有了距离和方位，目标物这个点就定下来了。云雨是一种特殊的目标物。云雨中的云滴、雨滴、雪晶、冰粒等降水粒子能够散射雷达波，当它们散射回来的能量足够大时，雷达就能识别出来，而在雷达荧光屏上显示出云雨的彩色图像，这就更为直观和定量。训练有素的雷达工作人员根据这些图像，判断这个云雨目标物的性质，是降雨还是降雹，是否伴有雷电大风，未来移向何处，是加强还是减弱等。

多普勒天气雷达是利用多普勒效应工作的。不知你是否有过这种体验，当你位于火车站台上，远处有一列火车向着你驶来时，你听到火车的鸣笛声会变得越来越尖锐；当这辆列车经过你面前又逐渐远去时，火车鸣笛声会变得越来越低沉。这是由于声源对于你有相对运动，你感受到的声源频率有所改变了。这就是多普勒效应。多普勒天气雷达在探测云雨时，云滴等降水粒子相对于雷达也有运动，这个运动在雷达所指的经向上有个分量，这个分量是朝向雷达或者背离雷达的，由于多普勒效应降水粒子散射回来的雷达波（称为回波）的频率比发射雷达波有所偏离。多普勒雷达能测量到这个频率偏移，通过这个频率偏移来了解云中降水粒子的运动情况，从中提取丰富的气象信息。因而具有多普勒功能的天气雷达，对于监测雷雨大风、冰雹大风、龙卷、下击暴流、低层风切变等强对流天气更为有利。多普勒天气雷达在定量测量降水量方面，也具有更先进的功能，还能增强我们对暴雨的监测能力。

多普勒天气雷达的简介

从1998年开始在中国布网新一代多普勒天气雷达系统。多普勒效应是奥地利物理学家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。

气象多普勒雷达有怎样的作用？

探测气象要素和各种天气现象的雷达。气象雷达可提供飞机前方气象情况的准确和连续的图像并以距离和方位的形式显示出来，为飞机改变航道、避开颠簸区域和飞行安全提供保障；为天气预报，火箭、导弹和航天器的发射与飞行提供必要的气象资料；为机场气象保障和气象研究提供资料。

嘉祥北面山上的大白球是什么

多普勒天气雷达。多普勒天气雷达，是一种主动遥感的探测工具，在测量云、降雨和各种强对流天气发生发展内在因素方面有重要的应用，其工作原理即以多普勒效应为基础，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。这对警戒强对流天气等具有重要意义。

多普勒雷达

多普勒雷达与传统雷达的一个区别在于它的发射机一直处于开启状态，这种类型的雷达称为连续波或CW雷达。发射机之所以必须一直开启，因为它不像传统雷达，需计算发射与接收间的时间，多普勒雷达寻找频率变化。而频率变化不会持续很长时间，因此发射机必须一直处于开启状态。

X波段雷达系统是靠什么原理发现敌人的？

关键词 X波段多普勒天气雷达技术指标工作原理关键技术概述四创公司最新开发的X波段全相参多普勒天气雷达，是参照中国气象局《新一代天气雷达功能规格需求书》和军方的使用特点，而进行精心设计的新型天气雷达。在设计中运用了大量最新的雷达技术、计算机技术，融合了气象专家十多年来分析气象资料总结出来的宝贵经验。主要用来探测近场的雷雨、暴雨、大范围降水等气象目标信息；其可以实现对热带气旋、暴雨等大范围降水天气监测距离大于300km，而对雹云、龙卷、冰雹等中小尺度强天气现象的有效监测和识别距离大于150km，用双重频退速度模糊技术，最大径向风速测量的范围为±48m/s。此外还具有一定的晴空回波探测能力，以获取风暴前环境风场的信息，预测未来的天气演变。是气象短时预报的有力工具。雷达设计充分应用了环境的人性化工程设计技术，整机性能技术指标先进、结构小巧美观、工作稳定可靠，操作简单方便，环境适应性强。雷达的主要技术特点：● 速调管放大链式全相参发射机● 大动态、数字中频接收机● 基于网络传输的信号处理器● 多方式解距离模糊技术● 利用太阳噪声对天线进行标定技术● 实时标定技术● 单相供电系统