气象雷达的工作原理_气象雷达有什么作用

1.雷达是什么东西

2.气象多普勒雷达有怎样的作用？

3.什么是气象雷达检测天气？

4.雷达的作用和用途

01 气象雷达发射出电磁波，电磁波遇到空气中的雨滴、云滴、冰晶、雪花等会发生散射，返回的电磁波被雷达天线所接收并显示在屏幕上。因为雷达回波强度与降水强度具有相同的概率分布。所以气象台会总结不同类型的降水的回波强度与其对应的降水强度之间的关系，得到一组经验公式，用来定量估测降水。

在气象台发布的预警信息中，我们常能听到一定时间内降水量的预报，例如?北京中北部未来两天降水量将达100 毫米?，?据预测，华盛顿将有一场大暴雨，雨量达150 毫米甚至更多?，等等。它们大多是利用数值天气预报模式由计算机算出来的。

气象学家还能利用一种叫做?天气雷达?的气象雷达来定量估测降水。气象雷达发射出电磁波，电磁波遇到空气中的雨滴、云滴、冰晶、雪花等会发生散射，返回的电磁波被雷达天线所接收并显示在屏幕上，气象学家根据回波图像可以得知大气中降水的强度、分布、移动和演变情况，以此了解天气系统的结构和特征。气象雷达能探测台风、局部地区强风暴、冰雹、暴雨和强对流云等，并能监视天气的变化。

但是，在雷达屏幕上，我们所能看到的只是雷达回波的强度、分布、移动和演变情况，气象工作人员又是怎样来定量估测降水的呢？通常情况下，雷达回波强度与降水强度具有相同的概率分布。气象台站会收集和统计不同地区、不同降水类型和不同降水强度的雨滴谱，也就是单位体积内各种大小雨滴的数量随其直径的分布，然后找到不同类型的降水的回波强度与其对应的降水强度之间的关系，比如层状云降水、对流云降水、地形云降水、干雪和湿雪等，这样就可以得到一组经验公式，用来定量估测降水。

实际工作中，为了利用气象雷达测量某区域在某时段的降水总量，可把区域、时间进行分割，然后对雷达测得的多个降水量进行累加或平均，这样可以去除随机误差的影响，使该区域上的雨量或平均强度比单点的瞬时强度更为准确，从而保证了估测精度。

近年来，气象雷达估测降水的技术也在不断翻新。而且，将设置在地面上的雷达组成网络，并利用以卫星为载体的雷达，就可实现大范围内的降水观测，可以弥补单点观测的不足。但是，利用雷达组网来进行定量监测及预报大范围降水，也会存在各种问题。例如，把组网的雷达回波图拼在一起时，拼图本身的技术问题，会使降水估测的精度达不到预期目的。而且，即使是同一型号的气象雷达，探测的结果也会有差别，例如各雷达的选址不同、雷达回波受到不同地形和建筑物的影响、有效覆盖区的雨量计站点分布密度不同等，这些因素都会影响结果，使组网后的数据出现误差，最终会影响预报质量。

雷达是什么东西

生态效益是检测天气，保护生态平衡。

天气雷达可以预测暴雨、暴风、台风、洪水等极端天气情况，及时发出预警，降低灾害风险，减少人员伤亡和财产损失。天气雷达可以为防汛、抗旱等灾害应急措施提供科学数据，防止水污染和生态环境受损，保护生态安全。

天气雷达技术在气象、灾害防御、利用和生态保护等领域中都具有重要的作用，其生态效益也在不断地得到体现和强化。

气象多普勒雷达有怎样的作用？

雷达是一种探测用的工具。

雷达利用电磁波原理，通过发射电磁波信号并接收反射回来的信号，来探测周围目标的位置、速度、方向等信息。雷达可以在各种天气条件下工作，包括晴天、雨天、雪天和雾天等，可以检测到人造物体和自然物体，例如飞机、船只、汽车、山峰、云层等。

雷达主要由发射器、接收器、天线、信号处理器等组成。雷达发射器会发射一段脉冲电磁波信号，这个信号会在周围物体上产生反射，反射回来的信号会被雷达接收器接收，并送入信号处理器，通过处理反射信号的时间、频率、幅度等信息，可以得到周围目标的距离、速度、方向等参数。

雷达的作用

1、探测目标：雷达可以发射电磁波，然后接收目标反射回来的信号，通过分析这些信号，可以确定目标的位置、距离、速度等信息。

2、监测空域：雷达可以对空域进行监测，及时发现潜在威胁，比如警报飞机、导弹、船只等。

3、导航定位：雷达可以用于导航定位，比如飞行员可以通过雷达获取飞机的位置、高度、速度等信息，从而控制飞行。

4、气象预报：雷达可以探测云层、降雨等天气现象，从而为气象预报提供数据。

5、海洋探测：雷达可以用于海洋探测，监测海洋表层温度、盐度、波浪等信息，从而预测海况和海浪等。

什么是气象雷达检测天气？

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。

雷达的作用和用途

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）的主要探测工其之一。

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。

1、雷达分为军用和民用两种，但它们的相同作用是通过无线电波来测定目标的物理位置。军用雷达用来搜索、监视、识别军事目标，民用雷达主要用来进行气象服务、航空和船舶交通管制。

2、雷达也被称为“无线电定位”，是利用电磁波探测目标的电子设备。其原理是雷达发射电磁波对目标进行照射并接收其回波，由此获得目标至电磁波发射点的距离、距离变化率（径向速度）、方位、高度等信息。雷达分为军用和民用两种，但它们的相同作用是通过无线电波来测定目标的物理位置。

3、用途：对空情报雷达，用于搜索、监视和识别空中目标；对海警戒雷达，用于探测海面目标的雷达；机载预警雷达，安装在预警机上，用于探测空中各种高度上的飞行目标，并引导己方飞机拦截敌机、攻击敌舰或地面目标；超视距雷达，利用短波在电离层与地面之间的跳跃传播，探测地平线下的目标；弹道导弹预警雷达，用来发现洲际、中程和潜地弹道导弹，并测定其瞬时位置、速度、发射点、弹着点等弹道参数；民用雷达包括气象雷达、航道雷达、港口雷达，是气象基本业务和气象服务的重要手段。航管雷达在民用航空交通管制方面得到了广泛应用。港管雷达广泛用于港口的船舶交通管制。