我国天气雷达的发展和趋势

山西太原空管分局 山西 太原 030031

我国地处东亚季风区,其气候类型属于降水、温差变化比较大且常伴有突发性天气转变,导致我国气象灾害种类多且频发。随着我国社会经济的发展,突发性气象灾害对于人们的日常工作及生活带来了一定的影响,也对我国的经济造成严重的损失。所以,为了有效降低突然气象灾害所带来的危害,天气雷达成为目前监测天气变化的有利手段。天气雷达被我国使用大概有50年左右,通过不断的建设和发展,天气雷达在监测和预警方面有了很大的提高,为社会带来了明显的经济效益。

一、影响天气雷达技术发展的原因

尽管我国天气雷达技术已经发展了很多年,也取得了一定的效果,但目前技术仍然与发达国家有一定的差距。这些问题在天气雷达的发展建设中都需要给与高度重视,并逐渐解决,目前我国天气雷达技术在发展过程中存在以下几点问题：

(一)我国天气雷达的组网构建还不够全面和完善,所有雷达站网建设和现代化水平还不能完全监测到突发气象变化,也不能对灾害性天气进行全程和连续的跟踪,因此,目前天气雷达的监测技术还不够快捷和高效[1]。

(二)天气雷达资源共享技术不够先进。在天气雷达监测数据自动上传至资源库后,很多部门无法及时调取,整体缺乏统一协调的共享机制。最新数据无法从整体组网及资源库中被及时调取,这将会导致很多突发气象问题都不能及时被相关部门处理,这也是限制天气雷达技术的快速发展原因之一[2]。

(三)目前,我国的天气雷达研发团队能力不强,缺乏一些核心技术,导致我国很多天气雷达技术都无法真正提高。目前,我国天气雷达研发技术基本是向一些发达国家学习和模仿,但却抓不住其他国家的核心技术,导致我国的天气雷达系统无法实现真正有效率的气象监测[3]。

二、天气雷达的发展趋势

(一)多普勒天气雷达是天气雷达的发展和趋势。我国将进一步研发和发展多普勒天气雷达技术,扩展其探测功能,通过双线偏振来获取不同的气象信息,并且还增加自动识别和分析技术,通过对监测数据的分析来判断降水的类型及天气灾害的类型。此外,双线偏振技术还能够识别空中水汽凝聚的过程,提高监测精度,估量出降水量及降水范围。从技术和经济角度来看,双线偏振多普勒天气雷达系统是天气雷达的新趋势,其目前主要应用于对降水引起的灾害性天气的监测和实时预报,此外,该技术还可以对台风进行探测,以此来获得台风的相关数据和信息,大大提高了监测效率[4]。

(二)多普勒天气雷达对下击暴流,微下击暴流都有很好的检测能力,但因为这种天气的现象生命史比较短,一般只有1、2分钟,所以目前比较可行的技术就是在天气雷达上面安装天线垂直波束相控技术,通过形成多波束来让多普勒雷达对天气方位角进行全方位的扫描和获取低层大气中三维立体的风场数据信息。相控阵多普勒天气雷达技术是采用跳跃式电扫描波束和天线方向图形状的自适应控制,这种控制技术可以缩短扫描和资料收集时间,提高获取资料的分辨率,有助于人们在短时间内处理突发改变的天气状况。但因为相控阵雷达比较昂贵,所以我国在短时间内还无法实现全面的组网和业务化运行[5]。

(三)在我国,双线偏振天气雷达还处于研发应用阶段,是将该技术作为新一代天气雷达未来的发展方向及对组网构建的应用补充。我国主要的气象灾害类型有：暴雨、冰雹、台风等,所以加强双线偏振天气雷达可以减少对气象灾害的误差分析,提高整体监测效率。雷达信号的衰减问题一直是影像双线偏振天气雷达的重要因素,经常会在降水估测时,收到衰减影响,从而引起比较大的误差。但因为双线偏振天气雷达所具有的特点,很多发达国家都加强了临近预报和强风暴等气象灾害的预测报警工作,也对双线偏振天气雷达信号的衰减及降水估测误差进行的研究和改善,有效了避免了误差导致的数据分析错误等问题[6]。

(四)我国天气雷达未来的发展趋势是要在雷达系统中提高监测精度,扩展监测范围及增强探测功能。通过与计算机网络技术的融合,天气雷达能够自动将监测数据上传到互联网中,计算机接收数据后自动对数据进行整合分析,有效的减轻距离和速度模糊技术,通过菜样技术和脉冲压缩技术来优化数据分析的准确性。

(五)目前,为了提高天气雷达的监测精度,缩短估算时间,需要对多普勒风场反演技术加强研究。多普勒天气雷达目前备受关注,但科学家在研究当中并没有将风场信息进行充分利用。如果想要将风场信息进行利用,则需要将其由定性变为定量,只有将风场信息定量,才能有效的研发出多普勒天气雷达的反演技术。在西欧的一些国家,他们已经确定了下一代天气雷达的业务技术体制,而俄罗斯也加大了多普勒天气雷达的研发工作。因此,我国也需要加快研发步伐,促进我国天气雷达的更好发展。

结束语

综上所述,我国幅员辽阔,为了有效的监测灾害性天气,及时的为相关部门提供准备的天气变化信息。随着我国社会经济的快速发展,人们经济生活水平的提高,人们对气象服务提出了更高的需求,所以为了全球气候变暖带来的突发性灾害天气,我国需要进一步研究天气雷达,提高监测精确度,缩短监测时间。此外,还需要提高重大灾害性天气预警能力,为我国的生态环境及人们的生活提供安全保障。