多普勒雷达在气象观测中的应用探讨

摘  要：雷达在气象观测过程中发挥着非常积极的作用，随着现代科技的进步与发展，越来越多的新型技术被应用到雷达气象观测过程当中，其中就包括多普勒雷达技术。对于多普勒雷达技术而言，将其应用到实际的气象观测过程中，对于提升气象观测质量有着非常积极地意义。基于此，本文就重点对多普勒雷达在气象观测中的具体应用进行研究和探讨。

关键词：气象观测;多普勒雷达;雷达回波

中图分类号：TN959.4       文献标识码：A 文章编号：2096-4706（2019）08-0051-02

Abstract：Radar plays a very active role in the process of meteorological observation. With the progress and development of modern science and technology，more and more new technologies have been applied to the process of radar meteorological observation，including Doppler radar meteorological observation. For Doppler radar technology，its application to the actual meteorological observation process has a very positive significance for improving the quality of meteorological observation. Based on this，this paper focuses on the specific application of Doppler radar in meteorological observation.

Keywords：meteorological observation;Doppler radar;radar echo

0  引  言

气象观测是现阶段气象工作过程中较为重要的一个环节，其观测质量的高低不仅会对天气预报工作的准确性产生一定的影响，还会在此基础上直接对农业、交通、水文、军事、环境保护等多个行业产生影响，因此，做好相应的气象观测工作也越来越成为现阶段气象部门工作的一项重点。多普勒雷达作为一种新型的雷达探测技术，将其应用到气象观测过程中，对于提升气象观测质量有着非常积极的意义。如何将多普勒雷应用到实际的气象观测过程中，并以此为基础保证气象观测质量，也越来越成为现阶段气象部门工作的重点。

1  气象雷达技术概述

1.1  气象雷达技术含义

所谓的气象雷达，指的就是专门被应用于大气探测的雷达，其本质上属于主动式微博大气遥感设备[1]。对于气象雷达而言，其主要是由定向天线、发射装置、接收装置、天线控制装置、显示和照相装置、电子计算机和图像传输装置等组成，主要的作用为对中、小尺度的天气系统进行警戒和预报。随着气象雷达相关技术的不断发展，现阶段的气象雷达对于突发性、灾害性气候的监测、预告以及警报具有非常重要的作用。

1.2  气象雷达技术发展现状分析

对于气象雷达技术而言，其主要的工作原理为通过电磁波和大气之间的关系进行气象观测。早在20世纪40年代，雷达技术就被应用到气候预测过程当中，那时的气象雷达是通过改造后被应用到气象监测过程中;20世纪50年代，气象雷达由原来的定性研究转变为定量研究;20世纪60年代，气象雷达技术得到了较大的发展，其精度更高，并且在资料传输方面有着较大的进步;自20世纪80年代之后，随着计算机技术以及数字技术的发展，气象雷达技术也得到了较大的进步，越来越多的新型雷达技术被应用其中，其中就包含多普勒雷达技术。

2  多普勒雷达概述

2.1  多普勒雷达的含义

多普勒雷达又被称为脉冲多普勒雷达，其主要指的就是一种利用多普勒效應来对运动目标位置及相对运动速度进行探测的一种雷达[2]。其主要是由距离波门装置、单边带滤波器、主波束杂波抑制电路以及检测滤波装置组成，通常来讲，多普勒雷达具有高分辨率、自适应波形、重复应用以及抗干扰能力强等特点，也正是因为如此，现阶段这一技术主要被应用于军事和气象观测方面，并且在其中都发挥着非常积极的作用。

2.2  多普勒雷达应用原理分析

对于多普勒雷达而言，当其发生一固定频率的脉冲波进行对空扫描时，如果扫描过程中发现目标，其回波频率与发射波频率就会出现频率差，这一现象被称作多普勒频率。多普勒雷达在实际的应用过程中，其主要的工作原理也是通过多普勒频率来开展。简单来说，根据雷达传输的多普勒频率，可以根据其大小对雷达径向相对运动速度进行监测;根据脉冲发射与接收的时间差可以对目标距离进行监测，此外，还可以应用频率过滤法对检测对象的多普勒谱线进行确定[3]。

而对于气象观测而言，在应用多普勒技术的过程中，其所涉及到的技术以及程序相对较多，并且需要在雷达多个部分的共同配合下完成相应的气象观测任务。简单来说，多普勒雷达在气候观测中的应用原理为：通过对雷达发射电磁波吸收和散射结果对天气系统内部结构进行观测。其应用原理与多普勒雷达工作原理基本相同，这样一来，根据天气系统的具体特征，结合实际的雷达观测数据，就可以在较大程度上对气象进行观测。

3  多普勒雷达在气象观测过程中的具体应用

在将多普勒雷达实际应用于气象观测方面的过程中，由于其所涉及到的因素有很多，因此，现阶段多普勒雷达并未被应用到重要的天气预报编发过程当中，尽管有的气象机构会使用多普勒雷达进行重要天气预报编发，但也是少数。更多时候，多普勒雷达气象观测技术被应用于一些天气现象和天气预报的影响编发过程当中。简单来说，现阶段多普勒雷达在气象观测过程中主要被应用于以下几个方面。

3.1  多普勒雷达在降水观测中的应用

对于多普勒雷达技术而言，现阶段其在气象观测过程中的较为重要的应用就是降水观测。一般来讲，多普勒雷达回波与降水观测之间存在着一定的关系，因此，在进行降水观测过程中，观测人员应根据观测站观测数据及回波强度相关数据，结合降雨云团的影响，对区域内的降水量进行及时且准确的判断，然后根据具体的判断结果，对其可能产生的影响进行编写，然后将其具体结果告知气象部门，以此来帮助其可以更好地采取相应的措施对一些不良情况进行有效的预防。

3.2  多普勒雷达在强对流天气观测中的应用

笔者研究发现，对于多普勒雷达而言，基于其工作原理，将其应用到强对流天气观测过程中具有着非常积极的意义。在进行强对流天气观测时，其主要就是通过对多普勒雷达回波来对其类型进行判断，然后在此基础上实现对于气象灾害的预测。在实际的应用过程中，观测人员主要是依据雷达回波数据，结合相关技术对速度分布图进行呈现，然后结合数据以及速度分布图，实现对于强对流天气类型进行判断，并在此基础上实现对于气象灾害的预测。

比如，在对台风这类强对流天气进行预测时，通过多普勒雷达技术对观测过程中的回波进行识别，然后根据回波频率所对应的天气对其进行判断，这样就可以对台风进行准确的判断。除了可以对强对流天气进行预测外，多普勒雷达技术对于冰雹、暴洪等也可以进行预测及判断[4]。简单来说，多普勒雷达技术在对冰雹这种天气进行预报时，就可以通过多普勒雷达对对流风暴中强烈上升的气流进行监测，然后通过监测结果对冰雹进行精准预测;而对于暴洪而言，多普勒技术则可以通过对降水回波的监测判断是否会出现长时间降水，这样就可以对导致暴洪形成的天气现象进行合理的预测和判断，并在此基础上提出相应的预防措施，对于保证人们开展相应的预防工作具有着非常积极的意义。

3.3  多普勒雷达观测站建设具体策略分析

在多普勒雷達技术应用过程中，多普勒雷达观测站是开展其所有工作的重要基础，因此，在实际观测工作过程中，做好观测站建设工作是保证其相关技术可以高效顺利应用的基础。在开展具体的建设工作时，相关工作人员应对其观测参数进行仔细的校订，同时在实际的运行应用过程中对其进行定期的校准，以此来保证雷达信号的强度和精确度。此外，在观测站实际的工作过程中，还应定期对相关设备进行检查和维护，保证其始终处于一种高效运行状态，只有这样，才能更好地对观测质量进行有效的保证。

4  结  论

综上所述，对多普勒雷达而言，将其应用到气象观测过程中对于提升气象观测的质量有着非常重要的意义。尽管现阶段气象部门已经将多普勒雷达应用到实际的气象观测过程中，但是并未对其进行相应的理论研究，这样就很难完全的发挥出其在保证观测质量方面的积极作用。只有对多普勒雷达的具体应用进行研究，才能更好地将其应用到实际的气象观测过程当中。

参考文献：

[1] 魏娟娟，勾卫东.多普勒雷达在气象观测中的应用分析 [J].南方农机，2018，49（8）：197.

[2] 袁珲，吴亚洲，姚凯荣.多普勒雷达在气象观测中的应用分析 [J].科技风，2017（19）：106.

[3] 董立书.多普勒雷达在气象观测中的应用 [J].农民致富之友，2016（5）：196.

[4] 罗剑飞.多普勒雷达实时回波在地面气象观测中的应用 [J].科技资讯，2012（22）：31.

作者简介：杨帆（1985.08-），男，汉族，四川资阳人，助理工程师，本科，研究方向：气象雷达。