探秘氣象多普勒雷達 站得高才能看得遠 (2005-05-19)
發(fā)布時間:2007-12-04
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來源:西安日報
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古語說:天有不測風(fēng)云。足見古人認為天氣的變化是難以琢磨,可是如今的人們卻可以享受天氣預(yù)報這個科技成果,天氣預(yù)報的準確作出和氣象探測儀器有很大的關(guān)系,近來,一個新型的氣象多普勒雷達在我市投入使用,它是如何工作的、里面有什么秘密?記者進行了采訪。
站得高才能看得遠
在西安市北邊涇河工業(yè)園的一處高地上,屹立著一個塔型的建筑,這個建筑有13層樓高,上面寫著西安天氣雷達站。樓頂有一個巨大圓球,里面放著去年11月開始投入使用的新一代多普勒天氣雷達,記者走進內(nèi)部看到,巨大的圓球原來是玻璃鋼天線罩,多普勒雷達天線外觀和平常衛(wèi)星天線差不多,只不過個頭要大得多,雷達天線在計算機控制下不停地旋轉(zhuǎn),工作人員停機讓記者參觀拍照,并介紹說,這個多普勒雷達主要負責(zé)西安及周邊地區(qū)氣象數(shù)據(jù)采集,之所以選擇這里建站,主要是因為地勢高、雷達能夠探測的距離更遠,記者在雷達站樓頂,看見西安市周邊一覽無余,不過感覺上面風(fēng)很大。
多普勒雷達的功能
西安市氣象局觀象臺的楊臺長介紹說,多普勒效應(yīng)是澳大利亞物理學(xué)家J.Doppler1842年首先從運動著的發(fā)聲源中發(fā)現(xiàn)的現(xiàn)象。舉個通俗的例子解釋,鳴笛運行著的火車,人們可以從汽笛聲音的變化中判斷出火車開過來還是遠去。多普勒天氣雷達的工作原理即以多普勒效益為基礎(chǔ),具體表現(xiàn)為:當降水粒子相對雷達發(fā)射波束相對運動時,可以測定接收信號與發(fā)射信號的高頻頻率之間存在的差異,從而得出所需的信息。運用這種原理,可以測定散射體相對于雷達的速度,在一定條件下反演出大氣風(fēng)場、氣流垂直速度的分布以及湍流情況等。這對研究降水的形成,分析中小尺度天氣系統(tǒng),警戒強對流天氣等具有重要意義,這是以往的老式雷達做不到的。
測量的數(shù)據(jù)叫產(chǎn)品
在西安天氣雷達站的第10層機房里放著多普勒雷達的后期處理設(shè)備,它是由三臺微型計算機組成的,負責(zé)控制雷達、采集數(shù)據(jù)、傳輸數(shù)據(jù)。雷達采集回來的原始數(shù)據(jù)叫做基數(shù)據(jù),但是使用不成?;鶖?shù)據(jù)進入計算機氣象模式,通過設(shè)定參數(shù),比如說參數(shù)多少下雨、參數(shù)多少冰雹、參數(shù)多少龍卷風(fēng),一旦基數(shù)據(jù)達到這些參數(shù),計算機通過各種基數(shù)據(jù)的演算將進行自動預(yù)警處理。例如以前西安市某個地方下冰雹的參數(shù)采集回來后,設(shè)定到計算機里,那么一旦以后出現(xiàn)這種情況,計算機就會自動報警,氣象部門就能盡快通知當?shù)刈龊妙A(yù)防工作,這種經(jīng)過處理有用的數(shù)據(jù)叫做產(chǎn)品,產(chǎn)品才是雷達的工作成果。西安市的這臺多普勒雷達能夠生成六十多種產(chǎn)品。雷達站由于自動化程度高,平時只有2個人值班,采用日夜不停兩班倒工作制。
做預(yù)報還靠人判斷
有了雷達和計算機并不說明天氣預(yù)報不需要人了,楊臺長說,這也就是為什么叫產(chǎn)品不叫預(yù)報的原因,因為只有經(jīng)過預(yù)報員分析處理的才能叫做天氣預(yù)報。多普勒雷達每一分每一秒產(chǎn)生的產(chǎn)品通過氣象部門遍布全國的通訊網(wǎng)絡(luò)立即傳向北京和世界,也通過電纜實時傳輸?shù)綒庀笈_的預(yù)報室,氣象預(yù)報員根據(jù)氣象衛(wèi)星提供的各種氣象圖、分布于西安市各個角落氣象觀測站的數(shù)據(jù),多普勒雷達提供的各種產(chǎn)品曲線圖綜合作出判斷,作出各種時間段、地區(qū)段的西安市天氣預(yù)報,這里面包含有很多復(fù)雜的推理因素,所以天氣預(yù)報的準確性不但和氣象探測設(shè)備有關(guān)系,也和預(yù)報員有很大關(guān)系。