新中國成立66年多來,氣象事業(yè)取得了巨大的進步,尤其在氣象科技、預(yù)報水平方面更是不亞于世界氣象大國。廈門,一直站在中國氣象進步的前沿,新中國氣象的進步,總能在廈門氣象臺(局)找到其蹤影,其中天氣雷達的發(fā)展也是技術(shù)進步的一個縮影。 廈門天氣雷達的發(fā)展歷程 廈門是最早使用天氣雷達的地級城市之一,經(jīng)歷了711雷達、713CD雷達、714SD多普勒天氣雷達、新一代多普勒雷達714SD,以及目前正在建設(shè)中的新一代多普勒雷達CINRAD/SA。 從1994年開始,廈門的天氣雷達就擁有多普勒技術(shù),除了能起到常規(guī)的作用外,還可以利用多普勒效應(yīng)來測定降水粒子的徑向運動速度,推斷降水云體的移動速度、風場結(jié)構(gòu)特征、垂直氣流速度等。有效地監(jiān)測暴雨、冰雹、龍卷等災(zāi)害性天氣的發(fā)生、發(fā)展;同時還具有良好的定量測量回波強度的性能,可以定量估測大范圍降水;多普勒天氣雷達除實時提供各種圖像信息外,還可提供對多種災(zāi)害性天氣的自動識別、追蹤。 天氣雷達的原理 天氣雷達是由軍事雷達發(fā)展而來,軍事雷達把云、雨等氣象目標的回波作為干擾看待。1941年英國最早使用雷達探測風暴,隨后美國專門設(shè)計了為氣象目的而使用的雷達,開始了氣象(天氣)雷達的發(fā)展歷程。 天氣雷達用定向天線發(fā)射脈沖無線電波,并與云、霧和降水等發(fā)生散射和吸收作用,使一部分電磁波能量返回到雷達天線并被接收下來,并在屏幕上顯示回波。近期利用多普勒效應(yīng)來測量云和降水粒子相對于雷達的徑向運動速度,增加了探測風向和風速。 由于不同頻率的信號對目標物回波強度不一樣,因此也產(chǎn)生針對性比較強的天氣雷達。比如用X波段(波長 2.4~3.75厘米)、C波段(波長3.75~7.5厘米)和S波段(波長7.5~15厘米)雷達探測降水,其中S波段最適用于探測暴雨和冰雹,而波長很短(如1.25厘米或0.86厘米)的則適用探測云。 隨著多普勒效應(yīng)被引進天氣雷達,從上世紀九十年代開始,多普勒雷達逐漸成為天氣雷達的主流。簡而言之,多普勒效應(yīng)是由于物體輻射的波長,因為光源和觀測者的相對運動而產(chǎn)生波長的變化。多普勒原理應(yīng)用于天氣雷達時,運動中的氣象目標物(包括風)就可以散射脈沖電磁波,并發(fā)生頻率的變化。最為重要的是,氣象上非常關(guān)鍵的“風”,也成了可以被雷達探測的項目,多普勒雷達因而成為最先進的雷達系統(tǒng),有“超級千里眼”之稱。 為什么要建設(shè)新雷達? 2014年7月,廈門市政府確定了在海滄蔡尖尾山重新建設(shè)新一代多普勒天氣雷達CINRAD/SA,主要考慮了以下因素:目前正在使用的新一代多普勒天氣雷達坐落在島內(nèi),頂端僅有195米,其被遮擋的因素很多。為了保證雷達探測不受影響,市政府規(guī)定:以狐尾山為中心,周圍近3公里的建筑高度都限制在200米以內(nèi),10.3公里不能超過300米。這個范圍內(nèi)把廈門全島、海滄新城、杏林和集美城區(qū)大部都囊括進去,對于廈門市的發(fā)展極為不利。為了不影響雷達探測,同時消除氣象雷達對島內(nèi)高層建筑的限高、提高廈門土地利用率,市政府與氣象部門共同決定在島外建設(shè)新一代天氣雷達。其投資由廈門市政府與中國氣象局共同承擔。 新建設(shè)的雷達主要建設(shè)分為兩部分:一是海滄蔡尖尾山雷達主陣地及山上道路,二是同安、翔安雷達輔助觀測陣地。海滄雷達主陣地力爭在2015年底建成。 廈門新天氣雷達優(yōu)勢有哪些? 即將建成的新一代天氣雷達,其作用將有很大的提升,主要體現(xiàn)在兩個方面: 一是雷達陣地高度的提升。雷達只有在高處,才能發(fā)揮“千里眼”的作用?,F(xiàn)有的雷達陣地海拔高度僅有105米,而蔡尖尾山海拔330多米,加上塔身的高度以及雷達天線0.5度的仰角,不僅對廈門可以實現(xiàn)全方位覆蓋,而且有利于探測遠處天氣系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu),可以極大地增加預(yù)報的把握性。 二是新雷達在技術(shù)上有很大的進步。新雷達增加了雙偏振多普勒天氣雷達技術(shù)。雙偏振雷達通過測量水平反射率、水平垂直反射率差、差分傳播常數(shù)、零延遲和線性退極化比,反演出有關(guān)粒子形狀、尺寸、指向角和介電常數(shù)等參數(shù),實現(xiàn)對目標特性的識別。雨滴是我們最常見的降水形式,雨滴的形狀取決于在下落過程中雨滴的表面張力和壓力,以及大氣的壓力、溫度和濕度的影響。在通常情況下,直徑小于1mm的雨滴,被認為是圓球形的,雨滴的直徑由小至大,形狀由球形變成扁球形,直徑越大,扁率就越大。簡單說,雙偏振雷達可以對降水進行分類與識別,確認組成云和降水的大氣粒子是液態(tài)、固態(tài)或混合態(tài),為準確預(yù)報降水提供的強有力數(shù)據(jù)。(市老科協(xié)供稿) 廈門曾使用四代天氣雷達 ①711天氣雷達:1975年~1980年裝備使用,主要用于強對流、暴雨監(jiān)測和人工影響天氣指揮及效果評估,為車載雷達,其波長為3.2cm,X波段,以測云雨為主,最大探測距離300公里。其顯示設(shè)備是早期的熒光屏,掃描線周圍才有光亮。其天線為外露類型,大風時必須停機放下天線。 ②713CD天氣雷達:1980年在狐尾山建設(shè),配備模擬視頻積分處理器,可對降水回波強度進行較準確的測量,具有定量測量降水的能力。其波長為5cm,屬于C波段,主要用于臺風、強對流和暴雨監(jiān)測。其天線同樣為外露類型。 ③714SD多普勒天氣雷達:1994年廈門市政府支持廈門氣象局更新為714SD多普勒天氣雷達,屬第二代天氣雷達,配備有全數(shù)字化的視頻積分處理器,能精確處理降水回波信號,并可與多種型號天氣雷達相連接,對降水資料進行快速處理。雷達固定在一座大樓上,其天線外圍為球體玻璃鋼,臺風全過程都可連續(xù)開機探測。 ④新一代多普勒雷達714SD:又稱為第三代天氣雷達,是以采用全相干體制為標志的多普勒天氣雷達,主要用于臺風、強對流和暴雨監(jiān)測。2004年建成投用,其波長7.5~15厘米,屬于S波段,可以監(jiān)視半徑為400公里范圍的地區(qū)內(nèi)臺風、暴雨、颮線、冰雹、龍卷等大范圍強降水天氣,對雹云、龍卷氣旋等中小尺度強天氣現(xiàn)象的有效監(jiān)測和識別距離可達230公里,可在距離雷達150公里處識別雹云中尺度為2~3公里的核區(qū),或判別尺度為10公里左右的龍卷氣旋。坐落在島內(nèi)狐尾山海拔105米處,塔樓共19層,頂端海拔高度195米,集氣象災(zāi)害監(jiān)測、科普教育、旅游觀光和夜景功能于一體,被譽為“海上明珠”。(市老科協(xié)供稿) |
相關(guān)閱讀:
- [ 11-30]李登輝因天氣原因引發(fā)小中風住院 右手掌麻痺(圖)
- [ 11-30]福州首條直飛洲際航線首航 9小時20分直達悉尼 福州本周陰雨天氣將唱主角
- [ 11-30]福州本周陰雨天氣唱主角 周四又將有冷空氣來襲
- [ 11-30]李登輝因天氣原因引發(fā)小中風住院 右手掌麻痺(圖)
- [ 11-29]順昌供電公司:結(jié)合天氣變化開展輸電線路防污閃夜巡
- [ 11-29]廈未來3天氣溫回升 | 手足口病再次進入高發(fā) | 廈大一校友豪擲千萬贈母系
- [ 11-29]夏天“不想走”廈未來3天氣溫回升 今天最高23℃
- [ 11-28]廈門今起氣溫開始回升 天氣轉(zhuǎn)為多云到陰天
- [ 11-28]環(huán)保部派督查組暗訪京津冀污染天氣應(yīng)急工作
打印 | 收藏 | 發(fā)給好友 【字號 大 中 小】 |