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气象雷达技术在防灾减灾工作中的运用


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摘 要:气象雷达技术在防灾减灾中有着十分重要的运用,通过雷达技术来测量相关的灾害信息,从而让人们更好地做好预防措施,降低灾害给人们带来的影响和损失,随着科学技术的不断发展,气象雷达技术也在不断地发展和创新,其预测速度和准确度也在不断地上升。

关键词:雷达技术;防灾减灾;运用

大家都知道自然灾害是无法避免的,很多情况下,自然灾害对大家的生活所造成的影响是非常大的,随着科学技术的不断发展,加强对自然灾害的预防是十分有效的,能够有效地降低灾害对大家生活所造成的影响,所以本文就详细对气象雷达技术在防灾减灾工作中的运用进行了分析。

一、   气象雷达的发展现状

美国早在二十世纪八十年代就开始研究天气雷达,并且在八十年代末开始批量生产,美国当时所研究的全相干脉冲多原普勒天气雷达主要是应用在风场信息获取。美国在2000年所布设的NEXRAD网可以加强对灾害性天气的预测,特别是加强对暴雨天气的预测、龙卷风的预测以及中尺度气旋的预测。而加拿大在2004年就完成了多普勒雷达计划,在沿海地区布设了三十多部多普勒,加强对自然灾害的预防。欧洲则采取联合的方式来建立多普勒雷达网络以及风廓线雷达网,从而加强对天气预报以及水文模式的评估,加强对自然灾害的预防。

二、   气象雷达技术在防灾减灾中的实际运用

1、 双线偏振雷达技术在防灾减灾中的运用

气象雷达技术在防灾减灾中有着十分重要的运用,大家可以通过加强对气象雷达技术的使用,快速精准地预测气象情况,加强对自然灾害的预防。首先,双线偏振雷达技术在天气预测中有着重要的运用,双线偏振雷达技术主要是对降水的类型以及降水的目标进行分析,通过降水粒子的不同差别而对入射电磁波所造成的不同的极化散射特性,从而对不同类型的降水进行分析和识别。加强双线偏振雷达技术在天气预测中的应用,具有众多的优点,首先,可以提高对降水量测量的准确性;其次,可以有效地区分出冬季时不同的降水类型;第三,可以准确地识别出冰雹的范围和大小;第四,能够精准地识别出可能在风暴中出现的闪电;最后,能够精准地总结出飞机可以结冰的条件。由此可见,双线偏振雷达技术拥有众多的优点,加强双线偏振雷达技术在防灾减灾中的运用,能够有效地预防自然灾害对大家生活、工作所造成的影响,提前做好相应的防灾措施[1]

2、 双基地雷达技术在防灾减灾中的运用

所谓的双基地雷达主要是指接收站和发射站的数量是一个或者是多个,能够以离散的形式来进行配置。一般情况下,双基地雷达具有两个以上的分离基地,所以能够实现从不同角度上来观测同一地点上的天气,从而更好全面地获取三维矢量风场,保证获取信息的全面性和准确性。双基地雷达技术可以对天气进行直接测量,直接测得天气的反射率、垂直风等各种基本参数,从而借助所测量到的基本参数来推算出天气的相关参数,比如温度和气压。因为双基地雷达具有多个分离基地以及多个接收站和发射站,为此双基地雷达的规模较大,但是双基地雷达能够实现自动化操作,不需要投入大量的人力,为此双基地雷达技术的维护成本是非常低的。

3、 相控阵天气雷达技术在防灾减灾中的运用

加强相控阵天气雷达技术在防灾减灾中的运用,能够有效地提高信息获取的效率,全面提高雷达探测的能力。一般情况下,雷达都要借助机械扫描机制,而传统的机械扫描机制要完成十四层的扫描则需要花费六分钟的时间,这样的时间和速度,如果是针对变化速度快的自然灾害,就无法及时有效地将灾害的具体情况反应出来,比如针对于尺度处于中小情况的龙卷风、微下击暴流等。而通过加强对相控阵天气雷达技术的运用,不仅可以快速而且可以精准地通过转换波束的能力,能够实现在一分钟内完成所有的雷达扫描,这样大大地提高了信息扫描的速度,及时有效地获取大量的灾害信息。相控阵天气雷达技术所使用的阵列天气主要是由孔径相同的辐射单元所组成的,使得能够精准地预测辐射的方向和波束的指向。在发射信息的时候,相控阵天气雷达技术主要是借助大量独立的天线单元,而接收信息的时候主要是借助回波信号和接收机,从而更好地获取信息[2]

4、 激光天气雷达技术在防灾减灾中的运用

激光天气雷达技术在防灾减灾中同样有着重要的运用,激光天气雷达技术主要是运用在对大气的预测中,通过对激光器所发射出来的激光、大气中所折射的不均匀层以及遇到气溶胶等大气粒子后的散射情况进行分析,从而对大气的物理参数进行分析,比如对大气的温度、风速、密度等各种参数进行分析。激光天气雷达技术的类型有很多,主要是结合激光和大气作用的方式和探测目的来进行分类。比如米散射激光雷达主要是对大气边界层中气溶胶粒子的光学特性以及边界层高度的时空分布进行连续性的探测。而差分吸取激光雷达主要是对大气边界层中的污染气体进行探测和分析,如对二氧化氮、二氧化硫等气体进行分析[3]

5、 风廓线雷达技术在防灾减灾中的运用

风廓线雷达技术主要是运用在大气测量中,通过向天空发生无线电波,大气流就会对电波的散射产生回波,然后再对回波进行分析,从而获取大气流的基本参数信息,如大气流中的湍流强度以及运动速度。因为大气湍流会随风进行传播,所以通过获取大气湍流的相关信息,从而可以获取道风的方向和速度信息。风廓线雷达技术可以获取大气湍流以及风向的相关信息外,还可以通过无线电探声系统来测量大气层中的有效温度,首先,大气层中的温度和声速有着良好的对应关系,所以通过对大气层中的声速测量,可以得出大气层中的有效温度,通过声速雷达天线阵可以对大气层进行垂直的声波发射,从而通过对声波的分析来获取大气层中温度、锋利、湿度等各个参数的信息[4]。风廓线雷达技术在防灾减灾中的运用有着诸多优点,如,风廓线雷达技术的时间分辨率和高度分辨率是非常高的,所以能够准确快速地测量出大气层的相关信息。风廓线雷达技术主要有三种类型,分别是边界层风廓线雷达技术、对流层风廓线雷达技术以及低对流层风廓线雷达技术,不同技术所测量的信息是不同,如低对流层风廓线雷达技术主要是对热带地区的风以及降雨体系进行测量和分析,从而更好地做好防灾减灾准备,减少自然灾害对于人们所造成的影响。

6、 星载测雨雷达TRMM/PR技术在防灾减灾中的运用

星载测雨雷达TRMM/PR技术是日本企业所制造,其发射频率是131.796g赫兹,能够观测的高度在地表以上15千米。星载测雨雷达TRMM/PR技术通过三维降水图,来对海洋以及陆地上的降水信息进行测量,从而准确地获取道不同地区的降水分布情况。星载测雨雷达TRMM/PR技术同时还安装了被动微波图像仪以及闪电成像传感器,可以更加深入地对热带地区的天气进行研究,从而加强对热带地区自然灾害的防灾减灾。

三、   结语

综上所述,本文一共具体描述了六个气象雷达技术在防灾减灾中的运用,通过运用气象雷达技术来监测和预测灾害性的天气,能够及时准确地获取相关的灾害信息,从而提前做好防灾准备,降低灾害带来的损失。随着科学技术的不断发展,各种气象雷达技术在我国灾害预防中都有着广阔的前景,但是在实际的运用当中也存在着一定的问题,为此相关的研究工作人员应当加强对当前气象雷达技术的研究,加强对气象雷达技术的完善和创新,从而更好地发挥出气象雷达技术在防灾减灾中的实际运用。

参考文献:

[1]练学辉,彭芃.日本气象雷达发展特点及技术现状分析[J].雷达与对抗,2017,37(02):5-9.

[2]马晨曦. 气象雷达的风电场回波建模与仿真技术研究[D].中国民航大学,2017.

[3]邵海洲. 基于FNNDual-Pol气象雷达降水粒子分类技术研究[D].中国民航大学,2017.

[4]师传宏.气象雷达接收机前端技术[J].电子制作,2016(07):97-98.

 

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