现代大气探测学-第十三讲-大气遥感探测a.pptVIP

致 谢 本课程多媒体教材是在兰州大学张文煜教授的同类教材基础之上修改完成，此外还得到了其他诸位老师及同行的帮助，在此谨表示衷心感谢。 主要内容 13.1 概述 13.2 地基雷达大气遥感探测 13.3 卫星大气遥感探测 气象仪器就其测量方法而言，可分为两类：一类属接触式仪器，就是说仪器的感应元件与被测物质直接接触，以测出被测物质的气象特性。另一类属遥感式仪器，它是利用接收被测物散射、反射、发射出来的电磁波，以测出被测物质的气象特性。 主要内容 13.1 概述 13.2 地基雷达大气遥感探测 13.3 卫星大气遥感探测 1、遥感 就是不直接接触测量目标物或有关的大气物理现象，通过探测器接收来自被测目标物发出的辐射信息，并对其处理、分类和识别的一种技术 2、遥感的分类 遥感按探测器的工作方式可分为主动式大气遥感 探测和被动式大气遥感探测两种 3、主动式大气遥感探测 是探测器本身发射某一波长的电磁辐射，然后再接收目标物反射回来的电磁辐射强度的变化来推测被测物体的特性和气象要素的分布 4、被动式大气遥感探测 是在一定电磁波谱段内测量被测物体发射的电磁辐射，然后由物理定理推出被测物体的特性和气象要素的分布 在需要空间和时间很密集的资料时，观测区域是常规观测仪器所不能达到的，或者使用常规观测仪器获取又很不经济，此时，遥感就成为了一种特别有用的探测手段 主要内容 13.1 概述 13.2 地基雷达大气遥感探测 13.3 卫星大气遥感探测 2、地基雷达大气遥感探测 1、雷达 “雷达”是Radio Detection And Ranging缩写Radar的音译，字面上含义是无线电探测和测距。确切的讲，就是无线电方法发现并测定空间目标的位置。 最主要的作用：就是用于警戒强对流灾害性天气。同时，也可以把它作为研究大气物理的重要手段 常规天气雷达50年代开始使用军事雷达58年引进第一部天气雷达60年代末711X波段 数字化天气雷达70年代自行生产711、712、71380年代具有数字处理系统的714S波段，引进多普勒雷达 多普勒天气雷达90年代已生产出714CD、714SD型脉间相干雷达99年对WSR-88D进行改造，第一部先进的S波段全相干脉冲多普勒雷达CINRAD/CC 3824型 4、雷达气象方程 雷达机各参数及其在雷达探测中的作用 气象因子的作用 距离因子的影响 6、散射是雷达探测大气的基础。雷达截面：雷达截面的大小反映了粒子所造成的后向散射的大小。雷达反射率：单位体积内全部降水粒子的雷达截面之和，以η表示雷达反射率因子：单位体积中粒子的数密度与直径6次方乘积的总和，用Z表示。反射率因子Z值的大小，反映了气象目标内部粒子的尺度和数密度，常用来表示气象目标的强度。由于反射率因子Z只取决于气象目标本身而与雷达参数和距离无关，所以不同参数的雷达所测得的Z值可以相互比较。 等效反射率因子Ze：能够产生同样回波功率，与小球粒子的 等效的Z的数值。引进Ze值后．即使在米散射情况下．只要以Ze值代替Z值，雷达气象方程仍可保持瑞利散射时的简单形式 衰减：就是吸收和散射两种作用的总和，由于衰减，使回波图像、定量测量情况与实际情况之间出现偏差，造成回波的失真。了解衰减对雷达探测的影响，对于正确使用回波资料是十分重要的。衰减物：大气、云、降水粒子 云的衰减 （1）液态云：衰减与波长、温度成反比。 （2）液态云：10cm雷达波云的衰减可以忽略； 5cm雷达波云的衰减一般可以忽略； 3cm雷达波穿过较长距离的云层时， 云的衰减不可以忽略。 （3）冰云：由于冰的介电常数小，冰云的衰减要比液态云的衰减小2~3个量级，因此冰云的衰减可以忽略。 雨的衰减考虑 10cm雷达除特大暴雨外，一般雨滴可以忽略 5cm雷达对中、小雨滴可以忽略 3cm雷达对雨滴不能忽略 8、脉冲多普勒雷达测量的基本参数 多普勒雷达的探测出可以得到雷达反射率因子外，还可以以多普勒效应为基础，通过接收和发射信号之间的相位或频率差异，测定有效照射体内散射粒子相对于雷达的平均速度、速度谱以及速度谱宽等物理量 9、研究回波强度分布和回波径向速度场特征的意义 前者可以了解回波强弱和性质，从而可以知道属于什么类型和性质的回波 后者除进一步证实上述回波的强弱和性质外，还可以了解大气流场、气流垂直速度分布等 两者结合，加上有时间序列的连续探测资料，就可以了解回波演变和移动规律 10、回波分类