测风声雷达数据自动采集与处理系统

一、测风声雷达简介 声雷达是低层大气遥感探测的重要工具之一。由于大气对声波折射指数的变化比对电磁波大6个量级,因此,声雷达用于探测大气参数有较高的灵敏度。 声雷达应用于大气边界层中温度梯度与风速、风向的测量。这些参数的测量对大气湍流、大气污     

由地基遥感资料确定大气边界层特征

中国科学院大气物理研究所大气边界层物理和大气化学国家重点实验室拥有用于边界层垂直结构探测的相控阵声雷达（PA2）、低层大气廓线仪（LAP-3000）以及无线电声雷达（RASS）。本文研究如何利用这些设备获取的遥感观测资料,确定边界层湍流热通量的垂直分布、地面热通量以及边界层高度等问题。     

声雷达在污染扩散问题中的应用

单点测温声雷达和多普勒测风声雷达能够提供边界层大气中温度层结和风速、风向等气象要素随时间的连续变化和空间分布的资料。与其它遥测技术相比,声雷达的造价比较低廉,维护方便,适合于野外观测使用。近十几年来,声雷达探测在国际上得到了广泛的应用。在我国,中国科学院大气物理研     

相控阵多普勒声雷达

利用大气中湍流引起的声波的散射,可以观测到大气的结构和风速的分布.按此原理制作的声波探测装置称为声雷达(Sodar),它使距地面100 m以上的气温、风速等的观测简单易行,给行星边界层中气象现象的研究带来很大好处.     

地基遥感联合反演大气边界层高度与ERA5再分析资料比对分析

利用北京国家综合气象探测试验基地超大城市观测试验建设的地基垂直遥感设备(激光气溶胶雷达、微波辐射计及风廓线雷达),使用2021年5—8月的观测资料,根据不同设备的探测优势以及边界层的日变化规律,利用激光气溶胶雷达、微波辐射计、风廓线雷达观测资料进行联合反演,得到全天候大气边界层高度。并将联合反演所得的边界层高度与探空资料计算及ERA5再分析资料提供的全天候大气边界层高度进行比较,发现:联合反演边界层高度与ERA5数据提供的大气边界层高度有较好的一致性;激光气溶胶雷达适用于白天对流边界层的观测,微波辐射计适用于夜间稳定边界层的观测,使用微波辐射计与风廓线雷达联合反演大气边界层高度可以改善弱降雨时单设备的反演结果;联合反演的大气边界层高度结果与单设备反演大气边界层高度均符合大气边界层的日变化规律;得到的联合反演边界层高度与探空数据计算得到的大气边界层高度差值的标准偏差为62 m,相较于ERA5数据提供的一定范围内大气边界层高度均值,联合反演边界层高度能更精准地反映更小范围内的大气边界层高度。     

法国多普勒声雷达简介

一、引言声雷达是六十年代后期发展起来的探测边界层大气的一种遥感设备。它的优点是能够自动地、连续地、实时地遥测大气中要素的时空分布,这对于研究大气结构、大气湍流、大气扩散、空气污染、机场风切变等问题有重要的意义。     

丘陵地区大气边界层风廓线雷达适用性分析

本文利用2010年夏季福建省三明市开展的大气扩散实验资料,研究了大气边界层风廓线雷达在福建丘陵地区的适用性,并探讨了风廓线雷达探测的误差特征和修正方法。结果表明：大气边界层风廓线雷达水平风场的探测结果在300~2 000 m高度范围的偏差与高度和风速具有一定统计关系;通过与100 m气象铁塔水平风场资料对比,说明风廓线雷达对丘陵地区低层大气风场的探测具有一定局限性。经过修正的风廓线雷达探测结果可以较好地反映实验区域大气边界层水平风场的垂直结构。     

芬兰EO11型声雷达

声雷达是连续监测大气边界层的一种新手段。声雷达探测时,先发射声脉冲,再接收大气反射(散射)的回波。这种探测方法,是对常规仪器观测的重要补充,其优点有二:①可以进行连续监测,从而有可能探测短暂的天气现象,判别其发展动向;②建造和运转费用都较低。声雷达对监测下列气象现象特别有用:逆温层高度及其日变化;污染控制所需要的混合层深度;对流活动(热股流);边界层波;雾层厚度或低层云厚度。     

近山地区大气边界层声雷达回波的季节特征

本文根据北京附近某一近山地区冬季和夏季的声雷达探测结果,对比了大气边界层声雷达回波图象在季节上的相似性和差异,分析了冬夏逆温层和对流混合层的生消演变特征,并对声雷达回波图象的几种类型与边界层风廓线的关系作了初步探讨。     

多普勒声雷达对化音地区风场结构探测的初步分析

本文利用1990年8月多普勒声雷达在“HEIFE”区化音站探测的资料,对该地区的PBL结构进行了初步分析。结果表明,用声雷达回波强度的双对数廓线确定大气边界层高度仍不失为一有效的方法。大气边界层高度演变过程的特点是:白天对流层边界发展较快,但维持时间较短;而夜间稳定边界层维持时间较长,且在其发展较高时,在近地层又发展出一个新的稳定层结,呈现多层次的SBL结构。ML内垂直风速方差的归一化结果与Lenschow大致相同。另外,在一次冷锋过境天气背景下风场出现低空急流结构。     

多普勒测风声雷达

本文简要地介绍了多普勒测风声雷达的基本原理和探测方法。指出用锁相技术可以较精确地测量多普勒频偏值。根据声雷达观测资料计算了水平风速、风向和垂直风速,并与325米气象塔上直接测量的仪器进行了比较。结果表明,两种方法测量的水平风速、风向的平均值比较接近,声雷达测量的垂直风速比塔上直接测量的结果略有偏高。用声雷达测量的水平风速、风向和垂直风速的方差都比直接测量的大。 我们用多普勒测风声雷达的连续观测资料,计算了垂直风速谱,得到了在对流边界层中垂直速度谱随高度的分布规律。在一定的频率范围内(低频部分)得到了功率谱fP(f)ocf~(+1)的规律,并将240米高度上用声雷达测量的垂直速度谱和直接测量的垂直速度谱进行了比较。     

气象观测的新阶段—大气遥感探测

近年来,在气象业务和研究领域里,一系列新型的探测大气的技术系统正陆续出现,例如微波气象雷达,激光雷达、声雷达、以及气象卫星和微波、红外、可见光辐射等等,这类探测技术统称为大气遥感探测。它已经为我们提供了一系列丰富多采的大气图     

塔克拉玛干沙漠腹地特征层风场特征

利用CFL-03边界层风廓线雷达,在塔中开展了边界层风场探测研究,根据2010年4月1日至2010年11月30日连续的边界层风场探测资料,分析了塔克拉玛干沙漠腹地大气边界层850 hPa、700 hPa和500 hPa特征层风场时空分布特征。结果表明,塔中地区850 hPa特征层主导风向为偏东风,风速年变化较小;700...     

系留气球上的观测仪器

美国国家大气研究中心研制成一套安装在小型非驾驶系留气球上用的观测仪器,用以测定高达750米高度上的风向、风速、气温和气压。这套仪器用声学和雷达的方法进行定期垂直探测,可以绘制出大气边界层的垂直剖面图。感应元件所得到的数据经多路无线电波道发送到地面。地     

新书架北大核心CSCD

《塔克拉玛干沙漠大气边界层和沙尘暴探测研究》王敏仲明虎等著该书系统介绍了塔克拉玛干沙漠大气边界层特征、沙漠腹地大气边界层风场变化、沙漠大气边界层高度与陆面参数的关系、沙漠对流边界层大涡模拟、沙漠极端深厚边界层过程对区域环流的反馈作用等内容,并首次利用边界层风廓线雷达、毫米波雷达开展了沙尘暴探测试验研究,计算归纳了沙尘暴的回波强度。     

风廓线雷达对塔克拉玛干沙漠晴天边界层的探测分析

利用塔克拉玛干沙漠大气环境观测试验站2010年8和10月边界层风廓线雷达资料,分析了沙漠晴天边界层湍流、大气温度、水平风速风向以及垂直速度的发展演变特征和日变化规律。研究表明：（1）大气折射率结构常数（C_n~2）能较好地反映晴空湍流对电磁波的后向散射能力,可以详细刻画湍流发展旺盛区域的高度、强度及其演变特征;沙漠夏季白天湍流发展剧烈,旺盛区域顶部可达4000 m高度左右。（2）RASS系统对沙漠边界层大气温度的探测具有较好的可信度,其近地边界层温度符合一般的日变化规律,昼夜温差显著,白天高温维持时间长,升温过程相对滞后于近地表气温。（3）风廓线雷达对大气风场的探测结果与地面风速风向一致,沙漠晴天主要受东风和东北风控制,风速较小,平均在2.0～6.0 m·s~（-1）范围变化。（4）沙漠腹地大气垂直速度变化符合静力平衡理论,铅直方向运动很弱,一般在-1.0～1.0 m·s~（-1）范围波动。     

利用C波段雷达进行大气边界层探测的方法研究

利用呼和浩特高空站安装的C波段测风雷达，编制进行大气边界层探测和数据分析的业务软件。利用气象学和污染气象学原理从雷达测风数据中提取出大气边界层的有关数据，通过计算和分析得到制作空气污染气象条件预报所需的当地气象参数(可换算成加权值)，还能够获得反映大气边界层特征的物理量．经过一年的对比实验，效果良好。这一方法对于拓展新一代测风雷达的业务应用、科技服务和大气边界层研究有一定的作用。     

延吉市边界层风场特征分析

利用风廓线雷达在延吉市开展了边界层风场的探测研究,根据2012年4个月逐日的边界层风场探测资料,分析了延吉市大气边界层风场的时空分布特征,得到了逐月的高空风廓线图。结果表明：1000m以下,水平风速和垂直风速随高度均呈现出增加的趋势,地面风速最小,750-1000m高度处存在明显的风切变层;2月和7月高空水平风速随高度的增加而增加,4月和10月高空水平风速变化呈单峰型的变化趋势;2月垂直风速随高度的增加逐渐增加,7月随高度的增加逐渐减少,4月和10月随高度呈双峰型的变化趋势;各月在1000～2000m高度垂直风速较小;各月水平风除个别高度外均以西风或偏西风为主导风向,垂直方向以下沉气流为主。     

特殊天气条件下逆温特征的声达探测

近地层风速和地面降温情况是形成辐射逆温的主要条件。笔者曾对成都西郊声达探测近地层逆温的资料作过初步分析。进一步研究发现,在特殊天气条件下,声达的探测结果与一般天气状况时有明显的差异。本文对较大风速的降雨天气逆温的生成与发展过程进行了分析。其结果可供大气边界层和大气环境工作者参考。 一、资料来源     

行星边界层中多极值风速廓线的研究

本文利用325米气象塔及声雷达探测资料分析了夜间平稳天气条件下行星边界层中风速出现多极值的现象。分析指出,多极值风速与边界层中多层逆温有密切的联系,当温度场出现多层逆温并维持一定的强度和时间后,便相应地出现了多层风速极大,风速极大值出现的高度在逆温顶附近或稍高。 文内还用一维非定常模式模拟了多极值风速廓线的形成。