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。     

多普勒声雷达测风与直接测量仪器的观测比较

文中对多普勒声雷达测风和325 m铁塔上风速、风向仪及超声风速仪的测量值进行了观测比较。结果表明,当信噪比大于1时,两种方法测量的平均风速、风向的相关较好,风速、风向廓线较为接近;声雷达测量的垂直风速平均值和均方根差比超声风速仪的测量值略偏大。这与国外进行的观测比较结果一致。 需要指出,声雷达和直接测量仪器的观测比较中存在一定差异,特别是对比每一次的观测值就可以看出,在某些情况下还存在明显差异。进一步分析声雷达测风产生偏差的原因,对误差做出合理的订正是十分必要的。     

声雷达资料可靠性及近地面边界层风场特征分析

利用2016年5月1日至6月15日在河北省邢台市皇寺气象观测站获得的多普勒声雷达风场资料和探空资料,验证声雷达资料可靠性,并在此基础上,对观测站近地面边界层风场特征进行了分析研究。结果表明,声雷达水平风场资料与探空资料的一致性较好,证明声雷达资料可靠,且声雷达资料与Graw气球探空和台站探空的一致性好于与系留气艇探测的;风场特征分析显示,皇寺站水平风和垂直风日变化特征明显,表现为显著的山谷风特征,白天吹谷风,盛行偏东风,垂直风速相对较大,对流旺盛;夜间吹山风,盛行偏西风,垂直速度较小;在垂直结构上,30~50 m盛行西风或东风,50 m以上逐渐转为偏南风或西北风,且随高度增加,大风速比例和平均风速逐渐增大,说明声雷达探测到的山谷风垂直范围为30~50 m,垂直风速主要集中在-0.1~0.1 m·s-1之间,说明大部分时间对流较弱,以0值为轴,左右比较对称,表明上升气流和下沉气流出现频率相当。     

声雷达探测在大气扩散研究中的应用(三)——对流边界层中垂直扩散系数的计算

本文用多普勒声雷达探测的垂直风速连续观测资料,计算了垂直速度谱和垂直扩散系数.结果表明:在低频部分,n<3×10~(-2)赫,用声雷达资料计算的垂直速度谱密度和超声风速仪计算的能量峰值和变化趋势基本一致,数值略有差异,在高频部分有偏离.在混合层中,由于逆温层盖子对垂直方向的扩散过程有抑制作用,在逆温层底部计算得出的垂直扩散系数最小,在逆温层中次之.在充分发展的对流边界层中,垂直扩散系数随高度的增加而加大.用声雷达测量的垂直扩散系数能够较好地反映对流边界层中的扩散过程.     

准后向散射对单点声雷达测量温度结构系数的影响

本文从湍流大气对声波散射方程出发,推导出静止大气和有水平运动两种情况下,有限接收面积上的平均准后向散射截面公式。从而分析了影响平均准后向散射截面的因子,同时还计算讨论了不同天线口径、风速和值的平均准后向散射截面。 计算结果表明:在一般情况下,边界层内用声雷达测得的温度结构系数[C_T~2(θ)]要比理论上纯后向温度结构系数[C_T~2(180°)]大些;C_T~2(θ)与C_T~2(180°)比值以及C_T~2(θ)随高度的变化都与天线口径、风速分布和m值等密切相关。因此对用不同声雷达在不同大气条件作对比测量,得到某些不一致的现象,可给予一定的解释。     

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     

声雷达定量测量C_T~2中的几个问题

本文讨论了逾量衰减和风对声线的弯曲作用对声雷达接收功率的影响.分析和计算表明在很多情况下分子吸收、逾量衰减和风的影响对测量C_T~2是不能忽略的,不考虑这些因素有时可使C_T~2低估500％以上.引进有效湍流外尺度后使声散射截面表达式在实际应用中变得合理而简单.由简化的几何模型导出了风衰减因子,经计算和以往的实验事实相符.因此在原声雷达方程中应加入风衰减因子.声雷达方程加上逾量衰减算式、风衰减算式和分子衰减算式,组成了适合定量测量C_T~2的声雷达方程组.利用温度脉动仪测定低高度上的C_T~2值可使估算工作简化,此方法在多普勒声雷达上应用效果会较好,本文并给出了初步实验结果.     

对流边界层湍流结构系数的声雷达研究

本文叙述了在某些对流条件下,声雷达探测温度结构系数和风速结构系数(C_T~2和C_V~2)的简便方法.我们用声雷达在北京对于对流发展较好的自由对流体系作了实验,实验得到了9—10点钟时的C_T~2剖面和冬季13点钟时的C_V~2剖面.剖面结果表明,在Z≤0.7Z_i区间的C_T~2和C_V~2剖面与Kaimal等(1976)在明尼苏达(Minnesota)(陆上)的实验结果比较接近,在0.7Z_i≤Z≤Z_i区间,则我们用声雷达测量的C_T~2剖面和极大值都比Kaimal的结果大,并对两者的差别进行讨论.     

C_N~2剖面的声雷达探测与直接测量

本文简要叙述了C_N~2的声雷达探测方法和直接测量的计算方法,给出在稳定和不稳定条件下用单点声雷达推得C_(N,a)~2剖面。 在80和140米两个高度的C_(N,a)~2与C_(N,d)~2进行比较,结果指出,C_(N,a)~2/C_(N,d)~2的比值与声折射率谱的斜率差异有关.最后还对谱形及其对C_(N,a)~2/C_(N,d)~2比值的影响作了初步讨论.     

L波段雷达系统不同测风方法计算结果分析

根据广东阳江探空站L波段雷达系统观测的测风资料分析,测风记录用综合探测雷达测风方法与无斜距（或高度替代）测风方法计算的测风量得风层的结果,少数情况下会出现与理论值不相符的现象,两种测风方法计算的结果,有时会超出高空气象观测仪器总体测量准确度要求允许的误差范围。在雷达的仰角小于30°时,量得风层的风速小于3 m/s时,两种测风方法计算量得风层的风速基本相同（误差在允许范围内）,但风向有的相差较大,超出测量准确度要求允许的误差范围。当雷达仰角小于15°,量得风层的风速大于30 m/s时,两种测风方法计算量得风层的风向比较接近,但量得风层的风速有的却相差较大,超出测量准确度要求允许的误差范围。