《无线电频谱需求增加下的主动遥感发展战略》评介

正无线电频谱(Radio Spectrum)是频率介于0Hz和300GHz之间的电磁波谱,其中0.3~300GHz范围的波谱被称为微波,微波是科学界主动遥感主要使用的频谱范围。相比,被动遥感使用的波谱范围更为宽泛,即包括微波波段,也包括频率大于300GHz的可见光、红外、热红外等波段。同可见光、红外相比,微波的波长更长,因此微波能够穿透云层、雾、沙尘等,并且不受大气散射的干扰,几乎在所有天气和环境条件下都可以检测到微波能量。这也是主动遥感大都采用微波     

光和我国光气候研究简介

一、光的基本概念从普通物理学中人们知道,任何物体的温度只要高于绝对温度零度(摄氏温度—273度),就会发出不同波长的电磁波。人的器官或仪器就能感觉出它的存在,甚至能测量出其能量的大小。光是以电磁波形式传播的辐射能,电磁辐射的波长范围很广,只有波长在380—760nm(纳米)的电磁波,人眼才能感觉到,称之为可见光。波长短于380nm的是紫外线、x 射线、γ射线、宇宙线;长于760nm 的是红外线、无线电波等等。它们与光的性质不同,人眼是看不见的。380—760nm 范围内的不同波长可见光,在人眼中     

辐射测量仪器现况

辐射是以电磁波的形式传递能量的一种方式。一切物体,只要它的温度在绝对温度0°K(即-273.16℃)以上,都具有向外辐射能量的能力,同时也吸收其他物体辐射来的能量。物体辐射能力的大小取决于物体本身温度的高低。辐射波长的范围很广,从10~(-10)微米至10~5千米之间,构成一个完整的电磁波谱。由于太阳辐射的主要波长范围是0.12—4微米,地面和大气辐射的主要波长范围是4—100微米,因此,在气象学中,经常根据波长的不同,将太阳辐射称为短波辐射,将     

大气微波辐射及其在气象上的应用

微波通常是指波长为1毫米到30厘米范围内的电磁波。微波技术在气象探测上有着重要的应用。早在五十年代,就已经开始将微波气象雷达用于探测台风、雷暴、冰雹等灾害性天气,随着科学技术的发展,又相继出现了用于测风、测雨、测云中气流以及测量晴空大气湍流的各种气象雷达。气象雷达的特点是利用雷达发射机,人为地产生功率很强的微波辐射,通过对气象目标回波特征的分析,了解探测对象的运动状态和物理特性。这种探测方法,在气象上叫做主动式探测。 另一方面,自然界里的各种物     

微波遥感大气展望

一、遥感是一种探测的手段它是在不与物体直接接触的情况下,接收物体发射或散射的电磁波或声波信息,经过反演技术,显现出物体的特性.微波遥感大气是利用接收大气发射出来的微波噪音,用以遥感大气的特性和天气的变化. 由于大气气体分子或水滴中水分子的热运动,使之不断地发射出电磁波辐射,它作为遥感的信息.在大气遥感中经常使用红外波段信息和微波波段的信息.由于微波有穿     

701测风雷达微波辐射对人体的危害及防护

目前,我国高空气象探测大都采用701测风雷达,微波的频率范围为300—3000兆周,波长从1米到1毫米。如果对701雷达缺乏必要的防护措施或者使用不合理,就会影响人体健康。人体受到过量的微波照射会产生各种有害的生理影响。1980年11月,中国医学科学院给我站8名探空员进行体检,均发现了明显的微波辐射症状(见附表)。附表仅为心电图、脑电图、眼晶体三项检查结果。8名被验人员中,男女各4名。年龄为25岁至38岁。接触微波工作年限最长15年,短的仅5年。另外,曾经从事过此项工作的其他人员,也均发现过上述症状。     

波谱分析在气象学中的应用

一、引言自从牛顿(1671)在物理学中引进“波谱”的概念从而产生了对光谱和其他物理振动的模拟分析方法以来,已经有300多年。而对波谱的数值计算分析则是从J·富里哀(Fourier,1807)提出函数展开定理,特别是狄利克雷(Dirichlet,1829)提出展开的充分条件以后才开始的,到现在只不过100多年的历史。其中绝大部分时间为富里哀级数展开和谐波     

卫星微波通信中云雨衰减的预测

本文计算了在频率为1—300GHz(波长为0.1cm—30cm)的微波在大气和云雨中的吸收、散射和衰减的效应。统计和分析了北京地区降雨分布特征,对于地面-卫星通信线路衰减作了预测,为北京地区地面-卫星通信工程设计提供了重要依据。本文提出了新的地面-卫星线路衰减的预报方法,较为准确,可供卫星微波通信工程中使用。     

大气臭氧与气候变化

人们为什么对大气中大量的臭氧感兴趣呢?其原因在于臭氧对大气的结构、特性,以致于地球上有生命物体有着巨大影响。大气中臭氧的存在使得波长小于290nm的太阳强紫外辐射不能透过大气。另外,臭氧还大量吸收了波长在290-320nm之间的中紫外辐射,波长在320-240nm的近紫外辐射才能通过臭氧层到达地面,但它对生物没有危害。今天无疑可以认为:由于大气中“臭氧盖”的存在,才能使人类免遭紫外辐射的有害影响,人类才能得以生存和发展。大气中臭氧总量的变化(臭氧含量平衡的破坏)影响了平流层中不同高度太阳紫外辐散流入量的分布,这就导致了平流层温度和高层大气     

关于太阳常数及其最新数值

确定地球从太阳获得的辐射能量问题,是日射测定中的基本问题。而其中太阳常数又是地面辐射到达量多种计算的基础数据。所谓太阳常数,是指订正到日地平均距离处的大气上界太阳辐射光谱辐照度的总和。掌握精确的太阳常数,对于地球物理学、气候学有着重要的意义,太阳常数及其光谱分布是确定太阳辐射在大气中的衰减和研究大气吸收因子(例如臭     

划定梅雨期应以环流的季节调整为主

从天气学观点来看,梅雨是东亚大气环流季节性调整的产物。所以划定历年梅雨期应着重以环流的转折、调整为主要依据。 在分析环流调整时,应以暖湿气流的稳定北上——西太平洋副高脊线(120°E)的北移位置(包括588线和-80℃线到达的纬度)为主,西风带环流的调整为辅。在确定了环流形势调整日后,再结合大范围降水现象和温湿特征,具体确定入梅期。从这一基本观点出发,我们对划定入梅期提出以下几点讨论意见。     

大气微波辐射计

大气物理方面的理论与实验均已证实,大气中存在并且传播着各种各样的大气物理信号。目前研究的大气物理信号主要是电磁波和重力波。大气物理信号来源于天体和地-气系统两个自然源,以及人类活动时向大气中发射电波、光波或声波等人工源。自从三十年代后期出现微波雷达和四十年代中期出现微波辐射计并且发挥效益以来,微波遥感技术及其应用都有了显著的进展。目前的微波遥感,可分为主动式、被动式和主被动式三种类型。其中,主动式微波遥感是指利用目标与人工发射的微波信号之间的相互作用来进行传输与处理目标信息的微波遥感设备,被动式微波遥感是指直接利用目标本身辐射的微波信号来进行探测与处理目标信息的微波遥感设备。而主被动式微波遥感则是在技术     

利用TOVS资料测雪

该文提出了利用TOVS的MSU-1（微波辐射仪的第一通道、中心频率50.31 GHz）、HIRS/2-8（高分辨率红外辐射仪的第八通道、中心波长11.10 μm）、HIRS/2-19（中心波长3.70μm）及HIRS/2-20（中心波长0.70 μm）光谱特性的差异进行云的检测,以及在晴空条件下测雪的方法。该方法测出的1993年1月我国东部地区和1991年1月西藏高原东部地区降雪过程的积雪图,与实况相符。     

国外天气多普勒雷达发展概况

序言天气多普勒雷达发展至今已有近二十五年的历史了,在设备本身性能、资料处理、终端显示以及发挥作用等方面,都已居于目前普遍使用的非相干雷达的统治地位,成为气象工作者进行定量降水测量和研究大气变化规律的重要探测工具。了解和研究其发展过程,掌握其技术水平,对于发展我国自己的天气多普勒雷达将会大有裨益。一、发展历史多普勒雷达是人们根据运动物体会造成电磁波或声波频率变化这一多普勒效应制成的。早在三十多年前已在军事和航空上得到应用,由于多普勒雷达有着探测目标运动速度的能力,气象学者极感兴趣和重视,利用云、雨粒子运动会造成雷达电磁波的频率变化,进一步发展成为气象上用的脉冲多普勒雷达。从1958年就开始用连续波多普勒雷达进     

洋面云液态水的星载被动微波仪器遥感反演研究进展

星载可见光/红外仪器因其波长缺乏穿透云的能力,只能观测到云顶及其下部有限深度的信息,而星载被动微波仪器则因其波长较长,具有穿透云的能力而能获得云体信息,因此星载被动微波仪器较可见光/红外仪器观测云和降水更具有优势。自20世纪70年代末至今,美国投入了大量星载被动微波仪器,服务于天气预报等领域,促进了云和降水等参数的被动微波遥感反演算法的快速发展。本文聚焦星载被动微波遥感反演洋面云液态水研究的进展,旨在提升我国的星载被动微波仪器遥感应用能力。文章首先简介了几种微波辐射传输模式形式,其次介绍了被动微波通道(频率)对洋面参数和云液态水的敏感性研究,然后介绍了被动微波反演洋面云液态水的统计反演算法、物理反演算法、物理与统计相结合的反演算法、被动微波多通道多参数的同步反演算法、被动微波与可见光/红外相结合的反演算法,最后探讨了未来该领域研究的发展方向。     

变频单波段雷达方法识别冰雹云

为了探计用改变单波段雷达工作频率的方法识别冰雹云,对于C波段(取5.56cm波长)和S波段(取10.7cm波长)雷达,分别改变其工作频率400MHz和200MHz,计算了相应变化频率两端的那些波长情况下,三种冰雹模式(纯冰球、带水膜冰球、冰水混合球),两种冰雹谱分布型式(匀谱与指数谱)的雷达反射率因子。对于这两种波段的雷达,分别考察其长波长的雷达反射率因子与短波长的雷达反射率因子之比和冰雹直径之间的变化关系。结果表明,在一定的条件下,两种雷达都能够识别一定尺度范围的冰雹,而且以S波段雷达指数谱情况的结果最     

基于太阳光度计的兰州市秋季气溶胶光学特性

利用2015年9-11月兰州市CE318太阳光度计地基观测数据,反演了这期间气溶胶光学厚度(Aerosol Optical Depth,AOD)、Angstrom波长指数(α)、大气浑浊度系数(β)等气溶胶光学特性参数,研究了兰州市秋季气溶胶光学特性的时间变化特征,并根据Angstrom阈值范围和图解分析法对兰州市气溶胶主要类型及其分布特征进行分析。结果表明:兰州市秋季AOD_(500 nm)均值为0. 47±0. 22。10月α440～870 nm最小,为0. 95±0. 26;9月α440～870 nm最大,为1. 21±0. 14。9月大气浑浊度系数最低,为0. 15±0. 05;11月最高,为0. 28±0. 12。AOD秋季日变化较小,AOD_(500 nm)变化范围在0. 27～0. 52之间。2015年9-10月AOD_(500 nm)集中在0. 2～0. 6之间,11月AOD_(500 nm)集中在0. 4～0. 8之间,说明兰州市2015年秋季AOD_(500 nm)分布较为集中,大气气溶胶含量逐月增加。9月波长指数集中在1. 0～1. 4之间,峰值中心在1. 2～1. 4区间;10月波长指数主要集中在0. 6～0. 8和1. 0～1. 2两个区间;11月波长指数集中在1. 0～1. 4区间。总体来看,兰州市秋季气溶胶以细粒子为主。AOD_(500 nm)与β显著相关,大气光学厚度与大气浑浊度系数均能表征大气污染程度。兰州市秋季气溶胶主要类型为细颗粒模态下的人为源和混合型气溶胶,分布特征表现为高AOD时受细颗粒气溶胶的吸湿增长影响,其中细颗粒吸湿增长是兰州市秋季气溶胶光学厚度偏高的主要原因。     

用人造卫星直接观测雨情

在电视气象预报中你一定看到过“向日葵”号气象卫星的云图照片吧。但并不是说云就等于雨,雨域超不出推测的范围。因此,这种从人造卫星直接观测雨域的范围、高度、雨的强度等系统,日本邮政省无线电研究所已决定在1979年开始的三年计划中研制。使用微波雷达“向日葵”气象卫星只能拍摄云图照片,因为它使用的是可见红外辐射计。与此相反,无线电研究所正在进行研制人造卫星上使用的高定向性微波雷达。就是发射雷达电波,分析其反射波以便测出雨情。就雷达而言,富士山顶上的雷达倒是很有名的,但由于它只使用一个频率,所以不能识别雨云和雨情。因此,无线电研究所的雷达因为使用2     

云滴的表面自由能统计分布理论

云中不同大小的水滴各占多大权重的问题,是云物理学的重要问题.人们常把它称为云滴谱,并已有不少观测事实.但至今还没有一个理论或学说对它作出某种程度的理论解释. 本文从表面自由能角度分析云滴谱问题,并且利用统计物理思想得出一个理论结果.它给出了云滴的多少与其半径之间遵守一个定量关系.     

1985年IAMAP和IAPSO联合学术交流会情况简介

引言1985年,国际气象学和大气物理学协会(IAMAP)及国际海洋物理学协会(IAPSO)在檀香山联合召开了一次学术交流会,共同讨论双方感兴趣的问题.地球大气和海洋这两种流体之间有着密切的关系,它们之间的相互作用决定着地球的中长期天气系统、地球的气候以及海洋环流的许多特征.因此在世界气候研究计划实施阶段,召开这样一次学术交流会是非常有价值的和适时的.类似