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。     

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     

相干检测和模糊度积累在声雷达中的应用

本文将大气非均匀湍流结构所产生的声散射过程描述为线性随机的部分相干的时变、空变信道,这种部分相干信道可以采用相干或非相干匹配滤波器检测方法来测量其时、变、空变特性,并提出用多通道匹配滤波检波后模糊度积累(AFMA)可进一步提高声雷达检测性能,如果采用线性调频(LFM)信号,这种AFMA技术可以获得边界层大气温度的精细结构特征。实验指出,只要信号参数选择适当,AMFA技术在声雷达检测中是有效的。     

边界层大气的声雷达探测

声雷达可用于遥感探测边界层大气(1—2公里以下),能够实时地获得风速、风向、温度梯度以及风速脉动和温度脉动谱的空间分布和随时间的连续变化。由于边界层大气对人类活动有着最密切的、直接的联系,因而,遥感探测边界层大气气象要素的方法也得到了迅速发展。从1968年声雷达开始出现以来,已得到不少国家的重视和应用。     

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。     

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     

利用测温声雷达回波图估算大气扩散的一种参数化方法

本文提出了一种基于湍流扩散统计理论的利用声雷达回波图估算大气扩散参数的新方法。这种新方法,仅需要从声雷达回波图上读出边界层结构的信息并取得常规地面测风资料,即可利用参数化公式进行计算,不需进行Pasquill稳定度分类。 所应用的参数化公式用外场观测资料进行了检验,表明公式计算结果与观测值比较符合。这种方法计算得到的扩散参数也与P-G扩散曲线进行了比较。     

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。     

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.     

声雷达探测在大气扩散研究中的应用(2)——混合层深度及对应的地面浓度

本文介绍如何将声雷达探测的混合层深度的变化应用于大气扩散问题.并用实例说明当某一天气过程引起混合层结构的特殊变化时,通常的模式计算不能合理地描述地面浓度特征,而利用声雷达探测的信息则能给出较合理的结果。     

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。     

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。     

重庆冬季近地层温度场结构与大气SO2浓度的对比分析

利用连续数日的测温声雷达探测和大气SO2浓度的同步观测资料对比分析结果表明，重庆冬季一般天气条件下的温度场结构不同，大气SO2地面日平均浓度和日变化特征也不相同。     

卫星气象和气象卫星的发展:分析与建议

一、卫星气象理论的发展在苏联第一颗人造地球卫星上天之前,King就提出利用地球大气在某些波长放射的热辐射的角分布推算大气温度垂直分布的思想;Okaplan发展了King的思想,在1959年首次提出大气红外遥测(remote sensing)原理,发表了题为《从遥测辐射测值推断大气结构》的著名论文。随着空间和计算技术的迅速发展,Kaplan遥测原理受到越来越多的大气科学家、分子光谱学家、以及数学家的注意。1961年前后King、BenedictYamamoto、Wark和Twomey等分别独立地发表了有关根据大气光谱和辐射传递遥测     

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     

边界层大气湍流特征的声雷达探测

声雷达可以直接测量温度脉动谱Φ_T(K_0)或温度结构系数C_T~2值。由于大气中谱的尺度很宽,在边界层大气中,用声雷达测得的Φ_T(K_0)或C_T~2是一个随机量,具有正偏态分布的特性,并满足对数正态分布。 从Φ_T(K_0)的频谱分析中得到,在频率为10~(-3)—3×10~(-3)秒~(-1)的范围内,存在着一个能量的峰值区,峰值和高频之间,能量的过渡带很陡。过去一般认为中尺度范围是大气谱段中能量的低值区。本文的分析发现,在中尺度范围内,无论在稳定或不稳定层结,经常存在着几分钟到十几分钟的周期活动,并对能量产生较大的贡献。这对今后大气湍流理论的研究,是一个值得注意的问题。此外,由于大气中谱尺度很宽,必须正确地选取气象要素或其它物理量的平均时间,才能获得稳定的气象要素的平均值。     

激光遥测大气消光系数的误差分析

激光遥测大气消光系数分布的主要方法,是假设大气消光系数与大气体后向散射微分截面之比值k为常数,并取激光实测的地面值,然后由解光雷达方程求得。本文将讨论由于大气气溶胶物理属性随高度变化以及大气分子散射的作用,使比值k产生相应变化,并分析由此引起大气消光系数的探测误差。     

由声雷达回波反演湍流场结构系数

定量测量声雷达回波强度可以导出大气温度结构系数（Ct 2）和速度结构系数（Cv2）。文章简要回顾和评述了过去的工作，并讨论了逾量衰减、风和湍流等因素对该测量的影响。研究表明:逾量衰减主要是由速度场的不均匀性所造成。其次，风场也有不可忽视的衰减作用，在风速达10 m/s时，引起的衰减达50%以上。最后给出了改进后的声雷达方程和反演Ct2和Cv2的方法。初步的试验结果对理论的应用是支持的。     

一次雷暴前后大气折射率的多普勒天气雷达测量试验及结果

由温度、气压和水汽压决定的大气折射率会影响天气雷达电磁波的传播路径和目标回波的相位。因此,通过测量目标回波相位的变化能够算出大气折射率的变化,进而得到水汽信息,为研究局地对流天气和水汽平流提供资料。本文阐述了多普勒天气雷达反演大气折射率的原理和方法,并利用江苏省气象台的S波段多普勒天气雷达反演了一次雷暴过程前后的大气折射率,表明了雷达探测大气折射率的可靠性。这项工作有望为研究水汽变化和天气过程提供高分辨率的遥感资料,也可以为数值模式提供水汽场辅助数据,有良好的应用前景。     

声达回波图形所反映的大气稳定度类别

本文主要利用国产HKS-1型声达,在北方地区进行观测所得到的资料。经分析研究,不同类型的回波图形反映着相应的大气稳定度类别。此外,由于声达回波图形显示了大气边界层的垂直结构状况,因此声达回波图形也反映着大气稳定度类别的垂直变化。