檢視气象雷达的原始碼

[[File:气象雷达.jpg|350px|缩略图|右|<big>气象雷达</big>[https://p3.pstatp.com/large/3199000efffbf1ec1b14 原图链接][https://www.twoeggz.com/news/4455577.html 来自 陕西科普 的图片]]]

'''气象雷达'''，或称气象监视雷达（WSR），是用来探测[[大气]]中的降水类型（[[雨]]、[[雪]]、[[冰雹]]等）、分布、移动和演变，并可对其未来分布和强度作出预测的一种[[雷达]]设备。

现代气象雷达大部分属于[[脉冲多普勒雷达]]，可以监测[[降水]]的分布及强度。这些[[数据]]可以用来分析[[风暴]]的结构以及其能否在未来造成恶劣[[天气]]。

==历史==

20世纪60年代利用雷达技术探测到发生在[[美国]][[双子城]]的[[龙卷风]]及形成它的超级单体风暴。

[[第二次世界大战]]期间，军事雷达操作员就注意到了因雨、雪、[[冻雨]]等天气因素接收到的回波噪声。战后，原本的军事科学家得以继续研究如何利用那些回波。前美国[[空军]]、后任职于[[麻省理工学院]]的大卫阿特拉斯，开发了第一个实用气象雷达<ref>[http://www.zgqxb.com.cn/zx/gj/201905/t20190523_525464.html 美国将升级天气雷达系统]，中国气象新闻网，2019-05-23</ref>。在[[加拿大]]，马修和道格拉斯于[[蒙特利尔]]成立了“风暴天气小组”。马修和他的博士生沃特帕玛（Walter Palmer）专精于研究中纬地区[[降水]]滴谱，并由此发现了降水速率和雷达反射率之间的关系。[[英国]]则继续进行雷达回波模式和气象要素如层云降水和[[对流云]]之间关系的研究，并试验了1~10cm范围内的不同波段效果。

1953年，从事[[伊利诺伊州]][[水资源]]调查工作的电气工程师唐纳史戴格，第一次利用雷达记录到与龙卷风相关的钩状回波。

==工作原理==

===发射雷达脉冲===

从雷达站发射出的一束雷达波随着与发射点距离的增加穿过的[[空间]]体积也增大。

气象雷达通过空腔磁控管或调速管连接导波管，再连接一个[[抛物面天线]]而定向地向空间发射微波脉冲。气象雷达所发射微波波长在1-10cm范围，大致是雨滴或冰晶[[直径]]的10倍左右，在该频率下，瑞利[[散射效应]]最为强烈。这样可以确保雷达波的一部分能量能够从微粒表面反射回雷达站所在方向。

若雷达发射更短波长的脉冲，则可以用来检测更加微小的云滴，不过信号的衰减也更为强烈。因此10cm波段的气象雷达被广泛使用，但其成本也远高于5cm波段的雷达系统；3cm波段雷达仅使用于超短距离范围内的监控；而1cm波段的雷达仅用于毛毛雨或雾等微粒[[天气现象]]的研究<ref>[http://www.xinhuanet.com/science/2018-01/15/c_136884919.htm 气象雷达与气象卫星]，新华网，2018-1-15 </ref>。

雷达波会以[[球面波]]的形式从雷达站向外传播。这会导致在相同时间内，雷达波所穿过的空间体积会随着距雷达站距离的增大而增大，因此雷达的角坐标分辨率也随之下降。当雷达波射程达到150-200km探测范围时，单脉冲所扫描到的大气体积可能会接近1km3，称为脉冲体积。

==确定高度==

如果假定地球是一个球体，通过[[大气]]折射率和雷达站与天气系统间的水平距离，我们就可以计算[[天气系统]]的距地高度。

雷达系统会根据需要扫描一系列的特定角度。每一次扫描过后，天线都会为下一次探测进行高度调整。雷达站会重复这种方式来扫描不同角度，以探测到其周围尽可能大体积的[[空气]]。通常情况下，探测方圆250km、纵深15千米范围内的大气需要5到10分钟的时间。比如[[加拿大]]的5cm波段气象雷达的扫描角范围设定为0.3至25度。

==视频==
===<center> 气象雷达   相关视频</center>===
<center> Collions新气象雷达介绍2  </center>
<center>{{#iDisplay:g0188z7i065|560|390|qq}}</center>
<center>科技馆说——气象雷达是怎么观测的？ </center>
<center>{{#iDisplay:c0330ejdt0h|560|390|qq}}</center>

==参考文献==

[[Category:328 氣象學]]