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無線電氣象學是中國科技名詞。

世界三大漢語詞典分別是中國大陸的《 漢語大詞典[1]》(共13冊,5.6萬詞條,37萬單詞)、中國台灣的《 中文大辭典 》(共10冊,5萬詞條,40萬單詞)以及日本的《 大漢和辭典 》(共13冊,4.9萬詞條,40萬單詞)。漢字是記錄漢語的文字[2],它已有六千年左右的歷史,是世界上最古老的文字之一。

名詞解釋

無線電氣象學是指研究大氣對電波傳播的影響,以及利用接收的電波信息探測大氣狀況和天氣現象的一門學科。它廣泛使用電波傳播原理和技術,是大氣科學和無線電物理學的邊緣學科,又是大氣物理學的一個分支學科。

無線電氣象學以無線電波為手段,分析氣象因素對無線電波傳播的影響來研究大氣特性、天氣變化原因及預防措施。無線電氣象學主要是研究對流層與頻率直到100GHz 的電波的相互作用,特別是討論對流層對傳播的影響。對流層對無線電波傳播的影響主要通過氣體成分及各種形式的雲和水汽凝結物而起作用。氣體成份對電波產生折射和吸收效應。大氣氣體的折射指數的變化引起反射、折射和散射的變化。雲和降水的影響主要是吸收和散射。散射使前向波束的能量分散到其他別的方向,包括後向散射,引起能量的衰減。

無線電氣象學是研究電磁波的傳播與大氣現象相互關係的學科。主要是研究大氣及其所含懸浮物質對無線電波的散射、折射、反射、吸收作用的內在機制及其規律性。

由於大氣的溫度、密度、電性質、濕度、所含雜質的濃度的不同,引起在其中傳播的無線電波的折射、反射、散射、吸收作用也不相同,另外有的大氣過程本身也能發出無線電波,因此,人們可以利用無線電波對氣象過程、天氣現象進行探測遙感,大氣的某些特性和過程,這就大大改進了氣象觀測的手段。通過無線電氣象學的研究也可以了解和掌握大氣現象和過程對無線電波的影響規律,有效地利用無線電進行遙傳。

內容

無線電氣象學在處理通信和定位測速問題中,能精密修正因大氣折射引起的誤差、估計大氣閃爍造成的影響、分析在雲雨條件下的通信情況等方面,因而得到廣泛應用。其中大氣及雲雨的微波輻射特性,已成為微波遙感和雷達探測的根據。無線電波在對流層中的傳播特性取決於大氣折射指數,如由大氣折射指數的不均勻分布引起的無線電波折射,由大氣折射指數的隨機起伏引起的無線電波散射等等。

研究內容

無線電氣象學的主要研究內容是:大氣折射指數的時間和空間分布;無線電波在大氣和雨、雲中的衰減現象,即吸收和散射作用;無線電波在湍流大氣和雲、雨中的傳播等等問題。現代無線電氣象學的研究領域已向短波方向開拓,主要是研究無線電波在對流層中的傳播、微波遙感及雷達探測的有關基礎。

研究發展

無線電氣象學起始於天電的研究。 二十世紀20年代,許多歐洲科學家在廣頻譜範圍內對天電開始進行測量,發現了雷暴、雪暴、塵暴等都有天電現象。同時,隨着無線電通信的廣泛使用,人們發現電波在大氣中的傳播過程中具有折射、吸收、散射等現象,這些現象都同大氣狀態、雲雨系統、天氣過程等有關。

利用無線電儀器來研究大氣中發生現象的第一個人是無線電發明者A.C.波波夫。他製成的並且被稱為雷暴指示器的接收機,收到了30公里外的閃電產生的無線電波。無線電探空儀―用來測量高空中空氣的壓力、溫度和濕度的儀器,在氣象學中獲得了廣泛的應用。無線電探空儀是藉助於充着重量輕的氣體的氣球升到高空的。在無線電探空儀內裝有火柴盒大小的微型無線電發射機。它是由電池供電的。蘇聯最新的無線電探空儀的重量約為1公斤。隨着無線電探空儀的逐漸升高,發射機便朝着地面發射脈衝,用接收設備把它接收下來,使儀表指針轉動。無線電探空儀的信號,在100公里的距離內可以收到。無線電探空儀可以充當建立無人管理的自動化無線電氣象站的基地。這些氣象站安置在人們難以到達的、人煙稀少的地區,可以工作一年或更久且不需要人的管理。在一整夜內,一定的時間,無線電氣象站發出無線電脈衝,根據它的性質我們可以判定空氣的壓力、溫度和濕度,判定降水量等等。有的無線電氣象站則在收到氣象總站所發出的無線電信號以後可以隨時發出自己的脈衝。

在氣象學中還使用無線電測風儀——用自動測風速和風向的儀器。它們裝在遠離海岸的海上——裝在浮標上,也裝在山峰上。

氣象學家正愈來愈廣泛地使用雷達。使用雷達設備不但能研究大氣的狀態,而且還能研究無線電波傳播條件跟天氣的關係。

原來大氣中含有的水滴和冰粒會驅散無線電波;在厘米波和毫米波的情況下,這會導致信號的中斷。溫度和濕度隨高度的變化,會影響以最短的無線電波工作的無線電台的作用距離。但是在另一方面,各層大氣葉中溫度和濕度的不均勻分布,在某些情況下會導致在特定範圍以外可靠地接收電視節目。在氣象學中使用無線電電子學,可以使我們每天獲得關於地球上各個不同地區內氣候情況的大量資料。為了預測天氣和預報天氣,必須在很短的時間內總結和計算這些資料。所以,電子計算機變成處理和計算天氣資料的重要工具之一。

40年代,在雷達技術被引入氣象學之後,使電波在大氣中的傳播與大氣特性的相互關係的研究更加廣泛。雖然上述折射、吸收和散射等現象所引起的信息,對電波傳播來說是干擾,但對氣象來說,則可用於大氣探測。60年代末,利用大氣微波輻射,從地面和氣象衛星上進行大氣遙感,更加豐富了無線電氣象學的內容。

參考文獻