气象雷达研发专家的科研日常

作者: 赵欣怡 李蓓蓓

精准捕捉天气变化的利器

在现代气象监测体系中,相控阵雷达、激光雷达、多普勒雷达等多种类型的雷达相互配合,共同搭建起了一套严密且完备的雷达网络,如同巨大的天网,全方位监测着大气的变化。

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ETWS-X02 X波段相控阵天气雷达(供图/南京信息工程大学)

相控阵雷达:能凭借其独特的电子扫描技术,快速切换扫描角度,实现对特定区域的高频次观测。对于快速发展的天气系统,它可以迅速捕捉其动态,为气象预警争取宝贵时间。

激光雷达:可利用激光束与大气成分相互作用的特性,精确测量大气中的气溶胶浓度、云的垂直结构等微观气象信息,在空气质量监测和精细化气象研究方面发挥着不可替代的作用。

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多普勒雷达:通过检测回波信号的多普勒频移(当光源与探测器相对运动时,由于多普勒效应在探测器接收端观察到的一种输出光的频率移动的现象),获取气象目标的径向速度信息,对于监测降水粒子的运动、识别风切变等有着显著优势,为准确预报暴雨、大风等灾害性天气提供关键数据支持。

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FC-Ⅱ型激光雷达测风仪

这些雷达分布在城市、乡村、高山、海洋等各个角落,它们日夜不停地工作,收集着海量的气象数据。无论是晴空万里时大气中微弱的波动,还是狂风暴雨来临前气象要素的剧烈变化,都能被它们一一探测出来。收集的数据会实时传输到气象数据中心,经过复杂的处理与分析,转化为能指导人们生产生活的气象信息。

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 气象雷达研发专家在调试设备(供图/南京信息工程大学)

风云背后的智慧较量

气象雷达为人们保驾护航的背后,离不开科研团队的努力攻关。气象雷达研发专家致力于气象雷达数据控制与软件研发。

评估性能

气象多普勒雷达对于测量三维风雨云场十分重要。由于雷达硬件结构和观测理论等因素制约,科研人员要花费大量时间评估不同参数雷达的性能,精心挑选最合适的设备,确保从源头采集到的数据呈现都足够精准。

数据采集后,质量控制环节更需要科研人员一丝不苟,耐心处理各类误差,为后续运算筑牢可靠基础。这项工作艰巨繁杂,需投入大量精力,在室外的雷达旁一站就一天,室内还有无数挑灯夜战的日常。

处理数据

负责天气雷达数据处理与应用、定量降水估计与临近预报等研究是气象雷达研发专家的另一项重要工作。

在水利测雨雷达研发中,面对水利行业特殊需求、传统差异和复杂地形等难题,科研人员需要联合水文模型专业人员组建团队,开展交叉研究,融合多学科知识,持续优化雷达数据算法。

当雷达信号被复杂山地地形遮挡,严重影响降水预报准确性时,科研人员参考GIS(地理信息系统)和信息技术的解决手段,创新性引入地理信息数据和机器学习算法,对雷达数据进行修正和补充,成功提高了该地区降水预报精度,推动项目顺利完成,为解决水利行业精准预报的迫切需求提供了重要科技支撑。

当台风、暴雨等灾害来袭时,气象雷达能够精准捕捉信号,为防灾减灾提供关键数据。近年来,我国气象雷达研发团队不断攻克核心技术难题,研发出高性能气象雷达设备和先进数据处理系统,为全球气象事业发展贡献中国智慧与力量。而这一切的背后,是无数气象雷达研发专家用智慧和汗水书写着气象雷达科研的精彩篇章,我们也期待,在未来,能有更多青少年走进气象天地,为气象事业贡献自己的力量。

(责任编辑 / 王佳璇  美术编辑 / 周游)

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