河北省首部风廓线雷达在一次短时预报中应用.pdfVIP

河北省首部风廓线雷达在一次短时预报中的应用 陈昱 张婉莹 (洲北省唐山市气缘局063000) 摘要 河北省唐山市以其重要的地理位鼹，作为国家为2008年北京奥运会服务批准的大气监测项目高空风廓 线瓶测项目巾布点的重要地区。本文由该市两位参加工作仅一年的同志利用河北省第一部风廓线雷达的资 料在2007年7月31日凌晨本市～‘次降雨过狂中短时预报中的应用，肯定了风廓线雷达对常规气象网站在监测 中、小尺度天气系统时空分辨过粗的弥补作Ji}jj，尝试了在利用雷达、云图对降水做出初步判断后，结合风 胸；线资料更进一步的确定降水}lj现的时问，以及及时做出准确的短时预报，最后坚定了为08年奥运会服务 保障的信心。 关键词：风廓线雷达、短时预报、奥运保障 引 言： 高空风廓线监测项目，是国家为2008年北京奥运会服务批准的大气监测项目重点项目。 河北省唐山市西邻北京主赛区，东邻秦皇岛分赛场，地理位露特别重婴，建立风廓线监测系 ·统为奥运会提供气象服务有糟非常重要的意义。 为了建立风廓线监测系统，风廓线雷达作为一种垂直指向的晴空多普勒雷达脱颖而出。 该种测量技术是美国在20世纪50年代初期开始研制并发展起来的，至今这种风廓线雷达技术 表了大气探测领域里的世界先进水平。 它以晴空大气作为探测对象，利用大气对电磁波的散射进行风场的测量。风廓线雷达发 射的电磁波在大气的传播过程中，因大气折射率的不均匀分布而产生散射，其中，后向散射 能量被风廓线雷达所接收，根据多普勒效应，当目标物相对雷达波束方向存在径向运动时， 接收信号的频率和发射信号的频率产生偏差，称为Doppler频移，根据Doppler频移，再经过 一’定的信号与数据处理可以得到大气的风场信息。另外，为了进行距离的测量，雷达发射的 是脉冲波，根据同波信号返回的时问来确定回波的位嚣。通过Doppler测速和无线电测距原 理的结合，风廓线雷达得到不同高度一}i的风场信息，从而获取大气风廓线资料。 与传统的高空气球测风探测相比较，大气风廓线雷达探测有许多优越性：风廓线雷达探 测属无球探空，使用灵活方便，运行成本也很低；利用风廓线雷达探测风向、风速和温度等 气象要索随高度的变化，客观而准确，它反映的是测站J：：空实际的垂直风、温分布情况。 高空气球测风探测每天只进行两次，而风廓线雷达探测的时问密度要高得多，最密时可 以每6min就探测得到…条大气垂直风、温廓线，垂直空间分辨率也可以小到20m间隔。风廓 线雷达工作时，无须有人照看，可以在各种气象条件下全天候工作。由于风廓线雷达的探测 具有许多优点，所以它引起了世界各豳科学家和气象工作者的极大兴趣和关注。 1、 唐山市风廓线雷达的简介 目前，国内仅有的4家风廓线雷达厂家，唐山市风廓线雷达为南京恩瑞特实业有限公司 (南京14所)生产的GLC一24A型对流层风廓线雷达。该雷达已在中豳气象局大气探测中心综合 实验基地服役三年，于2006年12月搬至唐山西外环大气探测基地。2007年初经调试成功，唐 山市成为河北省第一个拥有风廓线雷达的地市。通过半年的运行、观察与总结，在河北省唐 山市率先将其资料应用到短时预报当中。 GLC一24A型对流层风廓线雷达是～部垂直指向、晴空探测脉冲多普勒雷达，可实时探测 大气中的三维风场。该雷达主婴功能是不问断地提供被探测高度范围内的大气水平风场、垂 直气流、大气折射率结构常数等气象要素随高度的分布。 该雷达的主要目标是晴空大气湍流，利用布拉格散射原理探测随风飘动的湍团中大气折 射率指数结构参数Cn2的变化，进而导出大气中风向风速的真实情况。大气折射率取决于空 气中温度、湿度和气压等因数的变化，而折射率的分布则决定于各种尺度的大气运动。由于 折射率的不均匀性，当雷达发射出的电磁波照射到这样运动介质时，就会产生散射。雷达接 收机接收到已有多普勒频移的后向散射信号，只不过这种信号极其微弱，单脉冲信噪比在 一40dB～一50dB以下。通过天顶、偏东15。、偏西15。、偏南15。、偏北15。五个波束位 置在不同高度层的散射信号的积累和数据处理，可得到不同时刻的各高度层上的风廓线数 据。 2、 风廓线资料在短时临近预报中的应用： 2007年7月30日夜间开始，唐LIfJ