天氣雷達在氣象防災減災中發揮的作用分析

張建宗，候 銳，唐 磊

（1.山西省靈石縣氣象局，山西 靈石 032300；2.山西省祁縣氣象局，山西 祁縣 030900）

近年來，各國氣象組織高度關注氣象雷達技術，這是因為該技術能夠有效實現天氣氣象信息的預測，使人們做好應對災害性天氣的預防措施，降低不良天氣對生命財產安全造成的損害程度，同時，該技術極大的提高了我國氣象防災減災的能力。

1 天氣雷達發展現狀

美國是世界上最早開始研究天氣雷達的，并與八十年代末進行批量生產，以組建天氣雷達網。美國所研發的多普勒天氣雷達在提升探測能力的基礎上能夠有效獲取風場信息。而NEXRAD業務布網的鋪設顯著提高了對暴雨、龍卷風形成前奏和機場附近的沖擊暴流等惡劣天氣的預報能力。同時，美國不斷改進數據網絡結構，并積極引入雙線偏振技術來改進NEXRAD網。加拿大則于1988年開始實現了對海岸線上氣象災害嚴重地帶的多普勒雷達部署，使得龍卷的預測效率顯著增加，并實現了對風暴位置和級別的精準預測。而歐洲國家則采用聯合布網的方式來構建雷達網，實現對歐洲大面積降水和風廓線的有效監測，并通過監測數據對天氣氣象和水文模式等進行精準評估，提高自然災害的預防能力。

2 天氣雷達在氣象防災減災中的應用

2.1 雙基地雷達技術

雙基地雷達技術是在單基地雷達技術上產生的，其顯著區別在于接發信號的地質不同。雷達分布形式以離散型為主，大致包括地發和地收、地發和空收、空發和地收等多種形式。其中應用最為廣泛的就是地發和地收的形式，這是因為這種接發信號的方式準確度更高，成本更低。雙基地雷達技術接發信號不一致的方式也為雷達形式的選用提供了更廣闊的空間，為天氣信息的獲取提供了更多的方式，提高天氣信息的準確性。雙基地雷達技術在農村地區應用最多，主要應用于對大風和雷電天氣的預測，這樣能夠有效保障農業種植根據天氣信息做好災害預防工作，降低災害性天氣對農作物的影響。雙基地雷達技術在應用過程中，只需要少數人進行操作維護，成本和維護費用相對較低。但是該技術不能準確的探測出較弱的氣象回波，這是雙基地雷達技術最大的弊端。

2.2 雙線偏振雷達技術

雙線偏振雷達技術主要用于判斷降水類型和識別降水目標。該技術的分類和識別功能主要是基于不同降水粒子具有不同的人射電磁波極化散射特性的理論。雙線偏振雷達技術能夠精確觀測到水平線偏振波、垂直線偏振波、水平反射率因子、相關系數、比差分傳播相移、差分反射率等參數，這樣就能獲取到降水粒子體態、空間取向、降水分布等信息，進而實現對冰雹大小、閃電動態的識別，精準預測到天氣發展動向。

2.3 相控陣天氣雷達技術

相控陣天氣雷達技術的典型優勢在于具有較高的氣象目標探測能力和較高時間分辨率下獲取天氣信息。一般情況下，雷達需要在六分鐘內才可以完成14層掃描，而相控陣雷達技術通過高速轉換波束，在1分鐘的時間內就可以實現全空域的掃描，顯著提高了掃描效率。同時，由于該技術能夠實現對陣列天線中的輻射單元的獨立控制，能夠在很大程度上降低不同單元之間的相互干擾，使得輻射單元所接受到的信號得到相位相加處理，并進入到總部接收機中被放大和過濾，經相應處理后所實現的觀測效果會更為精準。此外，相控陣天氣雷達技術由于具有較強的抗干擾能力，因此能夠捕捉到較為微弱的天氣信息。但是，該技術的應用成本較高，不能形成系統化的組網和業務化，因此，該技術的應用范圍極為有限，而不能得到廣泛的推廣和應用。

2.4 風廓線雷達技術

風廓線雷達技術主要用于大氣氣象信息的預測。通常情況下，大氣的變化速度較快，且大氣環境中存在大量的湍流，這些因素都會影響雷達信號的正常接收和發送，造成信息信號存在不同程度的偏差。而風廓線雷達技術利用無線電波信號不受湍流散射影響的特性有效改善了信號的回收效率，使得氣象預測的信息準確可控。同時，該技術還能夠根據接收信號實現對湍流強度、運動方向和運動速度等參數的獲取，進而充分了解到高空氣流的速度和擴散特點。因此，風廓線雷達技術可以有效用于大風天氣預測，使人們能夠及時有效的應對臺風預警，做好疏散和轉移工作。

2.5 機載雷達技術

機載雷達技術是多普勒雷達系統的一種，是在多普勒雷達系統的基礎上再加載不同波長和探測能力的機載系統，這樣能夠實現對風和微物理學信息的獲取。其主要原理就是在同一架飛機的前后位置安裝相應的天線，這兩個天線對同一個例子的運動情況進行測量，進而獲取到粒子的運動速度等參數。機載雷達技術是一種高水平雷達技術，具有良好的測量效果。最關鍵的是，該技術能夠應用在極端惡劣的天氣環境下，并能夠預測到雷達網不能覆蓋的區域。但是機載雷達技術的應用成本較高，不適用于日常使用，否則應用成本過高。該技術一般是在關鍵危機時刻使用。同時，機載雷達技術能夠實現近距離觀測，這也是該技術的獨特優勢，顯著增加了技術的適用性。但是需要注意的是要保證飛機的飛行距離控制在合理安全的范圍內。

3 結語

綜上所述，天氣雷達在氣象防災減災中發揮著重要的作用。在當前社會經濟高速發展的背景下，天氣雷達技術也不斷創新改革，朝著新型化、科學化和精細化的方向發展，將技術的實用價值發揮到最大程度，為社會民眾提供強有力的技術支持。