1、天气雷达技术研究进展及其在我国天气探测中的应用 曹海维 于永涛 北京市气象探测中心 摘 要： 在大气监测过程中, 天气雷达是重要的一种手段, 在近些年来, 天气雷达技术发展迅速。在短临预报当中, 天气雷达是重要的观测设备, 不管是在预报方面还是在监测方面, 在气象日常工作当中已经得到了广泛的使用。基于此, 文章就天气雷达技术研究进展及其在我国天气探测中的应用进行简要的分析, 希望可以提供一个有效地借鉴, 从而更好地促进我国天气探测技术的进步。关键词： 天气雷达技术; 天气探测; 应用; 1 天气雷达技术研究现状1.1 双线偏振技术相比于常规多普勒天气雷达来说, 双线偏振天气雷达不仅能够得到气象
2、目标的平均径向速度 Vr反射率因子 Zh以及速度谱宽 W 等这些重要的信息之外, 还能够对目标的其他偏振参数进行获取, 例如双程差示传播相移 DP 退偏振比 LDR 等。1.2 脉冲压缩技术对于天气雷达来说, 其作用距离是由多种参数来共同决定的, 比如发射功率、脉冲宽度以及接收机的灵敏度等, 但是天气雷达的发射信号宽度则会直接对天气雷达的距离分辨能力造成直接的影响。因此, 对于常规的脉冲雷达来说, 发射信号的宽度与脉冲宽度为一常量, 所以如果不讲雷达的硬件参数进行升级的话就会使作用距离和距离分辨能力就会是一项非常重要的矛盾。2 提升雷达技术性能的关键技术2.1 提高雷达的可靠性, 提升天气系统
3、的追踪能力在雷达当中, 故障出现概率比较高的部位为发射机、伺服部分, 对雷达的部件性能进行积极的改进与设计, 能够保证雷达的稳定运行。在实际的改造过程中, 例如可以将雷达伺服当中的直流碳刷式电机进行改进, 从而变成交流无碳刷电机, 使得碳刷损耗大所造成的故障隐患高发的问题得以有效地解决。在发射机当中, 涛提高调制器的设计可靠性, 对于关键部位的构件可以采用降额使用的方式, 保证布线的合理性, 以免有高压打火的情况出现, 从而使得高压组件的使用寿命得到大大的提升。2.2 在线实时自动标定技术的应用在天气雷达技术当中, 云雨目标的回波强度的测量误差主要是受到雷达脉冲累积的次数所决定的。在回波强度估
4、值精度的影响参数方面, 主要有接受系统增益以及发射功率等参数。在对天气雷达系统改进的过程中, 针对影响比较大的几项参数, 应当在每一次的体扫之前做好检测, 将机内检测设备进行增加, 主要包括机内的噪声源、信号源以及功率检测的探头等。3 天气雷达在天气探测中的应用维护措施3.1 发射系统维护如果天气雷达处于正常的工作状态中的话, 在发射机当中一般不会有故障问题存在, 即使有元件故障问题出现也能够及时的将其排除。为了有效地防止发射机出现故障问题, 一般情况下可以每隔 3 个月的时间进行 1 次预防性维护, 主要的维护内容为清灰处理, 即就是对发射机柜的出风口、进风口以及聚焦线圈滤尘网当中的灰尘进行
5、清理。在脉冲变压器的油箱当中, 需要每年都检查 1 次, 主要的目的是对油箱中介点的强度情况进行检测。3.2 天线系统维护对于天线系统, 应当每半年对天线座的水平检查 1 次, 如果在天线座当中发现有超出误差范围的情况, 应当及时将其进行调整。在维护工作当中, 对于天线座的清洁工作也应当加以重视, 可以每隔 3 个月的时间对其进行清洁, 在对表面进行清理的过程中, 应当使用清水, 在对内部清理的过程中, 严禁对含水成分的液体使用, 使用吸尘器对内部进行清理即可, 需要注意的是在清洁的过程中应当对各部位的端盖以及密封垫进行检查, 看是否正常。对天线座的使用情况进行定期的检查, 将方向门盖板以及其
6、他需要检测点的盖板进行摘除, 对内部插头以及连接处的脏污情况以及松动情况进行检查, 将元件内部的灰尘进行清理, 在清理完成之后应当保证每一个盖板都复原。3.3 其他设备的维护为了使得天气雷达运行的整体性能得到充分地保证, 应当按照对其他附属设备进行检查以及维护, 包括对油机、配电箱以及 UPS 等设备的维护与检查。采用定期检测的方式, 对 UPS 电池段的电压进行检查, 看是否处于正常的范围之中, 如果在长期工作状态当中, 应当利用认为控制的方式来对中断供电加以控制。还应当对配电箱各个接线柱以及开关的工作状态进行定期的检测, 并对电压是否正常加以注意。当前为了能够将气象探测的技术水平进一步改善
7、, 对于天气雷达的研究是一项非常重要的内容。所以, 对于气象工作者来说, 应当积极探索以及加强科研单位、业务单位、雷达厂家之间的合作, 我国天气雷达技术必将会迎来蓬勃的发展。参考文献1刘黎平, 胡志群, 吴翀.双线偏振雷达和相控阵天气雷达技术的发展和应用J.气象科技进展, 2016 (3) :28-33. 2吕庆利, 张骞, 杨传凤, 等.新一代天气雷达技术保障平台开发应用A.中国气象学会.第 33 届中国气象学会年会 S18 雷达探测新技术与应用C.中国气象学会, 2016 (7) . 3王伟平, 李喆, 黎志波, 等.CINRAD/SA 型天气雷达发射功率调试技术初探J.气象与减灾研究, 2016 (4) :314-318.
