气象雷达应用中常见的名词解释

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一、偏振


偏振是指横波的振动矢量(垂直于波的传播方向)偏于某些方向的现象。纵波不发生偏振。振动方向对于传播方向的不对称性叫作偏振(polarization),它是横波区别于其余纵波的一个最明显的标志。光波电矢量振动的空间分布对于光的传播方向失去对称性的现象叫作光的偏振。只有横波才能产生偏振现象,故光的偏振是光的波动性的又一例证。web

二、散射


当雷达电磁波束在大气中传播遇到空气分子、大气气溶胶、云滴和雨滴等悬浮粒子时,入射电磁波一部分会从这些粒子上向四面八方传播开来,这种现象称为散射;一部分被粒子吸取,其中向后散射波要返回雷达天线接收,可用振幅和相位来提取目标物的发射率因子、平均速度和速度谱宽三个基本量,从而推断出相应的天气系统内部结构和特征。算法

三、衰减


电磁波能量沿传播路径减弱的现象称为衰减。形成衰减的缘由是一部分能量被散射,一部分被吸取。因为衰减做用,使雷达回波功能减少,会形成雷达回波失真。电磁波的衰减与电磁波的波长负相关,波长越长衰减越小。微信

四、折射


电磁波在真空中是沿着直线传播的,而在大气中因为折射指数分布不均匀性,就会产生折射,使电磁波的传播路径发生弯曲。大气折射主要有5种:(1)标准大气折射;(2)临界折射;(3)超折射;(4)无折射;(5)负折射。大气折射与等效地球半径、雷达波束中心高度、距离和仰角等因素有关。编辑器


五、多普勒效应


多普勒效应Doppler effect是为记念奥地利物理学家及数学家克里斯琴·约翰·多普勒(Christian Johann Doppler)而命名的,他于1842年首先提出了这一理论。主要内容为物体辐射的波长由于波源和观测者的相对运动而产生变化。在运动的波源前面,波被压缩,波长变得较短,频率变得较高(蓝移blue shift);在运动的波源后面时,会产生相反的效应。波长变得较长,频率变得较低(红移red shift);波源的速度越高,所产生的效应越大。根据波红(蓝)移的程度,能够计算出波源循着观测方向运动的速度。函数

六、龙卷

龙卷是对流云中产生破坏力极大的小尺度灾害性天气,最强龙卷的风速介于110~200m/s之间。当有龙卷出现时,总有一条直径从几十米到几百米的漏斗状云柱从对流云云底盘旋而下,有的能伸达地面,在地面引发灾害性的风成为陆龙卷;有的伸达水面成为水龙卷。在多普勒雷达回波识别中,龙卷主要由二类回波单体产生:一是超级单体回波;二是多单体回波;工具


七、飑线


飑线(英语:Squall line),有时亦称线飑。是指带状的雷暴群所构成的风向、风速突变的一种中至小尺度的强对流天气,一般伴随或先于冷锋出现。其破坏性很强大。飑线的产生可能是因为冷空气行进至暖湿地区时形成了上冷下暖的格局,使对流层上下热力结构不一样,产生高强度的强对流天气。飑线上的雷暴一般是由若干个雷暴单体组成的,所以能够产生剧烈的天气变化。在20世纪早期,飑线一般被用做冷锋的代名词。飑线过境时的典型现象为风向突变、风速快速增长、气压骤然上升以及气温急剧变化,全盛阶段平均风力在10级以上,阵风超过12级。同时也可能伴有雷暴、暴雨、冰雹、强力的直线风、龙卷风和海龙卷风。飑线一般具备典型的弓状特征,并伴随强力的直线风。龙卷风则可能在中尺度低压区存在时沿着波形线状回波存在。在夏季时弓形回波可能会发展为超强对流风暴,并以极高的速度经过大范围区域。雨盾状遮蔽部的后方边缘一般伴随着发展成熟的飑线,并存在尾流低压,有时甚至伴随热暴流。飑线的水平范围很小,长度一般只有150~300千米,宽度仅半千米到几十千米,高度也只有3千米左右。其维持时间通常为4~10个小时。flex

八、多单体风暴

多单体风暴:(multi-cell storm)由几个处于不一样发展阶段的雷暴云单体组成的、强大的雷暴体。它有一个统一的垂直环流,单体排列成行,前侧有单体不断发生,后侧有单体不断消亡。每一个单体的生命周期为45分钟左右,通常经历初生、发展、成熟、消亡四个阶段。它多形成范围较小和持续时间较短的强对流天气。降雹一般发生在成熟阶段的单体下方,且多为阵性降雹。url

九、冰雹

对流风暴中强烈的上升气流是产生大冰雹的必要条件。冰雹经常发生在超级单体回波中,造成并降落在中气旋周围的钩状回波附近的强回波区中。一些发展强烈的多单体回波也有可能产生冰雹。spa


十、大风


灾害性大风指的是对流风暴产生的龙卷之外的地面直线型风害,对流风暴中的下沉气流达到地面时产生辐散,形成地面大风。这种对流风暴中的强下沉气流叫作下击暴流。下击暴流在地面形成的风速有时很大,相似龙卷那样的灾害,有时风速不大,但对机场飞机的起落影响很大。.net

十一、暴洪


暴洪指强降水在短期内形成的局地洪水,它取决于两方面的条件:一是短时强降水;二是相应流域的水文条件。暴洪的产生还与低空急流随时间的变化,降水率的大小、降水系统移动走向,以及降水持续时间长短因素有关。

十二、湍流


湍流是流体的一种流动状态。当流速很小时,流体分层流动,互不混合,称为层流,也称为稳流或片流;逐渐增长流速,流体的流线开始出现波浪状的摆动,摆动的频率及振幅随流速的增长而增长,此种流况称为过渡流;当流速增长到很大时,流线再也不清楚可辨,流场中有许多小漩涡,层流被破坏,相邻流层间不但有滑动,还有混合。这时的流体做不规则运动,有垂直于流管轴线方向的分速度产生,这种运动称为湍流,又称为乱流、扰流或紊流。湍流基本特征是流体微团运动的随机性。湍流微团不只有横向脉动,并且有相对于流体总运动的反向运动,于是流体微团的轨迹极其紊乱,随时间变化很快(见图)。湍流中最重要的现象是由这种随机运动引发的动量、热量和质量的传递,其传递速率比层流高好几个数量级。湍流利弊兼有。一方面它强化传递和反应过程;另外一方面极大地增长摩擦阻力和能量损耗。


1三、模糊逻辑


模糊逻辑,也称弗晰逻辑。创建在多值逻辑基础上,运用弗晰(模糊)集合的方法来研究模糊性思惟、语言形式及其规律的科学。模糊逻辑是二元逻辑的重言式:在多值逻辑中,给定一个 MV-代数A,一个 A-求值就是从命题演算中公式的集合到 MV-代数的函数。模糊逻辑指模仿人脑的不肯定性概念判断、推理思惟方式,对于模型未知或不能肯定的描述系统,以及强非线性、大滞后的控制对象,应用模糊集合和模糊规则进行推理,表达过渡性界限或定性知识经验,模拟人脑方式,实行模糊综合判断,推理解决常规方法难于对付的规则型模糊信息问题。

1四、对流层


地球对流层位于大气的最低层,集中了约75%的大气的质量和90%以上的水汽质量。其下界与地面相接,上界高度随地理纬度和季节而变化,它的高度因纬度而不一样,在低纬度地区平均高度为17~18千米,在中纬度地区平均为10~12千米,极地平均为8~9千米,而且夏季高于冬季。

1五、距离库

对于数字化雷达,使用开关电路收集数据。对应于雷达波束径向的各个距离增量和具体的取样间隔,该开关电路相应的开和关。当来自于一个特定距离的目标回波被接收时,开关打开。在每一个取样间隔期间,样本的后向散射信息按照样本的具体储存在一个暂存中,对应于每一个位置的存储单元称为距离库。每一个距离增量对应于不一样的距离库,对于WSR-88D和CINRAD-SA等新一代天气雷达,距离库对应收集数据的最高距离分辨率即h/2。

1六、距离门

当涉及新一代天气雷达的基本产品时,图像显示中的像素称为距离门。取决于显示产品的具体分辨率,距离门可由一个或数个距离库造成。须要注意的是,当涉及对产品显示数据的解释时,距离库和距离门经常相互替代使用。


1七、谱宽数据


谱宽数据实际上指的是速度谱宽数据,它是对在一个距离库中速度离散度的度量。谱宽在数学上与一个距离库内的各个散射体的速度(包括速率和方向)的方差成正比。谱宽能够用做速度估计质量控制的工具。当谱宽增长,速度估计的可靠性就小。一些典型的气象特征和条件也可致使相对高的谱宽,他们包括:(1)气团的界面附近,如封面边界和雷暴的出流边界等;(2)雷暴(3)切变区域(4)湍流(5)风切变(6)降落速度不一样的尺度不一样的雨和雪。一些非气象条件也可以使谱宽增长,包括(1)天线转速(2)距离(3)雷达的信噪比。谱宽估计是用一种叫作统计自相关的方法对两个相继返回脉冲信号方差进行测量。这种方法假设多普勒功率谱是正态分布。因为谱宽信息是由速度数据得来的,所以距离显示信息与速度数据是相同的。然而,与其余两个基数据不一样,谱宽信息只显示8个数据级别,并且大于等于20节的谱宽值是彻底不显示的。


1八、TITAN


TITAN(Thunderstorm Identification,Tracking,Analysis,and Nowcasting)雷暴识别、追踪、分析和临近预报,一个基于雷达观测的雷暴临近预报系统。最先版本完成于1986年,1990年代中期获得改进和完善。雷暴定义:反射率因子大于等于35dbz,体积大于等于50平方千米。


1九、TREC


TREC(Tracking of Radar Echo with Correlations)利用相关跟踪雷达回波。1978年由Rinehart Garvey提出这项技术,用来反演雷达回波的气流流场。该项技术利用交叉相关方法跟踪雷达某一个仰角扫毛构成的锥面上某一个二维回波型。即初始的算法是在由某一仰角扫描构成的2维圆锥面上进行回波的跟踪。后来,将该技术应用于直角坐标系,考虑在某一等高面上的二维直角坐标系中进行回波跟踪。首先须要将雷达体扫资料内插到某一等高面上的直角坐标系中。在直角坐标系中也称CTREC。TiTAN是三维质心跟踪,CTREC是二维区域跟踪;TITAN只适合于跟踪对流降水系统,而CTREC便可以跟踪对流降水系统,也能够跟踪层状云降水系统。TITAN能够给出雷暴的变化趋势,而TREC不行。


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