新一代天气雷达(CINRAD-CD)探测环境保护
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新一代天气雷达观测规定(第二版)综合观测司二○一八年十二月第一章总则第一条本规定是在《新一代天气雷达观测规定》(见气测函〔2005〕81号)基础上,为适应新一代天气雷达业务发展,进一步加强对新一代天气雷达业务的管理,依据《中华人民共和国气象法》和《气象设施和气象探测环境保护条例》修订而成。
第二条新一代天气雷达是指中国气象局布网的S波段、C波段多普勒天气雷达,其主要观测目的是监测和预警灾害性天气,特别是热带气旋、暴雨、冰雹、雷雨大风、龙卷、雪暴以及其它天气系统中的中小尺度结构等。
第三条新一代天气雷达观测业务是气象观测业务的重要组成部分,主要包括数据采集、处理、存储、传输、质控、整编、归档和雷达系统的维护维修、定标及气象探测环境保护等内容。
第二章岗位要求与职责第四条新一代天气雷达观测人员应具备相关专业大专及以上学历或中级及以上技术职称,了解雷达基本结构和原理,掌握雷达维护维修、定标及回波分析等技能。
第五条新一代天气雷达观测人员主要职责:(一)按照本规定开展观测工作,确保重大灾害性天气观测无遗漏和资料的可靠性、完整性、及时性及真实性。
(二)填写、保管各种电子和纸质记录、表簿及技术档案。
(三)执行雷达运行、监控和其他有关规章制度。
(四)负责雷达系统运行保障、工作模式选择、雷达系统适配参数和元数据参数管理、软件维护。
(五)负责雷达系统定标,以及雷达系统和附属设备的维护、保养与检修,保证雷达系统和附属设备稳定运行。
(六)负责雷达观测资料的整编、刻录(拷贝)、归档、存贮、可靠性检查。
第三章探测环境与保护第六条雷达站址环境及相关要求如下:(一)在雷达主要探测方向,包括重点服务地区和重要天气过程的主要来向,其遮挡物对雷达电磁波的遮挡仰角不应大于0.5︒,其他方向的遮挡仰角不应大于1︒,孤立遮挡方位角不应大于1︒,且总的遮挡方位角不应大于5︒,邻近雷达能覆盖该遮挡区域的则可适当降低要求。
(二)雷达站周边不能有影响雷达工作的电磁干扰,一旦出现干扰,相关管理部门应及时向当地无线电管理委员会提出申请,协调解决。
新一代天气雷达灾害性天气监测能力分析及未来发展新一代天气雷达灾害性天气监测能力分析及未来发展近年来,全球气候变化不断加剧,各类极端天气灾害频发,给人们的生命财产安全带来了巨大威胁。
为了及时准确地监测和预报灾害性天气,天气雷达技术不断创新发展,新一代天气雷达在灾害性天气监测能力方面有了显著的提升。
本文将对新一代天气雷达的监测能力进行分析,并展望其未来的发展方向。
一、新一代天气雷达的主要特点新一代天气雷达的主要特点包括高时空分辨率、多参数观测、多普勒效应和立体观察能力。
高时空分辨率是指新一代天气雷达能够对天气系统进行更精细的观测,实现对灾害性天气的更准确监测和预警。
多参数观测是指新一代天气雷达可以同时获取降水、风场、颗粒物浓度等多种参数信息,为灾害性天气的监测提供更全面的数据支持。
多普勒效应是指新一代天气雷达通过测量雷达回波的频率变化,可以对风场进行观测,从而提高对强风、风暴等天气现象的监测能力。
立体观察能力是指新一代天气雷达可以实现对天气系统的三维立体观测,进一步提高对强对流天气和雷暴天气的监测准确性。
二、新一代天气雷达的应用领域新一代天气雷达的应用领域广泛,可以应用于短临天气预报、气候监测、空中交通管理、灾害性天气预警等方面。
在短临天气预报方面,新一代天气雷达能够提供更准确、更及时的降水量、风速、风向等信息,帮助气象部门更好地进行天气预报和预警。
在气候监测方面,新一代天气雷达能够提供全球范围内的降水、温度等数据,帮助气候研究人员深入了解全球气候变化。
在空中交通管理方面,新一代天气雷达能够及时监测到天气变化,为航班调度和飞行安全提供重要保障。
在灾害性天气预警方面,新一代天气雷达可以通过对降水量、闪电等走势的监测,提前预警强对流天气、暴雨洪涝等灾害天气,减少人员伤亡和财产损失。
三、新一代天气雷达的发展趋势随着科技不断发展,新一代天气雷达未来的发展将更加注重数据智能化和信息化。
首先,新一代天气雷达将更加注重数据的智能化处理,并结合机器学习和人工智能等技术,实现对天气数据的自动识别和分析,提高天气监测和预测的准确性。
我国新一代天气雷达网
自从技术发展至今,人类得以改善在科技方面的作业,也提高了日常气象观测
的普及能力。
我国新一代天气雷达网是在这样一种情况下发展起来的,它旨在增强中国天气监测的精确性和准确性,从而更好地应对气候变化的变化。
新一代天气雷达网有两个主要的功能:一是对外的气象数据,可用于气象监测
预报;二是雷达功能,可进行高橡胶时空分辨率的抬头呈现,因而能更加精确地反映再现领域内气象情况。
此外,新一代天气雷达网运用了最新的数字雷达技术,使得它在有限的知识上掌握更多的信息。
新一代天气雷达网的使用对社会和环境的积极影响是显而易见的,它可以精确
地模拟降水形势,准确预测气候变化,进而准确预测气象变化的结果,最终帮助社会改善安全生产等有用的信息。
同时,新一代天气雷达网还可以进行大范围的环境监测,使有限的资源得以合理利用,从而为提升环境质量做出贡献。
开发新一代天气雷达网也推动了我国新技术发展,促进了无线通信、雷达等领
域的进步,它更有助于把握人类智能化发展的基础原理,推动智能社会的建设发展,为未来社会发展打下坚实的基础。
总之,我国新一代天气雷达网的出现,对于我国的天气监测方面及未来社会发
展都拥有着重要的意义,它将引领进入新一步高效、精准的气象观测时代,实现更精准的正确的空间预报领域,全面准确有效地把握气候变化的力量。
学术论坛 / A c a d e m i c F o r u m144CINRAD/CC-D 新一代天气雷达作为全国组网性质雷达,遍布在全国各个角落。
但是由于中国地大物博,山川地势因地区而异,雷达在不同的地理环境和大气环境下,探测的效果也有较大出入,尤其是偏振参数方面,更容易受到影响。
因此,在观测之前,需要进行人为的设置,把滤波和门限等配置到合适程度,使回波更加精细化。
1 质量控制质量控制是从回波信号自身获取的特征值,来决定接收还是拒绝当前的数据,拒绝就是在用户显示软件中不显示该数据,从而得到更好的气象回波显示。
LOG:是信号强度的估计,该门限的设置用于反射率的质量控制。
LOG 并不是真正的SNR (信噪比),它是信号加噪声除噪声,LOG 门限的典型值是0.75 dB。
LOG1是dBT 估值的质量控制因子,LOG2是其他估计值的质量控制因子孤噪控制。
SQI:是对回波信号相关性的一种测量,所以SQI 门限一般用于速度和谱宽的检测,SQI 门限的典型值为0.1~0.3。
当气象回波信号较弱或谱宽太大时,可以通过SQI 质量控制因子进行检测。
CCOR:是设置用于删除杂波非常强的回波信号。
当杂波非常强时,计算出的CCOR 因子是一个非常小的负值(dB),CCOR 门限的典型值是-30 dB。
SIG:是对气象回波SNR 比的估计。
SIG 门限的设置主要用于谱宽的质量控制,来确保气象功率足够大,谱宽测量的精度可以满足要求,SIG 门限的典型值为5dB。
CINRAD/CC-D 雷达的质量控制调整方式如图1所示。
2 杂波图的获取杂波对消处理是在零频附近有一定凹口的高通滤波器,它在对地杂波有一定抑制作用的同时,必然会带来气象回波的损失。
在APRF、DPRF 解速度模糊时,在扩展的不模糊范围内,还存在镜像凹口,而且滤波器会对双偏振参数的估计带来一定的影响。
为了规避这些问题,采用在线实时建立杂波图的方式,使系统在杂波区域开启滤波器,在没有杂波或杂波非常弱的区域不需要进行滤波处理,这样可以大大减小因滤波摘要:CINRAD/CC-D 新一代天气雷达是中国气象局用于全国组网观测的重要设备,属于C 波段双偏振雷达,在气象探测领域发挥着极其重要的作用。
新一代天气雷达观测站
探测环境保护示意图
北
H= △H +H0
L=700.20 H=1597.60
L=175.05 H=1596.93
H0=1595.40
说明:
1、新一带天气雷达位于毕节国家基本气象站北面的营盘山山顶(新水厂旁),即:105°18′36″E,27°18′36″N;与国家基本气象站直线距离为1800米, 雷达天线下口沿所在海拔高度为1595.40m,雷达天线半径为2.20米。
2、障碍物高度依据《气象探测环境保护和设施保护办法》第十一条和《新一代天气雷达(CINRAD/CD)探测环境保护计算方法》进行测算。
3、图标说明
L 障碍物到雷达天线中心直线距离
R 雷达天线半径
H 障碍物最大允许海拔高度
H0 雷达天线下口沿所在海拔高度
a 雷达探测方向的遮挡仰角,取值为0.5度
雷达探测近场区,距离雷达站直线距离小于
175.05m。
障碍物最大允许海拔高度按公式H=L×tan a+H0;
雷达探测近场区,距离雷达站直线距离大于175.05m 而小于700.20m。
障碍物的最高海拔高度小于等于雷达天线馈源海拔高度1597.60m;
雷达探测远场区,距离雷达站直线距离大于700.2m。
障碍物最大允许海拔高度按公式H= △H +H0计算,其中△H = L×tan a。
4、雷达站南部探测环境保护区域与国家基本气象站探测环境保护区域重合时,障碍物高度选取两者中最低值。
新一代天气雷达(CINRAD/CD)探测环境保护计算方法根据《气象探测环境保护和设施保护办法》第十一条和《贵州省气象条例》第九条(天气雷达站主要探测方向的遮挡仰角不得大于0.5°,孤立遮挡方位角不得大于0.5°;其他方向的遮挡仰角不得大于1°,孤立遮挡方位角不得大于1°,且总的遮挡方位角不得大于5°。
天气雷达站四周不得有对雷达接收产生干扰的干扰源)对天气雷达站探测环境保护的技术规定,结合CINRAD/CD型新一代天气雷达探测特性和指标,特制定CINRAD/CD型新一代天气雷达站探测环境保护算法。
具体算法如下:一、雷达天线辐射电磁波场区划分根据电磁辐射原理,将雷达天线周围的电磁场区划分为辐射近场区和辐射远场区。
如图1所示:辐射近场区的外边就是辐射远场区。
远场区的起始边界规定为R=(2D2 /λ)。
R是观察点到天线的距离,D是雷达天线直径,λ是雷达波长。
在近场区的0~(D2 /2λ)起始部分为波束平行区,认为电磁辐射大体上是平行的;在R≥(D2/2λ)的过渡区域内,场以半角为λ/ D弧度的锥形向外发散,R=(D2 /2λ)处的天线孔径中心与边缘行程差为λ/4;在R≥(2D2 /λ)处则是天线的辐射远场区。
二、由于电磁场在近场区域内变化情况复杂,在电磁波形成区域内(近场区内)不允许有发生遮挡的障碍物,因此近场区内探测环境保护算法如下:1、在图1中0~R=(D2/2λ)的平行波束区距离范围内,以雷达天线口下沿平行线为气象探测环境保护基准线。
障碍物允许高度计算方法如下:如图2,“O”点为雷达天线中心点,A为雷达天线在0.5°仰角(∠ACB=0.5°)扫描时平行波束区内障碍物最高点的限制海拔高度。
C为雷达天线口下沿点海拔高度,B与C 处于同一水平面。
“L”为障碍物到雷达天线的最近水平距离。
障碍物最高点A的限制海拔高度计算公式如下:A≤C+L*tg(∠ACB), ∠ACB=0.5°,L≤(D2 /2λ);①2、在非平行波束区的近场区内(图1中D2 /2λ到2D2 /λ之间的距离),以天线中心线以下λ/ D弧度边线为气象探测环境保护基准线。
新一代天气雷达观测规定中国气象局二○○五年五月第一章总则第一条为加强对新一代天气雷达观测业务的管理,根据《气象法》及《全国气象事业发展规划》(2001-2015)、《全国新一代天气雷达发展规划》(1994-2010),并考虑到新一代天气雷达功能及特点,制定本规定。
第二条新一代天气雷达是指中国气象局布网的CINRAD雷达系列的多普勒天气雷达,S波段多普勒天气雷达有CINRAD/SA、CINRAD/SB、CINRAD/SC等;C波段多普勒天气雷达有CINRAD/CB、CINRAD/CC、CINRAD/CD和CINRAD/CCJ等。
第三条新一代天气雷达观测是气象业务观测的重要组成部分,新一代天气雷达观测业务包括雷达开机、数据采集、处理、存储、传输、整编、归档,编制各种雷达观测报表,观测环境的保护,雷达参数测量和标校,雷达系统的维护和检修等内容,本规定是新一代天气雷达观测业务的基本准则,适用于新一代天气雷达气象业务观测。
第四条新一代天气雷达观测的主要目的是监测和预警灾害性天气。
探测重点是热带气旋、暴雨、冰雹、雷雨大风、龙卷、雪暴、沙尘暴以及其它天气系统中的中小尺度结构等。
第五条从事新一代天气雷达业务工作的人员应具备相关专业大专及以上学历或中级及以上技术职称。
第六条从事新一代天气雷达业务工作人员的主要职责包括:(一)严守工作岗位,严格按照本规定开展观测工作,认真分析雷达回波及其演变,做好重要天气的监测和预警,确保重大灾害性天气观测无遗漏和资料的可靠性、完整性及真实性;(二) 认真填写、妥善保管各种观测记录、统计表簿和各类技术档案;(三) 严格执行值班制度、交接班制度、雷达标校制度和其他有关规章制度,检查各种安全设施;(四)负责系统运行管理、工作模式选择、雷达系统适配参数设置、系统软件维护;(五)负责雷达系统和网络设备的维护、保养与检修,监视雷达工作状态,发现异常及时处理、报告。
第二章观测环境第七条雷达站址环境应当符合下列要求:(一)雷达站址周围无高大建筑物、高大树木、山脉等遮挡。
新一代多普勒天气雷达辐射特性的定量分析随着科技的不断进步,新一代多普勒天气雷达在辐射特性方面呈现出许多新的特点和优势。
本文将对新一代多普勒天气雷达的辐射特性进行定量分析,通过测量和数值模拟研究,探讨其辐射特性的性能以及影响因素,并对应用领域进行展望。
首先,新一代多普勒天气雷达的辐射特性具有较高的分辨率和灵敏度。
通过增加天线的数量和高度,新一代多普勒天气雷达能够实现更细致的天气观测和更精确的风场测量。
此外,新一代多普勒天气雷达还采用了新型的信号处理技术,通过复杂的算法和数据处理方法,能够提高雷达对小尺度天气现象的探测率和准确度。
其次,新一代多普勒天气雷达的辐射特性受到环境因素的影响较小。
传统的天气雷达容易受到地形、气象条件等因素的干扰,导致数据的不准确性。
然而,新一代多普勒天气雷达采用了更先进的设计和技术,能够抵抗外界的干扰,提高数据的精确性和可靠性。
此外,新一代多普勒天气雷达还具有较高的抗干扰能力和抗干扰能力。
在雷达观测中,由于存在一些非气象目标,如建筑物、地面物体等,这些目标会对雷达的观测结果产生一定的干扰。
新一代多普勒天气雷达通过引入先进的抗干扰算法和技术,能够有效地抑制干扰信号,提高气象目标的探测率。
然而,新一代多普勒天气雷达的辐射特性在一定程度上受到天气条件的限制。
恶劣的天气条件,如大风、强降雨等,会影响雷达信号的传播和接收,进而影响雷达观测的准确性。
因此,在实际应用中,需要根据实际的天气条件和环境要求选择合适的观测模式和参数。
综上所述,新一代多普勒天气雷达在辐射特性方面具有较高的分辨率、灵敏度和抗干扰能力,并且受到环境因素的影响较小。
然而,在实际应用中,仍需要对天气条件进行综合考虑,以获得更准确和可靠的观测结果。
未来,随着技术的不断进步,新一代多普勒天气雷达的辐射特性将进一步提高,为气象研究和预报提供更全面的数据支持。
中国气象局新一代天气雷达应用开发指南(1)我国新一代天气雷达站网即将建成,为了充分发挥雷达网的作用,全面开展应用开发工作,特编写:《中国气象局新一代天气雷达应用开发指南》该应用开发指南分成三个层次,第一个层次是为了进一步提高天气预报、预警的准确性,提升气象服务的能力和水平,推动新一代天气雷达的应用开发;第二个层次是为了建立具有我国特色和自主知识产权的世界一流水平的新一代天气雷达气象软件系统;第三个层次新技术追踪。
为了尽快开展开发工作,本指南将分期分批发布。
本次主要发布业务应用开发和有关软件开发项目一、新一代天气雷达业务应用开发1、新一代天气雷达拼图系统改进全国雷达拼图技术,满足电视天气预报的需求。
2、新一代天气雷达现有气象产品的使用方法研究通过该项目实施,提高各站对新一代天气雷达现有产品的应用水平。
其中包括对现有资料的分析方法以及对各种适配参数的调正方法的研究。
3、建立灾害性天气的雷达资料个例数据库该项目除收集雷达资料外,还需要收集、整理降水、风场以及受灾情况等天气实况资料,并与Micaps系统相结合,供应用开发使用。
4、新一代天气雷达暴雨自动识别、预警产品开发5、新一代天气雷达冰雹自动识别、预警产品开发6、新一代天气雷达大风自动识别、预警产品开发7、新一代天气雷达热带风暴应用开发8、新一代天气雷达与自动雨量站联合定量估算降水业务应用开发9、雷达站周边自动雨量站布局合理性研究10、新一代天气雷达流域面雨量、体积降水、总雨量产品开发11、新一代天气雷达在人工影响天气中的应用开发二、新一代天气雷达气象软件开发新一代天气雷达气象软件开发应包括以下几个方面的内容:•新一代天气雷达资料处理及质量控制软件开发•新一代天气雷达气象产品软件开发•新一代天气雷达资料四维同化技术软件开发•新一代天气雷达临近预报业务系统开发•新一代天气雷达系统测试和定标软件开发•雷达技术发展及其在气象业务中的应用研究通过以上研究和开发,为建立具有我国自主知识产权的适合我国天气特征的新一代天气雷达产品生成系统,产品传输显示系统、定标软件系统、监控软件系统和业务应用系统(其中包括雷达的临近预报系统)做好技术准备。
气象探测环境保护专项规划气象探测工作对于了解和预测天气变化、保障人民生命财产安全、促进经济社会发展具有至关重要的意义。
而气象探测环境的好坏直接影响着气象探测数据的准确性和可靠性。
为了确保气象探测工作的顺利进行,保障气象探测环境的质量,特制定本专项规划。
一、气象探测环境现状分析当前,随着城市化进程的加速和人类活动的不断增加,气象探测环境面临着诸多挑战。
一些地区的气象探测站点周边出现了高层建筑、电磁波干扰源、工业污染源等,这些因素对气象探测设备的正常运行和数据采集造成了不利影响。
例如,高层建筑可能会阻挡风的流动,导致风速、风向数据失真;电磁波干扰源可能会影响气象雷达等设备的信号传输;工业污染源排放的废气、粉尘等可能会污染气象探测设备,影响测量精度。
此外,一些地方在进行城市规划和建设时,没有充分考虑气象探测环境的保护要求,导致气象探测站点被迫迁移,增加了气象探测工作的成本和难度。
同时,公众对气象探测环境保护的意识相对薄弱,缺乏对气象探测工作重要性的认识,也给气象探测环境保护工作带来了一定的困难。
二、气象探测环境保护的目标和原则(一)目标通过加强气象探测环境保护,确保气象探测数据的准确性、代表性和比较性,为气象预报、防灾减灾、气候变化研究等提供可靠的基础数据支持。
在规划期内,实现气象探测环境的稳定和优化,减少人为因素对气象探测工作的干扰和影响。
(二)原则1、科学性原则依据气象探测工作的科学原理和技术要求,制定合理的保护措施和标准,确保保护工作的科学性和有效性。
2、前瞻性原则充分考虑经济社会发展的趋势和需求,提前规划和预留气象探测环境的保护空间,避免因未来发展而对气象探测环境造成破坏。
3、协调性原则加强与城市规划、土地利用规划、环境保护规划等相关规划的协调和衔接,确保气象探测环境保护与其他工作的协调推进。
4、依法保护原则严格遵守国家有关法律法规和政策规定,依法加强对气象探测环境的保护和管理,对破坏气象探测环境的行为进行严肃查处。
新一代天气雷达观测规定中国气象局二○○五年五月第一章总则第一条为加强对新一代天气雷达观测业务的管理,根据《气象法》及《全国气象事业发展规划》(2001-2015)、《全国新一代天气雷达发展规划》(1994-2010),并考虑到新一代天气雷达功能及特点,制定本规定。
第二条新一代天气雷达是指中国气象局布网的CINRAD雷达系列的多普勒天气雷达,S波段多普勒天气雷达有CINRAD/SA、CINRAD/SB、CINRAD/SC等;C波段多普勒天气雷达有CINRAD/CB、CINRAD/CC、CINRAD/CD和CINRAD/CCJ 等。
第三条新一代天气雷达观测是气象业务观测的重要组成部分,新一代天气雷达观测业务包括雷达开机、数据采集、处理、存储、传输、整编、归档,编制各种雷达观测报表,观测环境的保护,雷达参数测量和标校,雷达系统的维护和检修等内容,本规定是新一代天气雷达观测业务的基本准则,适用于新一代天气雷达气象业务观测。
第四条新一代天气雷达观测的主要目的是监测和预警灾害性天气。
探测重点是热带气旋、暴雨、冰雹、雷雨大风、龙卷、雪暴、沙尘暴以及其它天气系统中的中小尺度结构等。
第五条从事新一代天气雷达业务工作的人员应具备相关专业大专及以上学历或中级及以上技术职称。
从事新一代天气雷达业务工作人员的主要职责包括:(一)严守工作岗位,严格按照本规定开展观测工作,认真分析雷达回波及其演变,做好重要天气的监测和预警,确保重大灾害性天气观测无遗漏和资料的可靠性、完整性及真实性;(二) 认真填写、妥善保管各种观测记录、统计表簿和各类技术档案;(三) 严格执行值班制度、交接班制度、雷达标校制度和其他有关规章制度,检查各种安全设施;(四)负责系统运行管理、工作模式选择、雷达系统适配参数设置、系统软件维护;(五)负责雷达系统和网络设备的维护、保养与检修,监视雷达工作状态,发现异常及时处理、报告。
第二章观测环境第七条雷达站址环境应当符合下列要求:(一)雷达站址周围无高大建筑物、高大树木、山脉等遮挡。
激光雷达技术在环境监测中的应用随着科技的不断发展,激光雷达技术在各个领域被广泛应用,其中一个重要的应用领域就是环境监测。
激光雷达技术通过发射激光束并接收反射回来的信号,能够实时高精度地获取环境中的各种信息。
下面将给大家详细介绍激光雷达技术在环境监测中的应用。
首先,激光雷达技术在空气质量监测中起着重要作用。
空气质量是环境监测的重要指标,而激光雷达能够通过测量空气中的微小颗粒物浓度来判断空气质量的好坏。
传统的空气质量监测方法需要安装大量传感器,而激光雷达技术通过只安装一个设备,就能够实时高效地测量整个区域的空气质量,并且能够快速发现和定位空气污染源。
这对于加强空气质量监测和及时采取相应措施具有重要意义。
其次,激光雷达技术在水污染监测中也具有广阔的应用前景。
传统的水质监测方法需要人工采样和分析,费时费力,并且只能获得局部信息。
而激光雷达技术可以通过测量水体中溶解物质、浮游植物和悬浮颗粒物的浓度和分布情况,实现对整个水体的快速全面监测。
通过激光雷达技术,可以及时发现水体中的异常情况,例如污染源入侵或者水体生态系统的异常变化,为水资源的保护和管理提供科学依据。
此外,激光雷达技术在土壤污染监测和地下水资源管理方面也发挥着重要作用。
通过激光雷达技术,可以实时探测地下土层的密度、厚度和含水量,进而推断土壤污染物的浓度和分布情况。
这对于及时发现和处置土壤污染具有重要意义。
另外,激光雷达技术还可以被应用于地下水资源管理中,通过测量地下水位、水质和水体渗漏等指标,帮助决策者更好地管理地下水资源,维护生态平衡。
最后,激光雷达技术还可以在气候环境监测中发挥作用。
激光雷达技术可以测量大气中的水汽含量、云的分布和浓度,从而为气象预报和防灾减灾提供数据支持。
此外,激光雷达技术还可以用于火灾监测和风险评估,通过探测火灾烟雾和风向风速等信息,提供全面的火灾监测和防控支持。
综上所述,激光雷达技术在环境监测中的应用前景广阔。
通过激光雷达技术,可以实时高效地获得各种环境参数,为环境保护和资源管理提供科学依据。
《新一代天气雷达灾害性天气监测能力分析及未来发展》篇一一、引言随着科技的不断进步,气象观测设备也不断更新换代。
新一代天气雷达以其高精度、高分辨率、高灵敏度的特点,在灾害性天气的监测中发挥着越来越重要的作用。
本文将就新一代天气雷达的灾害性天气监测能力进行分析,并探讨其未来的发展趋势。
二、新一代天气雷达概述新一代天气雷达,采用了先进的探测技术,如多普勒、双极化等,实现了对大气环境的精准监测。
相较于传统雷达,新一代天气雷达的监测范围更广,定位更准确,可以更全面地反映气象要素的空间分布和变化规律。
同时,新一代天气雷达在数据采集、传输、处理等方面也具有明显的优势,大大提高了天气预报的准确性和可靠性。
三、新一代天气雷达的灾害性天气监测能力分析(一)监测种类多新一代天气雷达能够实时监测各种类型的灾害性天气现象,如暴雨、大风、雷电、冰雹等。
通过对这些天气的实时监测和预警,为防灾减灾提供了有力的支持。
(二)定位准确新一代天气雷达的高精度和高分辨率特性,使得其能够准确捕捉到灾害性天气的发生和发展过程,为预报和预警提供了重要的依据。
同时,通过对数据的分析处理,可以更准确地预测灾害性天气的发生时间和范围。
(三)数据共享与协同新一代天气雷达具备强大的数据共享和协同能力,可以与其他气象观测设备进行数据交换和共享,实现多源数据的融合分析。
这有助于提高对灾害性天气的综合监测和预警能力。
四、新一代天气雷达的未来发展(一)技术升级与智能化发展随着科技的进步,新一代天气雷达将继续进行技术升级和智能化发展。
例如,采用更高精度的探测技术、实现自动化运行等,以提高其对灾害性天气的监测和预警能力。
同时,结合人工智能等新技术手段,进一步提高新一代天气雷达的数据处理能力和预报准确率。
(二)网络化与协同化发展新一代天气雷达将进一步实现网络化和协同化发展。
通过与其他气象观测设备的联网和数据共享,实现多源数据的融合分析和协同预报。
这将有助于提高对灾害性天气的综合监测和预警能力,为防灾减灾提供更全面的支持。
浅谈CINRAD/CD型天气雷达的维护保养罗红【摘要】Annual maintenance for the radar must be done well to ensure new generation weather radar CINRAD/CD operating normally duringflood season. Based on the composition of this new radar and some maintenance rules, a set of maintenance procedures is compiled, and effective maintenance methods are summarized. Then, important points, technical skills and methods for annual maintenance are detailed introduced.%为确保新一代天气雷达CINRAD/CD汛期正常运转,必须认真做好雷达汛前的年维护保养工作。
本文根据新一代CINRAD/CD型天气雷达系统的组成,遵循一定的维护规则,编制了一套维护流程,总结出了行之有效的维护方法,并对年维护的重点、技巧及方法做了详细地介绍。
【期刊名称】《气象水文海洋仪器》【年(卷),期】2012(029)001【总页数】4页(P95-98)【关键词】年维护;流程;方法【作者】罗红【作者单位】贵州省黔南州气象局,都匀558000【正文语种】中文【中图分类】P415.20 引言雷达设备的维护保养工作是保证其性能完好的最好和最重要的途径。
许多情况下,尘垢、腐蚀、生锈和霉变等是造成故障的主要原因[1,2]。
雷达的各种零部件和元器件经过一定的时间后也会因老化而失去作用。
通过定期地对雷达各部分电气和机械设备的维护保养工作,可以预防和减少故障的发生,把故障排除在初级阶段,避免出现大的或损坏性的故障,延长各种零部件和元器件的使用寿命,保证设备的连续正常工作。
气象雷达环境影响评价的实践分析福建省辐射环境监督站 王春梅[摘要] 以实际工作中接触过的雷达评价为例,通过对气象雷达工作原理的论述,分析气象雷达的环境影响评价过程,论述雷达评价过程中电磁辐射的环境影响评价方法,并提出评价过程中应注意的事项。
[关键词] 气象雷达电磁辐射 环境评价雷达运行期电磁辐射主要来自雷达数据采集工序(简称“RDA”),RDA子系统包括天线、天线罩、发射机和接收机。
在晴空时段里,雷达是处于定时、间断的开机状态;而在观测责任区内有降雨的时段内,雷达是处于连续的开机状态。
雷达运行时,发射机在雷达信号处理定时单元送来的触发脉冲控制下,产生高功率的射频脉冲,经传输由旋转抛物面天线以平面波的形式定向向空中发射探测信号,通过传输由旋转抛物面发射使空中天线主视方向的电磁波场强增高。
同时,当发射信号在空中碰到某种障碍物,如云、冰雹、龙卷风等,立即产生反射波,并且向四周传播,也可以使周围环境电磁波场强增高,即对周围环境产生次级电磁环境影响,但该电磁波贡献可以忽略。
此外,雷达机房内设备,如发射机、馈线等,生产厂家已经对其进行了必要的屏蔽,再加上机房的屏蔽作用,电磁波向环境的泄漏量极小。
因此雷达电磁波影响的污染工序是:运行时,天线向空间发射的电磁波,对周围环境产生电磁波影响。
1 气象雷达的工作原理气象雷达主要设置雷达数据采集子系统(RDA)、雷达产品生成子系统(RPG)及主用户处理器子系统(PUP)等相关配套子系统。
气象雷达站主要采用CINRAD/CA气象雷达,该雷达是C 波段多普勒雷达。
雷达主机总体结构主要由以下三个相对独立的子系统组成:数据采集系统 RDA(Radar Date Acquisition);雷达产品生成子系统 RPG(Radar Product Generation);主用户处理子系统 PUP(Principal User Processor)。
气象雷达主机三个子系统中的RDA子系统设置在高的楼顶上,主要包括发射机柜、接收机柜、伺服机柜和配电机柜。
新一代天气雷达(CINRAD/CD)
探测环境保护计算方法
根据《气象探测环境保护和设施保护办法》第十一条和《贵州省气象条例》第九条(天气雷达站主要探测方向的遮挡仰角不得大于0.5°,孤立遮挡方位角不得大于0.5°;其他方向的遮挡仰角不得大于1°,孤立遮挡方位角不得大于1°,且总的遮挡方位角不得大于5°。
天气雷达站四周不得有对雷达接收产生干扰的干扰源)对天气雷达站探测环境保护的技术规定,结合CINRAD/CD型新一代天气雷达探测特性和指标,特制定CINRAD/CD型新一代天气雷达站探测环境保护算法。
具体算法如下:
一、雷达天线辐射电磁波场区划分
根据电磁辐射原理,将雷达天线周围的电磁场区划分为辐射近场区和辐射远场区。
如图1所示:辐射近场区的外边就是辐射远场区。
远场区的起始边界规定为R=(2D2/λ)。
R是观察点到天线的距离,D是雷达天线直径,λ是雷达波长。
在近场区的0~(D2 /2λ)起始部分为波束平行区,认为电磁辐射大体上是平行的;在R≥(D2 /2λ)的过渡区域内,场以半角为λ/ D弧度的锥形向外发散,R=(D2 /2λ)处的天线孔径中心与边缘行程差为λ/4;在R≥(2D2/λ)处则是天线的辐射远场区。
二、由于电磁场在近场区域内变化情况复杂,在电磁波形成区域内(近场区内)不允许有发生遮挡的障碍物,因此近场区内探测环境保护算法如下:
1、在图1中0~R=(D2/2λ)的平行波束区距离范围内,以雷达天线口下沿平行线为气象探测环境保护基准线。
障碍物允许高度计算方法如下:
如图2,“O”点为雷达天线中心点, A为雷达天线在0.5°仰角(∠ACB=0.5°)扫描时平行波束区内障碍物最高点的限制海拔高度。
C为雷达天线口下沿点海拔高度,B 与C处于同一水平面。
“L”为障碍物到雷达天线的最近水平距离。
障碍物最高点A的限制海拔高度计算公式如下:
A≤C+L*tg(∠ACB), ∠ACB=0.5°,L≤(D2 /2λ);①
2、在非平行波束区的近场区内(图1中D2 /2λ到2D2 /λ之间的距离),以天线中心线以下λ/ D弧度边线为气象探测环境保护基准线。
障碍物允许高度计算方法如下:如图3,“O”点为雷达天线中心点,︱O︱为O点海拔高度,A为雷达天线在0.5°仰角扫描时障碍物最高限制点的海拔高度。
A与“O”处于同一水平面,海拔高度等同。
E 为雷达站站址海拔。
障碍物最高点A的限制海拔高度计算如下:
A≤︱O︱,且(D2/2λ)≤L≤(2D2/λ)②此时雷达天线在0.5°仰角扫描时,中心线以下λ/ D弧度边线(图3中波束边缘1)与天线中心水平线实际重合。
三、在R≥(2D2 /λ)的远场区外,以天线中心线为气象探测环境保护基准线。
此时可以允许障碍物对雷达电磁波束构成0.5°(主要探测方向)或1°(非主要探测方向)仰角的遮挡,但障碍物的遮挡条件必须受到限制,其高度与横向宽度计算方法如下:
如图4所示:图中“o”点为雷达天线中心点;“L”为孤立障碍物与雷达天线中心点的最近水平距离;“A”为雷达天线在1°仰角扫描时雷达波束受障碍物遮挡的最高点海拔高度;“B”为雷达天线在0.5°仰角扫描时雷达波束受障碍物遮挡的最高点海拔高度;“o”为雷达天线中心点海拔高度,与“C”点处于同一水平面;“E”为雷达站站址海拔高度。
“波束1”与“波束2”分别表示雷达天线在1°和0.5°仰角扫描时雷达波束的中心线。
1、当雷达波束受孤立障碍物遮挡时,障碍物最高点的限制海拔高度计算如下:
1.1“雷达站主要探测方向的遮挡仰角不得大于0.5°”条件
下,孤立障碍物遮挡雷达波束在垂直方向上最高点“B”的限制海拔高度计算如下:
B≤C+[tg(∠B o C)]*L ,∠B o C=0.5°, L≥2D2 /λ③
1.2 “雷达站其它方向(非主要探测方向)的遮挡仰角不得大于1°”条件下,孤立障碍物遮挡雷达波束在垂直方向上最高点“A”的限制海拔高度计算如下:
A≤C+[tg(∠A o C)]*L,∠A o C=1°, L≥(2D2/λ)④
2、当雷达波束受孤立障碍物遮挡时,障碍物遮挡方位横
向距
离计算方法:
如图5所示: 图中“o”为雷达天线中心点,“a”和“b”分别表示雷达波束在某一仰角环扫方位上受孤立障碍物遮挡后的水平横向距离限制点。
图中ab之间的距离表示为圆周上的弦长。
︱ab︱为孤立障碍物的水平横向限制距离,即雷达天线在某一仰角向四周扫描时,从雷达天线中心处向障碍物扫描方向看去的水平横向距离。
“c”为雷达天线在0°仰
角扫描时中心波束线与孤立障碍障物的切点,与“o”点处于同一海拔高度。
“d”为雷达天线中心点到弦长ab的垂直距离交点。
∠aob为雷达天线扫描方位角,∠boc为雷达天线扫描仰角。
︱od︱为雷达天线中心到弦长︱ab︱的垂直距离。
2.1当“天气雷达站主要探测方向的遮挡仰角不得大于0.5°,孤立遮挡方位角不得大于0.5°”条件下,雷达波束受孤立障碍物遮挡的方位横向距离计算公式如下:
︱ab︱≤2*︱od︱*[tg(∠aob /2)],∠aob=0.5°⑤此时∠boc=0.5°;
2.2 “天气雷达站其他方向(非主要探测方向)的遮挡仰角不得大于1°,孤立遮挡方位角不得大于1°”条件下,雷达波束受孤立障碍物遮挡的方位横向距离计算公式如下:
︱ab︱≤2*︱od︱*[tg(∠aob /2)],∠aob=1°⑥此时∠boc=1°;
3、“总的遮挡方位角不得大于5°”条件下,雷达波束在
所有方位允许受孤立障碍物遮挡的横向距离总和计算公式如下:
∑︱ab︱≤2*︱od︱*[tg(∠aob /2)],∠aob=5°⑦∑︱ab︱表示雷达波束在主要探测方向上和非主要探测方向上允许受孤立障碍物方位遮挡横向距离的总和。
四、结论
1、当障碍物位于雷达电磁辐射近场区内时,障碍物对雷达波束不能构成遮挡(以免破坏电磁波形成)。
障碍物在0~(D2 /2λ)距离范围内,其最高点限制海拔高度用公式①计算;障碍物在(D2/2λ)~(2D2/λ)距离范围内(非平行波束区),其最高点限制海拔高度用公式②进行计算。
2、当障碍物位于雷达电磁辐射远场区时(≥2D2/λ),障碍物的高度与宽度限制条件分以下两种情况:
(1)当障碍物处于雷达主要探测方向,并对雷达波束构成遮挡时,障碍物的高度与宽度受以下四个条件限制:
①障碍物必须为孤立障碍物;
②障碍物遮挡雷达波束的仰角必须≤0.5°,即满足公式③的条件;
③障碍物遮挡雷达波束的方位角要≤0.5°,即满足公式⑤的条件;
④障碍物横向遮挡距离的总和与非主要探测方向障碍物遮挡横向距离的总和要满足公式⑦的条件。
(2)当障碍物处于雷达非主要探测方向,并对雷达波束构成遮挡时,障碍物的高度与宽度受以下四个条件限制:
①障碍物必须为孤立障碍物;
②障碍物遮挡雷达波束的仰角必须≤1°,即满足公式④的条件;
③障碍物遮挡雷达波束的方位角要≤1°,即满足公式⑥的条件;
④障碍物横向遮挡距离的总和与主要探测方向障碍物横向遮挡距离的总和要满足公式⑦的条件。
五、计算用语与符号说明
1、雷达波束是指雷达天线发射的电磁波束,具有一定的波束宽度。
2、障碍物是指建筑、作物、树木等对雷达探测方向(雷达电磁波发射途径区域)有遮挡的物体。
3、孤立障碍物是指从雷达天线中心处,向障碍物方向看去,该障碍物与邻近障碍物的横向间距大于2个雷达波束宽度的障碍物。
即两障碍物的横向距离≥2*tg(雷达波束宽度)*障碍物最近点与雷达天线的水平距离。
4、计算公式①、③、④、⑤、⑹、⑦中的“tg”为正切函数符号;“°”为度符号;“*”为乘法符号;“D”为雷达天线直径;“λ”为雷达波长;“≤”为小于等于符号。