龙卷风的结构

美国海洋大气管理局的科学工作者首次用雷达观测了龙卷风的大小、形状,移动速度和威力,发现这种自然灾害确实令人生畏。这些科学工作者今年五月底将多普勒雷达对准俄克拉何马州宾格尔北面的一个龙卷风。他们发现,这个龙卷风的风速高达88米/秒(十二级风也不过才33米/秒左右);在它的漏斗柱里,不仅把牛、联台收割机,载重拖车、油罐等刮倒,还以19米/秒的速度刮跑;它沿地面扫过了二十三公里路程,     

SWT声雷达探测系统回波信号的变换与检测

声雷达在大气边界层探测中被广泛应用,但由于声波与大气相互作用的复杂性以及强噪声对微弱回波信号的干扰,使得研究声雷达探测方法并改进设计成为当前国际大气声遥感领域中的重要课题。 在我国研制的SWT测风测温声雷达探测系统中,采用PLTF方法提取强噪声背景中随机弱信号的Doppler频偏信号f_d,并采用V-F-BCD变换方法和模块化设计来提高频率分辨力与测风精度。     

钠荧光多普勒激光雷达测量中间层顶区域大气温度

建立了一套钠荧光多普勒激光雷达系统用于测量中高层大气环境参量. 钠荧光多普勒激光雷达系统主要包括发射系统、接收系统、数据采集控制和数据处理系统等. 该激光雷达主要使用窄线宽的589 nm激光去激发中间层顶区域的钠原子, 钠原子受激后发射共振荧光; 接收采集钠原子共振荧光, 通过分析其多普勒展宽获得中间层顶区域(约75~105 km)的大气温度. 利用该激光雷达系统开展了观测实验, 成功获得了中间层顶区域钠原子数密度廓线和大气温度廓线; 将钠荧光多普勒激光雷达测量结果与TIMED/SABER温度测量结果进行比较, 结果显示两者非常一致, 说明了该激光雷达探测结果具有可靠性.     

雷达新猷

气象雷达可以解决有关雷暴雨自然现象的许多问题:可以识别来自碧天晴空水滴冰块的回波和已经电离成离子的闪电通路;高频循环脉冲雷达可以遥测龙卷风的最大风速;多普勒雷达能够监测一阵阵突发性的雷暴雨,甚至在远隔数十里之遥的晴空中也可以监测远     

利用中国VLBI网实现对“火星快车”的测定轨

为满足我国深空探测发展的需要,上海天文台组织中国VLBI网对欧空局在轨火星探测器"火星快车"进行了测定轨实验.利用自主研发的具有频谱高分辨率的VLBI软件相关处理机及高精度多普勒测量系统,在国内第一次获取到了距离最远至3.6亿千米的火星探测器VLBI和多普勒测轨数据,并利用自主研发的定轨软件系统对测轨数据进行了分析处理.分析结果表明,国内已经初步具备对火星探测器的测定轨能力,5s积分三程多普勒测量噪声约0.3mm/s,与欧空局水平相当.利用约一个圈次8h三程多普勒数据定轨,定轨结果与欧空局重建轨道位置差约几百米.分析结果还表明在当前测量精度水平下,定轨精度主要取决于多普勒数据.由于"火星快车"目前的下行信号为窄带信号,所以VLBI的时延测量精度限于纳秒量级.要提高VLBI数据对千米量级定轨精度的贡献,其测量精度需提高一个量级.     

星载测雨雷达降雨量反演算法及模拟验证

<正>全球降雨量的测量将推进大气海洋耦合的研究,帮助我们理解潜热在大尺度大气流动中的作用,提高我们对暴雨系统的动力学及形态学的理解.除了这些科学的意义外,它还可以给农业.水资源管理、水灾预报带来许多实际的效益.在不同的测量手段中,卫星遥感被认为是最有效甚至是唯一的测量全球降雨的途径.与其他的星载传感器(红外、微波辐射计、激光雷达等)相比,雷达有其独特的特征:它能得到降雨体系沿高度分布而且还不受地面强辐射的影响.从降雨量大小和雷达的反射率统计上讲有一定的函数关系,但是位于测雨雷达工作频段的电磁波(如Tropical rainfall measuring mission或TRMM计划中的雷达,14GHz)随着降雨的强弱有程度不同的衰减,再加上回波涨落的不确定性,因此必须找到算法去修正这些效应. 为了分析这些雷达资料,不同类型的算法被提出来,如;单束单频、单束双频(简称为双频法或DF和双束单频(简称为双束法或DB)等、本文通过模拟的方法探讨上面所提及的算法在各种可能的误差存在下的表现.     

多普勒声雷达回波频谱的数字特征及其提取

提高多普勒声雷达的测量精度,从信号中提取更多信息可使其潜力得以发挥。提取频谱二阶矩可获得有关湍流的信息,对于研究混合层的发展、重力波的演变等是有意义的。但横向风对后向散射声信号的谱宽有较大影响。噪声是另一个麻烦。本文给出一种改善的参数估计法和试验结果,效果较好。     

非相干脉冲激光多普勒雷达测速系统

报道了一种新型的使用碘分子滤波器作为鉴频器的非相干脉冲激光多普勒雷达测速系统,利用单纵模二极管抽运的连续YAG种子激光对脉冲激光进行种子注入,以注入后的倍频稳频Nd:YAG脉冲激光作为发射系统,对运动目标靶不同速度进行外场实测测量,测量结果与光电测速计测量的转动速度吻合良好,8种不同速率的对比测速标准偏差为0．56m.s^-1,测距精度为3．75m。     

卫星资料揭示的春季黑潮海区海洋对大气的影响及其机制研究

采用最新的高分辨率卫星观测资料研究了春季西北太平洋黑潮海区海洋与大气之间的关系, 特别是海洋锋区上海气之间的关系. 资料分析表明, 黑潮海洋锋区上海温与海表面风速之间存在明显的正相关关系, 特别是当海洋锋区强并在其上产生明显的海洋波动时, 海温与海表面风速之间的正相关关系表现得更为显著. 这种海温与海表面风速之间的正相关关系与太平洋海盆尺度的海温与海表面风速之间的负相关关系正好相反, 清楚反映了春季黑潮海区海气之间表现为海洋对大气的作用. 随后, 采用一个高分辨率的区域大气模式进一步研究了海洋影响大气的可能机制. 数值模拟表明, 黑潮海区海洋锋区上海温变化可通过影响大气边界层稳定度以及边界层垂直混合来影响海表面的风速, 即海温升高时大气边界层稳定性减弱, 垂直混合增强, 从而把高层较大风速带至海表面, 海表面风速增强; 反之, 海温降低则大气边界层稳定性增强, 垂直混合受到抑制, 海表面风速减少.     

小型系留气艇探测系统

最近十几年,各国的大气物理工作者和环境科学工作者都非常重视对边界层大气的探测,这是因为边界层大气和人类活动息息相关,例如飞机的起飞和降落,导弹、火箭和人造卫星的发射,大气污染物的输送以及天气预报准确率的提高等等都与边界层大气的参数(气温、风等)分布有关。因此边界层大气中的各种探测方法(声雷达、无线电-声探测系统和调频连续波雷达     

大气探测的几个问题

大气探测可以说是广义的气象观测。它不仅包括日常的气象观测,也不只包括气压、气温等天气动力因子的观察,而且还包括并非常规的、为预报以外的特殊要求而作的大气情况的测量,后者也是狭义的大气探测。大气探测的历史已很久,但有许多根本问题还需要研究探讨。例如要测什么,能测什么,如何测,如何用等等问题上,还有许多地方值得考虑和研究。大气作为一个研究对象,不仅是作为人类生活的直接环境,也是一种空间介质。日     

探测高层大气的激光雷达

雷达是指用主动发射的无线电波对目标进行探测或定位。最早由德军在1935年应用于侦察和跟踪飞机。目前,雷达已广泛应用于军事目标侦察、空中和地面的交通管制、气象预报、大气及电离层研究等。     

移动道路测量系统及其在科技奥运中的应用

多平台和多传感器集成技术对于快速获取空间数据是一种趋势. 本文介绍了基于多传感器集成技术的地面移动道路测量系统的工作原理和技术框架, 分析了移动道路测量进行空间信息服务的特点和优势, 提出了移动道路测量系统空间定位测量的解析模型、GPS/IMU组合导航模型、多传感器同步模型、多传感器协同检校和误差模型, 进一步给出了移动道路测量系统空间信息应用的技术流程, 提出了基于可量测实景影像的“真图”地理信息服务引擎, 并采用移动道路测量系统及“真图”引擎进行奥运场馆建设动态监测和奥运安保服务, 在此基础上对移动道路测量系统获取的可量测实景影像在科技奥运中的应用进行了讨论和分析, 对移动道路测量系统提供的可量测实景影像空间信息服务进行了总结和展望.     

激光·微波·大气探测

激光自问世以来已被广泛地应用于各个领域。在气象上,激光技术多半用于大气探测。1963年,美国气象工作者成功地研制出用于大气平流层探测的激光雷达;3年以后,我国也研制出红宝石激光雷达,并且从1970年开始,利用激光技术,卓有成效地开展了精确测量云高、遥测烟雾扩散和测量大气消光系数分布等工作.用激光探测大气,必须有产生激光的装置。激光雷达,作为雷达的光学对应物,是产生激光并探测大气的重要工具。激光的优点是高亮     

夏季极区中层顶大气浑沌性的VHF雷达观测

随着探测技术的不断完善,大量观测资料揭示了真实大气的复杂运动过程,然而与通过对大气动力学系统作数值分析研究大气浑沌性相比,我们对真实大气运动的复杂性的了解还是初步的。对于像大气运动这样的耗散系统,它的浑沌性通常用3个统计特征量来描写,即维数、Lyapunov指数和熵。最近10多年来,用这些特征量刻划大气运动结构的工作在国内外发展很快,郑祖光和刘式达讨论了近地面大气的浑沌状态;Fraedrich等发现低层大气浑沌吸引子的维数与季节有关;Yang等用MU雷达观测资料计算了平流层大气运动的维数和熵。但有关更高层大气运动浑沌特性的工作尚未见文献报道。     

动态点击

新装置能预测飓风海浪据近期《生活科学》报道,科学家利用7年时间所得的数据建立起了新的电脑模型。通过这些数据与模型,科学家就可以预测由飓风引发的海洋怪波何时出现在何地。从1998～2005年,美国宇航局在美国国家海洋与大气部的飞机上安装了一种叫作扫描雷达测高计的装置,让它飞进飓风和热带风暴中。扫描雷达测高计通过雷达脉冲测量海面上波浪的高度,然后记录它多长时间会出现回波。此技术类似地理学家测量山区的地形图,只是海面总是不断地变化,而山峰是静止不动的。来自未来扫描雷达测高计飞行的数据将帮助研究人员开发和完善海洋波浪电…     

声雷达探测中的一个问题

声雷达是探测大气边界层的一个重要手段。利用它可以取得风、温度、湍流统计特性廓线等许多重要的大气边界层参数。目前,在分析声雷达探测资料中,普遍采用下列声雷达方程     

强雷雨云低层流出气流的结构分析

本文利用325米气象塔、结合测雨雷达以及常规气象资料,分析了北京夏季副冷锋锋生过程中雷雨云低层密度流的特性,随着雷雨云的过镜,密度流出现多次浪涌。浪涌期间动量和热量输送比非浪涌时大2—3个量级。气象要素场发生急剧的变化,飑锋强风速垂直切变到达之前半小时,气象塔高度内出现了垂直范围约百米和水平范围约几公里左右的南北风垂直切变     

科技传真

测空气污染新法 科学家找到了一种测量大气中铅污染的新方法。法国和比利时的研究人员称,对过去40年间生产的葡萄酒进行检测,就可以十分清楚地了解铅污染的发展趋势。 与许多天然制成品不同,葡萄酒是一种十分理想的“空气污染记录仪”。科学家选择了两个靠近高速公路的葡萄种植园。他们推测,用这些葡萄酿造的酒,其含铅量一定很高。 研究表明,随年代不同,葡     

用13.7m射电望远镜对中层大气水汽进行遥感测量

对中层大气的地面微波遥感测量,已成为对大气层的这一区域进行探测的一种重要技术.这种技术能以很好的谱线分辨率对中层大气中某种单一分子的随压力而展宽的分子转动谱进行测量,进而推演大气层中这种分子浓度随高度的分布.1989年我们与名古屋大学合作,用此项技术测量了中层大气臭氧的垂直分布.1993年12月上旬,我们用紫金山天文台的13.7m射电望远镜,对中层大气中22235MHz的H_2O分子的6_(1.6)～5_(2.3)谱进行了测量,测得了该种分子的发射谱,并由此反演得到该季节德令哈地区上空60～75km高度的水汽分布.在国内成功地进行这样的测量尚属首次.