黑龙江畜牧兽医杂志124
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雷达、卫星的应用
难忘的一课教学设计张小帅|民航浙江空管分局
要因素之一，也是大气动力、热力、水分
输送过程综合作用的外在表现。云对天气及其变化有着先兆作用。云对地气系统辐射平衡影响很大，其辐射强迫对地球天气变化有着非常重要的作用。另外，云还是影响飞机起降和飞行安全最重要的气象要素之一。因此，云的观测特别重要。云的常规观测主要包含三个要素：云量、云状、云高。目前民航对于云的观测主要依赖于人工目测，但人工目测难以进行连续观测，并且主观性强，容易造成很 大的误差，且对于多层云组的观测有很强的习惯性和经验性。日常观测工作中经常需要通过雷达回波和卫星云图来更为准确和及时连续的对云进行观测，尤其是强对流出现时能更早更直观的发现并通报，因此当下对于提高观测员对于识别雷达、卫星云图的能力尤为重要。 关键词：雷达；卫星；观测1 雷达的应用
雷达回波：由雷达发射、经大气及其悬浮物散射而返回被雷达天线所接收的电磁波。它可以在荧光屏上显示出来。大气中使电磁波散射的成分，有雨滴、云滴、冰晶、雪花、冰雹、尘埃和折射率分布很不均匀的空气等。
雷达所接收到的回波系雷达波所照射的空间有效散射体积中所有散射元(如云和降水粒子)的回波的总和，由于散射元之间的相对位移，到达雷达天线处的回波具有不同相位，这些波叠加的结果，造成了回波的随机起伏。分析起伏参数，可以得到关于粒子的运动信息和被测空间的湍流强度。在气象观测中雷达回波最主要的作用是对于强雷暴的监测。
不论是孤立的或夹杂在对流降水系统中的强雷暴单体，常有下列显著的特征：回波强核（回波最高的区域）的反射率很大；单体的水平尺度也较大，一般为10～30公里，在距离高度显示器上，回波主体呈直立粗柱状，顶部达对流层顶，有时可达平流层下部；云体上部有向前方伸展的云砧，还有自砧部下垂的前悬回波；自前方低层流入的空气构成上升气柱，在云中造成弱回波穹窿；单体中持续的强降
水主要出现在入流上升区域的后面，构成回波强度很大而形态陡直的“回波墙”；有时还可看到因过强的回波信号进入天线旁瓣而造成的尖顶状回波，出现在主体强回波核的正上方。这一类强雷暴，产生雷雨、阵性大风等。通过对雷达回波的分析，可以判断由一般对流云过渡到强雷暴的阶段，还可以看出移动方向以及移动速度。
2 卫星云图的应用
卫星对地球的观测已经成为当今世界不可或缺的信息来源。气象卫星从太空不同的位置对地球表面进行拍摄，大量的观测数据通过卫星传回地面工作站；再合成精美的云图照片。人们既可以接收可见光云图也可通过使用合适的感光仪器接收到其它波段的卫星照片如红外云图。
通过卫星云图图象的形态、结构、亮度和纹理等特征，可以识别云的种、属及降水状况。可以识别大范围的云系，如螺旋状、带状、逗点状、波状、细胞状等，并用以推断锋面、温带气旋、热带风暴，高空急流等大尺度天气系统的位置和特征。根据晴空无云的区域，推断反气旋和高空高压脊的位置。也可以识别局地强风暴，如雷暴、飑线等中小尺度天气系统，若指令卫星加密探测次数(如隔30分钟一次)，可以监测局地强风暴的活动，用以制作即时天气预报和警报。对于气象台站稀少的广阔洋面、高原、荒漠和极地地区来说，卫星云图是很珍贵的探测资料。在气象台站较密的地区，所给出的图象也较为完整系统，为其它观测方法所不能替代。从卫星云图上发现了一些新的云系；如细胞状云系、云街、热带云团等。 杭州卷烟厂3 卫星云图可分为两类：务川远教网>三峡船闸
3.1 可见光卫星云图
可见光卫星云图利用云顶反射太阳光的原理制成，故仅能于白昼进行摄影。可见光卫星云图可显示云层覆盖的面和厚度，比较厚的云层反射能力强，在可见光卫星云图上，会显示出亮白，云层较薄则显示暗灰，还可与红外线卫星云图结合起来，做出更准确的分析。可见光云图在研究云团、云系等的移动和发展方面，在监测台风和其他天气系统的发生、发展及移动方面，均获得广泛应用，并取得较好成效。但由于云图是利用可见光波段所拍，其亮度和调取决于云的性质和太阳高度角，同时夜间又拍不到，故受到一定的限制。
可见光和红外云图还同时提供了大量无云覆盖区的地面信息。可见光云图可反映地表裸地、岩石、森林、作物、草场、湖泊等不同覆盖物的反照车特性，而红外则可反映地表和海洋表面的热力学温度。因此云图也被广泛应用于社会经济活动的许多方面，如作物产量预报，森林火灾监测，海洋渔区的确定等。
3.2 红外线卫星云图
红外线卫星云图利用卫星上之红外线仪器，来测量云层之温度。其中，温度低的云层会以亮白来显示，也就是此处的
云层较高，而暗灰的部分则代表云层高度较低，因为越接近地面的云层温度越高。简单而言，即以云顶的不同温度来判断云层的高度。
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红外云图，是气象卫星上的扫描辐射计利用红外辐射通道感测并向地面站发送的云图，其亮度大致反映了云层顶的温度，因而也反映了云顶的高度。一般温度越低，高度越高的云层，图上的调过白，反之调越黑。调强化卫星云图亦是属于红外线卫星云图的一种，其为针对对流云所设计，主要目的为突显对流现象。对流越强，云顶发展越高，云顶温度越冷。
由于红外遥感可以昼夜感测并向地面站发送云图，并可分析高云和云顶温度，提供了可见光云图不能提供的大量信息，但红外云图的分辨率低于可见光云图。实际上要把两者结合起来使用，互相取长补短，从而获得了广泛的应用。
4 图像分析
在卫星云图上，不同的天气系统表现为不同特征的云型。锋面的云型呈气旋性弯曲的分布，这类云型称作锋面云带。高空急流的云型呈带状，它是由卷云组成的，极地一侧光滑清晰，并呈反气旋性弯曲的云带，称作急流云带。急流轴位于云系的极地一侧光滑的边界处。涡旋云系是另一类在卫星云图上常见的云型。其中台风的涡旋云系由一条条从台风外向台风中心旋入的螺旋云带组成。对强度较大的台风，其台风眼在卫星云图上表现为一黑小圆点。高空切断低压的云型表现为一条上百公里宽，几
千公里长，气旋式旋向中心的涡旋云型。在中高纬度洋面上高空槽的云系表现成标点符号逗点“，”的形状，这种云型称作逗点云系。当强寒潮南下到洋面时，在锋面云带的后面会出现由积云组成的环状、半环状和白球状的大片云系，这种云型分别叫做开口细胞状云系和闭口细胞状云系。在细胞状云系后面是许多短的细积云线，它们都排列成西北—东南走向或南北走向，这种云型称作云街。云街的走向和低空（地面至5公里）风的铅直切变方向一致。在卫星云图上雷暴高压的外围表现成一条弧状的云线，这种云型称作弧状云线。一条弧状云线与另一条云线或云带相交的交点处有更强烈的对流发展。气象人员可根据这些云型特征，以及它们同某些气象要素、天气系统的位置和强度的关系来识别天气系统，确定其位置，估计它们的强度，并判断它们未来的移动、演变趋势。
5 总结
通过对于雷达回波以及卫星云图的简单介绍，让大家对于其原理以及工作流程有一定的了解，在今后的工作中加强对它们的重视和运用，在民航事业日新月异高速发展的今天，我们需要通过各种途径和方法来保障我们的空中飞行安全。
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