微波辐射计、移动X波段雷达等设备助力“冷涡暴雨外场试验”

冷涡暴雨是在高空旋转的冷性涡旋系统，它的中心温度比周边低，因此称为“冷涡”。与之对应的，像台风，它的中心温度比周边高，就是暖性涡旋。而冷涡暴雨，就是在冷涡控制下形成的暴雨。

近日，东北冷涡研究重点开放实验室利用微波辐射观测、移动风廓线、移动X波段雷达、飞机加密观测、铁塔梯度风等观测设备开展冷涡暴雨外场试验，观测东北冷涡暴雨中小尺度系统三维动力、热力结构演变，为研究东北冷涡暴雨发生发展机理提供观测依据。

微波辐射通常是指频率在300~300000MHz波长在1m以下的电磁波，任何物体在向外辐射红外线的同时，也辐射微波。微波辐射仪，也被成为微波辐射计，是一种用来接收在天线视场范围内的各种物体自身所辐射、散射或反射的微波噪声能量，并把它等效变换成黑体温度表示出来的一种无源微波遥感电子仪器。它具有能穿透云层、可日夜工作及受雾、雨、雪等气象影响较小的优点。此外，它还具有能观察物体表层下特性能力，可得到红外和可见光不能获得的额外信息。

微波辐射仪是用微波进行遥感，从而对地物进行探测的微波接收机，在探测大气、海洋、植被和土壤等方面有广泛应用，而数据处理与控制单元作为微波辐射计的重要组成部分，承担了所有的驱动及控制功能，对时序及精度要求十分严格。由于系统对可靠性要求较高，故采用单片机作为220GHz微波辐射计数控单元的核心，通过精确的时序控制，实现了数据采集、天线控制、状态提取、串口通信等功能。

微波辐射仪测量海表面温度的原理： 微波的波长为0.1~100 cm，微波又可细分为毫米波、厘米波和分米波等。微波的特点是能穿透云雾，具有全天候工作特点。微波遥感分为主动微波遥感和被动微波遥感。微波辐射仪主要用于中小尺度天气现象，如暴风雨、闪电、强降雨、雾、冰冻及边界层紊流。对于短时间内生成或消散的中小尺度天气灾害，虽然只是地区性的，但部分事件危害性较大。

风廓线即风速随高度的变化曲线，以研究大气边界层内的风速规律。大气低层风速廓线无论采用指数公式还是对数公式都还是一个统计规律，即这两个公式符合于在长期连续观测取平均值时的风廓线。

风廓线雷达是通过向高空发射不同方向的电磁波束，接收并处理这些电磁波束因大气垂直结构不均匀而返回的信息进行高空风场探测的一种遥感设备。风廓线雷达利用多普勒效应能够探测其上空风向、风速等气象要素随高度的变化情况，具有探测时空分辨率高、自动化程度高等优点。

在风廓线雷达基础上增加声发射装置构成无线电——声探测系统，可以遥感探测大气中温度的垂直廓线。风廓线雷达能够提供以风场为主的多种数据产品。其基本数据产品包括径向速度、谱宽、信噪比、水平风向、水平风速、垂直速度和反映大气湍流的折射率结构常数cn2等的廓线。

风廓线雷达能够实时提供大气的三维风场信息，增加无线电-声探测系统(RASS)，可实现对大气风、温等要素的连续遥感探测，是一种新的高空大气探测系统。与常规大气探测设备相比，风廓线雷达在探测精度、垂直分辨率和探测时间间隔等方面是其它观测系统所无法比拟的。间距适中、布局合理的风廓线雷达网在气象业务和气象研究、航天航空气象、环境监测、军事气象保障以及紧急突发事件保障、防灾减灾等方面都可以发挥重要作用。

X波段雷达是对火控，目标跟踪雷达的统称，其波长在3厘米以下。XBR有上下左右各50度的视角，并且该雷达能够360度旋转侦查各个方向的目标。

XBR将用于弹道导 弹防御，测试，演习，训练。并协同观测比如太空碎片，航天飞机等的运动。XBR雷达发射和接收一个很窄的波束，绝大部分的能量都集中在主波束里，每一束波都包含一系列的电磁脉冲信号。XBR的波束将在环雷达360度角内。但是不会引导到与地平线水平位置。

加密观测指在常规观测以外，增设站点或增加时次的观测。在规范规定的定时观测以外临时增加时次的观测，这是时间概念上的加密观测。这种加密观测一般由省或省级以上气象部门根据天气分析和业务预报的需要，组织某些地面站、天气雷达站、高空站进行实施。

加密观测的另一类是在时间和空间上同时进行加密观测，即在现有观测站网的基础上增设一些临时站点，并在规范规定的定时观测以外增加观测时次。目的是为了在时空尺度上获取更详细的资料，以研究天气系统的详细结构及其发生、发展、消亡的演变过程，寻求更为有效的预报方法和进行更为有效的服务。

新闻来源：中国气象局