观云测雨：无线电波的奥秘

明天下不下雨，刮什么风，看看天气预报就知道了。但我们可曾知道，天气预报又是依赖何种“法宝”破译天气密码的呢？除了需要地面观测网收集的气象信息外，还需要空中观测网的配合。空中观测网主要有探空气球、气象雷达、气象飞机、气象火箭等“法宝”。其中将雷达用作观云测雨的“千里眼”还是来自战争中对雷达的应用。

在第二次世界大战中，军队在利用雷达搜索空中飞机的时候，发现雨、云、雪等降水粒子能被雷达接收并显示出来。这在战争时期被看成是一种“干扰”，必须设法排除。然而，这种干扰却给了气象工作者很好的启示：视线以外无法看到的云雨，可以用雷达来测定。于是，便开始利用雷达回波来研究气象现象。

1941年2月20日，英国人在英国海岸用一部10厘米波长的军用雷达第一次对出现在11.3千米外的一块海上降水云团进行了跟踪观测，并做出了比较准确的阵雨天气预报。雷达作为人类认识自然的一种先进手段，从此被人们所认识。

就在英国人使用军用雷达观测阵雨之后不久，美国利用波长为10厘米的SCR-584火炮控制雷达来跟踪气球上的射靶，探测空间各层水平风向和风速，这是人类首次利用雷达作为气象探测设备，也可以说是最早的气象雷达。

把云雨粒子对无线电波的散射和吸收结合起来考虑’各种波段气象雷达有不同的适用范围。常用K波段雷达探测各种不产生降水的云’用X、C和S波段雷达探测降水’其中S波段最适用于探测暴雨和冰雹’用超高频和甚高频雷达可以探测对流层-平流层-中层的晴空流场。

雷达探测目标距离，定位精确，能全天候工作，因此，雷达从一开始应用在探测天气和进行气象科学研究时就显示出了它强大的生命力。1942～1943年美国麻省理工学院专门设计了以气象观测为目的的雷达。1945年美国应用雷达进行了气象观测，1959年由巴顿撰写的《雷达气象学》正式出版。半个多世纪以来，气象雷达及其气象学得到了迅速发展。1962年，人类第一次用从地球发射的光束照亮了月球表面。这个光束就是激光。自从人类发明了激光后，很快它被用到了气象上来，成了收集天气信息的又一得力帮手。(www.xing528.com)

用激光雷达测云高可以说是雷达测距技术在气象上的典型应用。激光雷达对准云底发射一脉冲光束，该光束到达云底时，云滴对激光产生后向散射光，激光雷达接收来自云底的散射光的回波，测量光脉冲来回的时间，就能得出云底的高度。如果激光光束遇到第二层或第三层云时，仍会发生后向散射现象，通过测量其回波信号，可以推算出云的厚度和层次。当然，如果对同一块云层进行连续观测，通过比较观测结果，可以确定该云层是处在发展过程还是处在消散过程中，从而可以做出未来天气状况的预报。

不管是微波雷达还是激光雷达，认真仔细地分析研究雷达回波，对目标物做出正确判断，是使用雷达回波收集天气信息，准确进行天气预报的关键。我们与天气打交道，大气中的水汽凝结物如云滴、雨滴、雾滴冰晶、雪花、冰雹、不同的空气污染物等天气因素在雷达上的气象回波都是有所不同的。这些复杂的气象回波，给气象雷达工作者提出了艰巨的研究课题。很好地弄清楚气象雷达回波，无疑是在获取一把提高短时天气预报准确度的金钥匙。

分析气象雷达回波图像是获取提高短时天气预报准确度的一把金钥匙。图中已经形成的台风风眼清晰可见。

无线电技术在气象领域的应用，使我国成为世界上气象预报最准确的国家之一。现在，我国已经初步建成以气象卫星为天基、无线电探空仪为空基和天气雷达站等为地基的三维一体式综合气象监测业务体系。气象部门在此基础上可以监测全球天气变化、气候变化和环境变化、水资源变化以及灾害的发生发展等情况。随着综合气象监测业务现代化建设的深入开展，各种先进的、成熟的无线电技术装备，例如双线偏振天气雷达、双基地或多基地天气雷达、地波雷达、降落伞探空仪、火箭探空仪、星载合成孔径雷达、星载测雨雷达、星载云廓线雷达等将适时应用到气象无线电监测业务体系中来。

六分仪，一种用来测量远方两个目标之间夹角的光学仪器。利用六分仪可以测量某一时刻太阳或其他天体与海平线或地平线的夹角’以便迅速得知海船或飞机所在位置的经纬度。