風切變雷達的探測原理是什麼?

一般介紹風切變雷達都只談到多普勒效應,多普勒效應這個很好理解,可是沒有消除我的疑惑:風切變探測的是風,風是流動的空氣,空氣怎麼探測?無論對無線電波還是激光,空氣都是透明的,透明就不應該有回波,那麼雷達又是怎麼接收到信號的呢?


你的疑問是對的,理論上說,如果空氣乾淨到純凈,就無法探測。

但只要空氣裡面有塵埃粒子,就能探測。

平時的雷達是對大顆粒探測,雷達的波長較長,如果雷達波長很短,就可以探測顆粒很小的粒子了。

因此風切變雷達是通過超短波對空氣中塵埃粒子進行探測來確定是否有風切變的。


探測的是空氣中的微小顆粒~傳統雷達發射無線電波,激光雷達發射激光


激光雷達主要探測空氣中很小的微粒,其精度較高,但是探測距離短,微波雷達則看的更遠一些。

工作原理以微波雷達為例:雷達發射電磁波-&>風中的水滴被極化-&>在瑞利近似下水滴主要向前和向後發出新的電磁波-&>雷達通過接收水滴向後發出的新電磁波得到探測結果。其中,電磁波的功率可以由雷達方程得到雨強,而電磁波的多普勒頻移則算出徑向速度。

注意徑向速度並不是風的真實速度,而是風在雷達掃描方向的投影,再分析徑向速度隨方位和距離的變化找出是否存在風切變。


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