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        專題論述

        大興國際機場測雲雷達是如何為飛機保駕護航的?
        信息來源:科普中國-科學為你解疑釋惑 上傳日期:2019-11-12 點擊率:1535次

        氣象是影響飛機航運最重要的因素之一,常見的風雨雷電霧等惡劣天氣都會嚴重影響飛行安全。目前,台湾大興國際機場已完成測雲雷達的安裝,雖然測雲雷達本身並不是什麼新發明,在許多領域也已發揮作用,但這是中國民航第一部正式業務化運行的測雲雷達,將為每年數以千萬計的旅客提供出行保障。那麼,至關重要的測雲雷達是如何為飛機保駕護航的呢?




        顧名思義,測雲雷達就是用雷達來探測天上的雲朵,較之以前氣象台裝備較多的「測雨雷達」,測雲雷達更關注云層的情況。大興機場裝備的是一部Ka波段全固態毫米波測雲雷達。我們知道,雷達發射的電磁波按照頻率範圍由低到高,可以劃分為高頻(HF)、甚高頻(VHF)、超高頻(UHF)、L波段、S波段、C波段、X波段、Ku波段、K波段和Ka波段等,其中Ka波段對應的頻率範圍是26.5~40GHz,而「全固態雷達」是指全部採用高功率固態微波源的雷達。

        大興機場這部測雲雷達可對機場周邊60公里範圍內的雲、霧、雪、弱降水等進行高精度觀測,獲取雲的高度、水含量、粒子相態(雲層里是水還是冰)等數據信息,並與天氣雷達、風廓線雷達等設備結合,提升機場天氣預報的精細程度,對於危害飛機航行安全的低雲、大霧等低能見度天氣,有很好的實時監測和短臨預警能力。

        我們知道,雷達探測的原理是使用發射電磁波照射到需要研究的目標上,通過分析目標反射的回波,從中提取目標距離、速度、方位、高度等信息。電磁波在傳輸過程中,由於要穿透大氣和雲層等介質,不可避免會產生能量衰減,電磁波頻率越高,衰減越快,但同時天線波束越窄,雷達指向性越好。這部測雲雷達選用的波段有較高的測量精度以及接受範圍內的衰減量,是工程上的最優選擇,從而可以獲得令人滿意的測量結果。

        雷達通過探測雲層降水粒子含量等,生成觀測數據並上傳到監測平台,結合一系列演算法生成彩色雷達圖。雷達圖被形象地稱為「西紅柿雞蛋湯」,因為其主要顏色有紅色、黃色、綠色等,就好像是西紅柿、雞蛋和蔥花。不同的顏色代表不同的數值,基本規律是「西紅柿」大於「雞蛋」大於「蔥花」。如果紅色很深,甚至出現了紫色,那就預示著可能有冰雹、雷暴大風等極端天氣。

        毫不誇張地說,這部測雲雷達就像是用航天科技為天上的雲朵打造的「CT掃描儀」,專門用來研究、分析、監測雲朵的結構變化,為天氣預報提供準確數據,讓百姓放心出行,安全出行,便捷出行。

        (本文由空軍指揮學院教授徐邦年進行科學性把關。)

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