晴空回波

晴空回波

晴空大氣中折射率漲落對電磁波的散射在雷達螢光屏上顯示的回波。

中文名稱晴空回波
英文名稱clear air echo
定  義晴空大氣中折射率漲落對電磁波的散射在雷達螢光屏上顯示的回波。
套用學科大氣科學(一級學科),大氣物理學(二級學科)

基本介紹

  • 中文名:晴空回波
  • 外文名:clearair echo
  • 相關術語:雷達回波
  • 學科分支:大氣物理學
描述,特徵,氣象條件,

描述

雲體稀薄或沒有雲的晴空大氣,或在不可能被探測到的很小粒子所組成的雲區內探測到的回波。通常是雨後天晴時由於地表水汽蒸發使空氣濕度增加,懸浮於近地面層的大量水滴對電磁波產生反射形成的。
雷達探測到晴天回波時,平面位置顯示器(PPI)和距離高度顯示器(RHI)上所顯示的回波形狀大致可分為兩大類:
1)飛機、船舶、飛行的鳥群或昆蟲等點目標對電磁波的散射引起的,螢幕顯示上呈圓點狀或一字型,移動速度比較快,很容易識別。
2)層狀回波,在距離高度顯示器上大多是水平延伸及不接地的薄而弱的回波層,這種回波主要由氣象條件造成。

特徵

1) 晴空回波的強度一般在10
20dBz,有雷達附近向遠距離延伸,回波強度大致隨距離增加而減小,速度上也可以看到速度一般不為0。
2) 晴天回波具有明顯的日變化特徵。白天回波弱分布少,晚上回波強分布廣。在晝夜交替期間回波有一個明顯的發展過程:傍晚時分,回波面積迅速擴大,強度明顯增大,甚至達到20
35dBz;凌晨時,回波面積迅速減小,強度也基本處於5dBz以下。
3) 回波區域相對固定,大致在雷達附近到200千米的一個圓面。

氣象條件

造成晴天回波的氣象條件可歸結為兩種:(一)大氣中存在折射指數不均勻的區域,即湍流大氣造成了對雷達波的散射;(二)分成大氣中存在折射指數垂直梯度大的區域,即大氣對雷達波造成了鏡式反射。
(1)湍流大氣對雷達波的散射
湍流大氣對雷達波散射的物理實質是:不同尺度的湍塊相當於不同間距的空間衍射光柵,而不同間距的光柵對於不同的、特定的散射角度上的散射能量有明顯的貢獻,也即恰巧可以在該方向上形成衍射的“光點”。
(2)分層大氣對雷達波的鏡式反射
當大氣中折射率水平分布比較均勻,而垂直方向存在很大梯度結構時,會引起雷達波的反射,這種反射稱為費涅爾反射,也稱作比分反射或鏡式反射。要產生反射,需要反射層的橫向延伸必須大於第一費涅爾區,原因是:若反射層橫向延伸太小,雷達波的波動性將明顯地表現出來,不能作為直線傳播處理。

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