1、天气雷达极化技术：原理、发展与应用

天气雷达极化技术：原理、发展与应用

1. 雷达与天气研究的融合起源

雷达作为一种高效的遥感系统，在天气研究中发挥着至关重要的作用。它能够获取目标介质的四维信息，并且具有精细的分辨率，在天气观测、灾害检测、降水分类与量化以及天气预报等方面都有着不可或缺的地位。而极化雷达更是提供了多参数测量，其质量和信息量都达到了前所未有的水平。

雷达的发展历史可以追溯到很久以前，它的英文“radar”是“radio detecting and ranging of objects”的缩写，是一种通过发射和接收电磁波来检测和定位目标的系统。虽然其历史可以追溯到更早使用无线电波获取目标信息的时期，但在第二次世界大战期间，雷达因其在检测飞机方面的重要作用而受到了极大的关注。当时，由于微波功率产生的限制，在 20 世纪 30 年代之前，使用的最高无线电频率低于 400 MHz。而腔磁控管的发明使得微波频率（10 厘米和 3 厘米波长）雷达成为可能，大大提高了检测的准确性和可靠性。

微波雷达投入使用后，天气与雷达的结合变得顺理成章。人们很快发现，雷达显示屏上会出现雨回波，这些回波有时会干扰对飞机的检测。早期的一个挑战就是从雷达显示屏上去除天气、地面和海洋杂波，但后来，除了飞机检测之外，天气测量也逐渐受到关注。

当时，大多数雷达系统由麻省理工学院（MIT）的辐射实验室开发。1946 年，由于急需了解雷达在天气条件下的运行情况，MIT 气象系启动了天气雷达研究项目。该项目使用了两台雷达（10 厘米的 SCT - 615 和 3 厘米的 AN/TSP - 10）进行云观测，并将测量结果与仪器飞机对水凝物粒子的直接原位测量进行了比较。一年后，第一届雷达气象学会议在 MIT 举行。

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