鐵彈性

[拼音]:weibo daqi yaogan

[英文]:microwave remote sensing of atmosphere

利用微波輻射訊號探測大氣的方法和技術。分為主動式微波大氣遙感和被動式微波大氣遙感兩類。作為主動式微波大氣遙感的氣象雷達,從20世紀40年代起就被應用於大氣科學。被動式微波大氣遙感的地面試驗,起始於60年代初,獲得了0~10公里左右的大氣溫度分佈資料。1972年,被動式微波大氣遙感在美國“雨雲”5號氣象衛星上試驗成功。1978年美國發射的第三代氣象業務衛星“泰羅斯”N號,已正式採用被動式微波大氣遙感探測大氣溫度。此外,微波大氣遙感在探測晴空和有云條件下的海溫、海面風、海面上空水汽總含量、雲中含水量和降水強度方面的試驗,也取得了成功。

原理

被動式微波大氣遙感原理基本上和紅外大氣遙感類似,它利用大氣中氧的 0.5釐米吸收帶探測大氣的溫度分佈。在溫度和壓力確定的情況下,利用大氣中水汽在0.164釐米和1.348釐米的兩條吸收線上、臭氧在0.27釐米吸收線上以及其他微量成分在各自的吸收線上發射的微波輻射,探測這些氣體的濃度分佈。這些微波輻射的波長比雲霧粒子的半徑大得多,在傳輸過程中受雲霧的干擾較小,是進行全天候遙感大氣溫度和水汽的理想波段。此外,雲滴和雨滴的微波輻射具有連續譜的特徵,在溫度確定的前提下,雲和雨的微波輻射強度直接與雲中含水量和雨強成正比。因此,利用雲雨在 0.8、1.55、3.2、5釐米等大氣微波窗區(見大氣的微波吸收)發射的微波輻射,能定量地探測雲體總含水量和雨強分佈。

儀器

進行微波遙感的基本儀器裝置是微波輻射儀(見彩圖),它是一種方向性好、靈敏度高的微波噪聲接收機。主要由天線、接收機、資料記錄或儲存單元三部分組成(見圖)。天線一般採用拋物面及其變型,要求有好的角解析度、儘可能低的旁瓣。接收機一般採用迪克調製式的超外差接收機。它首先將天線收集的微波輻射的直流訊號變成交流,然後用超外差線路進行檢測。為了提高信噪比,降低輸出的脈動,還要將一定時間間隔內的訊號進行積累和平均。在迪克調製式接收機的基礎上還發展了其他幾種改進型,例如零平衡式、雙參考源調製式以及脈衝噪聲注入式等。

參考書目

周秀驥等編著:《大氣微波輻射及遙感原理》,科學出版社,北京,1982。

D.H.Staelin,Passive Remote Sensing at Microw-ave Wavelengths,Proceedings of IEEE,Vol.57,No.4,pp.427~439,1969.