作者: 气象-地基遥感「北时间:2025-09-16
什么是多普勒声雷达?用声波 “绘制” 大气图谱
METEK PCS.2000 系列多普勒声雷达,是一款基于声学原理的高精度大气探测设备。它不像传统雷达依赖电磁波,而是通过声波的大气散射与多普勒效应,实现对近地面大气的 “全方位探测”。简单来说,它会向空中发射特定频率的声波,这些声波在传播过程中,会被大气中的湍流涡旋、温度或湿度不均匀区域 “反射” 回来。通过分析回波的频率变化(多普勒频移)、传播时间和强度,就能反演出风速、风向、湍流强度等关键大气参数。
从 15 米的近地面到 1000 米的高空,高度间隔能够高达 40 层(>10m),即使在复杂天气下也能稳定工作。同时搭配可选配的 RASS 温度廓线仪后,它还能延伸出温度探测能力,无论是连续监测温度廓线,还是捕捉逆温层的高度与厚度,PCS.2000 系列都能轻松胜任,为气象研究、环境治理等领域提供全方位的数据支持。
工作原理:声波与多普勒效应的完美协作
19世纪奥地利物理学家多普勒发现的多普勒效应:
当波源与观察者相对运动时,波的频率会发生变化。PCS.2000 系列作为一款成熟的大气探测系统,正是利用这一原理,通过 “发射 - 接收 - 分析” 三步法实现精准探测:
发射
向大气中发射特定频率的短声脉冲,这些声波如同 “探针”,深入大气各个层级;
接收
声波遇到大气中的湍流涡旋、温度或湿度不均匀区域时会发生散射,雷达的声学天线(由 24/64 个扬声器组成,可多方向探测)会捕捉这些散射回波;
分析
通过计算回波与发射波的频率差(多普勒频移),反演出风速和风向;通过传播时间,推算探测高度;通过回波强度,分析湍流强度。一系列复杂运算后,原本无形的大气运动被转化为清晰的数据。
硬核优势:精准、稳定
测量精准
0-50m/s 风速、0-360° 风向的全范围覆盖,结合多频率、多角度操作,数据可信度拉满;
稳定可靠
低功耗设计支持无人值守,-30℃到 55℃的工作温度范围,无论严寒酷暑都能稳定运行;
灵活便携
紧凑可移动的结构让安装更轻松,以太网、电话线等多种远程传输方式,数据实时直达;
智能降噪
专业声学屏蔽与天线罩设计,有效抵御环境噪声干扰,哪怕在复杂场景也能 “听清” 大气的声音。
为多场景而生 灵活适配,无处不在
PCS.2000
此可多场景适配,根据测量需求不同设计多种型号,精准匹配各行各业的探测需求:
PCS.2000-24/64
适合大气环境研究、机场风切变预警、大气烟羽扩散监测等场景,能为机场安全、空气污染研究提供关键数据;
PCS.2000-24/LP
专为风电场风能研究设计,即使在偏远无电源的地区也能稳定运行;
PCS.2000-24/LP Trailer
车载移动系统,灵活部署,满足临时监测或多地点巡检需求。
多元应用:赋能千行百业
气象与航空
为机场提供风切变预警,避免因突发风速变化导致的飞行风险;监测近地面风场,助力中小尺度天气(如雷暴)的预报;
环境治理
监测污染物扩散轨迹,结合风速廓线计算扩散系数,为空气污染预警和治理方案制定提供依据;研究城市热岛效应,分析温度梯度与湍流的关联;
能源开发
为风电场选址评估低空风速稳定性,监测机组尾流的湍流干扰,提升风能利用效率;
科研教学
助力大气边界层研究,为高校和科研机构提供高质量的观测数据。
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