微波辐射计在现代大气探测中的应用摘要：微波辐射计是主要微波遥感仪器之一，在微波遥感系统中占有重要地位。本文简单介绍了微波辐射计的概念、特点、种类及其应用。通过了解微波辐射计有助于发挥其特长，使之更好地在各个方面发挥作用。关键词：微波辐射计；特点；种类；应用：P412文献标识码：ADOI编号：10.14025/jki.jlny.2015.07.0591微波辐射与微波辐射计微波辐射通常指0.1～30厘米波长范围的辐射。微波辐射本质也是一种“长波热辐射”。自然界里许多物体都能吸收和发射微波辐射。被动微波遥感不易被发现，具有良好的保密性，与雷达等主动微波遥感不同，属于被动接收。被测目标自身所辐射的微波频段的电磁能量是极其微弱的信号，信号功率远远小于辐射计的噪声功率，信噪比<<1。微波辐射计由天线、数据记录装置、宽带接收机、数据存储装置组成。它是一种高灵敏度的接收机，它的体积、功耗都很小，可以利用信号处理，获取更多的信息。微波的穿透能力比较强，可以穿透云雾、雨雪，具有全天候的能力。微波可以提供不同于红外遥感和可见光能提供的信息，因此优于可见光和红外。微波辐射计常用的有全功率微波辐射计、Dicke型微波辐射计、数字增益自动补偿微波辐射计三种类型。2微波辐射计提供的大气信息微波辐射计可提供高精确度的大气综合参数，比如亮温、液态水的路径、可降水的水汽和大气低层的温度廓线；大气参数的低分辨率的垂直廓线，比如温度的垂直廓线、水汽强度廓线和液态水强度廓线；理想的测量值，比如资料同化、主动雷达或激光雷达观测资料的融合。3微波辐射计在气象学中的应用在气象学中的主要应用领域有大气微波遥感、陆地微波遥感、海洋微波遥感。其中具体领域包括气象、地质、海洋、农林、军事、医疗、天文等方面。微波辐射计的平台有地基、空基、星基。例如地面、船载平台，飞机、导弹、气球平台，卫星、飞船、航天飞机平台。4微波辐射计在灾害性天气监测预报中的应用4.1实现台风或风暴中心及其运动规律的监测利用水汽对微波的吸收特性和液态水对微波的衰减，可准确发现风暴中心位置。由于风暴中心液态水和水蒸汽的含量非常高，22.2GHz是水汽的吸收峰值频率。4.2测量大气含水量大气中含水量不同会影响微波辐射亮度温度的变化，含水量不大时，水汽总量与辐射亮度温度具有线性关系。可测单位底面积垂直大气柱中水汽和云液态水总量及其变化，时间上高分辨率、高探测精度、可无人值守连续工作达数月甚至数年，操作方便，是遥感大气水汽总量和云液态水总量的有力工具。4.3计算大气不稳定指数――K指数K是常用的大气稳定度判断指数，对雷暴降水和冰雹具有较好的预报效果。微波辐射计连续的测量，计算出每分钟大气的K值，有助于灾害性天气临近预报。根据它随时间的变化判断降水过程热力、水汽条件的变化。4.4辅助人工影响天气及大气温度测量人工增雨是开发利用空中云水资源，缓解干旱、水资源短缺的有效新途径。地基微波辐射计可推断出大气的水汽和液水含量，为云降水物理及人工影响天气的研究提供有力的监测手段。利用5厘米波长辐射计测量大气温度分布结构（1961年）观测包括地面、航空观测和卫星的全球观测。4.5测量海上降雨海洋上发射率变化小，不像陆地上地物复杂，因此在海上观测降雨比较有效。微波辐射计上测量的亮度温度随降雨量增加而增加，不同微波波长能测的降雨量大小不同。4.6大气成分探测大气物理研究的需要。由于不同的气体具有不同的吸收带，选择相应波长的辐射计可监测相应大气成分的分布。4.7大气污染监测由于工业废气和平流层的光化学反应，在空间产生了许多有毒有害气体，如臭氧、一氧化碳、二氧化氮等，这种大气污染对人类生存环境是一种侵害，必须对气体传播进行监测，根据这些气体的吸收特点，选择相应波长的辐射计监测。例如用2.53厘米波长可测一氧化碳，2.4厘米波长测二氧化氮等。配合以其他红外、可见光、紫外传感器，监测效果更好。4.8测量大气湍流晴空湍流易造成飞行事故，常发生在8000～16000米高空的大气层中。气流急剧运动使附近大气层温度升高，一般比周围高出l℃～5℃，当温度升高5℃时，飞机就要承受一个重力加速湍流的冲击。为监测预报...