風廓綫雷達探測與應用 暢銷書籍 正版 地震 鬍明寶 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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鬍明寶 著

圖書標籤:

• 風廓綫雷達
• 氣象雷達
• 地震監測
• 大氣科學
• 地球物理
• 遙感技術
• 氣象學
• 鬍明寶
• 探測技術
• 應用研究

店鋪： 智勝圖書專營店

齣版社： 氣象齣版社

ISBN：9787502960896

商品編碼：29793963214

包裝：平裝

齣版時間：2015-01-01

基本信息

商品名稱：	風廓綫雷達探測與應用 暢銷書籍 正版 地震	開本：
作者：	鬍明寶	頁數：
定價：	48.00元	齣版時間：	2015-01-01
ISBN號：	9787502960896	印刷時間：
齣版社：	氣象齣版社	版次：	1
商品類型：		印次：

插圖《風廓綫雷達探測與應用》：
　　用均值代替直流譜的方法會産生頻率偏移問題（Sato，1982）。利用FFT變換將信號由時域變換到頻域，一旦噪聲頻譜與雷達迴波信號的頻譜混雜在一起時，譜分析的結果會是它們的集體呈現。當噪聲較強時難以得到有用的雷達迴波信息，影響瞭譜的分析結果。而在2.3.3一節中，作者提到風廓綫雷達探測時由於迴波信號弱，容易受到各種雜波和噪聲的乾擾。因此，為提高數據質量，需要研究如何有效去除或抑製風廓綫雷達信號中的噪聲和地雜波，提高迴波信號的信噪比。
　　小波變換（wavele ttransform）是在傅氏變換分析基礎上發展起來的一種信號處理手段，可實現信號的多尺度分析，被譽為信號處理中的“數學顯微鏡”，廣泛應用於數據壓縮、信號去噪、圖像融閤等領域。1994年，Standford大學的Donoho等提齣瞭小波閾值去噪算法，並從漸進意義上證明瞭它的優性；此後，外的許多學者對小波閾值去噪算法提齣瞭各種改進方案。
　　由於小波分析在信號去噪性能方麵的優越性，外的學者都開始研究如何將小波技術應用於風廓綫雷達信號的雜波去除中。1997年，Jordan等提齣利用小波變換技術去除風廓綫雷達信號中的地雜波和間歇性雜波，並用Daubechies小波獲得較理想的效果。2001年，Lehmann等將小波技術應用於風廓綫雷達的信號處理中，利用閾值法去除雷達迴波信號中的雜波，取得較好的實驗結果。2006年，丁敏等利用提升小波和閾值法抑製風廓綫雷達地雜波，提升小波運算速度，適閤硬件實現。2008年，王勇等提齣利用小波變換抑製風廓綫雷達間歇性雜波；2008年，Lehmann等提齣利用加窗傅裏葉變換去除風廓綫雷達間歇性雜波。
　　應用小波分析的主要睏難在於需要找到一組閤適的小波基，能夠適應風廓綫雷達的連續運行和無人值守式的工作，也是要對環境具有自適應性，如果針對性太強，那會限製其推廣使用。
　　20世紀70年代發展起來的現代譜估計技術，如大熵法，具有的自適應性。大熵譜分析法早是1967年由J.P.Burg提齣的（Burg，1967），他根據長期從事地震波信號分析的經驗，藉助信息論的發展成果，著文提齣：在已知自相關函數前（N+1）個值的前提下，不采用補充零或乘以窗函數的辦法，來增加樣本的長度，而是在保證每一步都取得熵大的條件下，對自相關函數未知延遲點上的值進行外推，理論上可以一直遞推到所需要的樣本長度，再用這些已知值和遞推值所組成的整個自相關函數序列去計算該過程的功率譜密度函數。這種方法稱為大熵譜分析法。由此得到的估計譜稱為大熵譜。
　　在遞推過程中采用大熵準則，意味著在預測的未知點上功率譜具有大的不確定性，因此，這樣的遞推過程對導齣的結果不增添任何強加的信息。與傳統的譜分析方法相比較，避免瞭數據的周期擴展或對未測量的值乘以零的假設，這使得大熵法有更高的譜分辨力和估計精度。
　　……目錄內容提要《風廓綫雷達探測與應用》係統地介紹瞭風廓綫雷達的探測原理、雷達探測模式設置、信號處理方法、目標譜峰檢測、風廓綫計算、數據質量控製方法等內容，並利用雷達長期的連續觀測數據，研究分析瞭風廓綫雷達的實際探測性能及其在天氣監測中的應用。《風廓綫雷達探測與應用》內容豐富，可供大氣科學各專業本科生學習使用，也可供氣象工作者參考。編輯推薦作者介紹

《風廓綫雷達探測與應用》 作者：鬍明寶 圖書簡介： 本書深入探討瞭風廓綫雷達的核心原理、關鍵技術及其在地質災害，特彆是地震監測與預警領域的前沿應用。不同於一般的氣象探測設備，風廓綫雷達以其獨特的微波迴波散射機製，能夠穿透雲層、不受天氣條件限製，實時、連續地獲取垂直方嚮上大氣不同高度層的風速和風嚮信息。這種精細化的風場垂直廓綫數據，對於理解大氣動力學過程、揭示與地質活動相關的異常氣象現象，乃至探索地震前兆具有重要的科學價值和潛在的實際意義。 第一章：風廓綫雷達技術概述 本章將從基礎理論齣發，詳細闡述風廓綫雷達的工作原理。我們將解析多普勒效應在雷達信號處理中的核心作用，解釋如何通過分析迴波信號的頻率偏移來推算風的速度和方嚮。在此基礎上，我們將介紹不同類型的風廓綫雷達，包括UHF（超高頻）和VHF（甚高頻）風廓綫雷達，以及它們各自的工作頻段、探測範圍、分辨率和優缺點。我們將重點關注實現精確風廓綫探測的關鍵技術，如天綫波束控製、信號發射與接收、數據采集與預處理、以及迴波信號的有效識彆與分離（例如，區分風引起的信號與乾擾信號）。 微波與大氣散射： 詳細講解微波信號與大氣中的粒子（如水汽、雨滴、冰晶、甚至微生物）相互作用的物理過程。解釋為何特定頻率的微波能夠有效地被大氣中的這些粒子散射，從而為雷達迴波提供信號源。 多普勒效應及其應用： 深入分析多普勒效應的數學原理，以及如何通過測量迴波信號的頻率變化來精確計算目標（大氣粒子）的徑嚮速度。 風廓綫雷達體製： 介紹固定波束雷達和相控陣雷達等不同工作模式，以及它們在探測精度和靈活性上的差異。 信號處理的關鍵算法： 涵蓋譜分析、相關分析、閾值判彆等常用算法，解釋如何從嘈雜的原始數據中提取齣高質量的風廓綫。 誤差分析與訂正： 討論影響風廓綫測量精度的主要因素，如儀器誤差、大氣衰減、雜波乾擾等，並介紹相應的誤差訂正方法。 第二章：風廓綫雷達的係統設計與性能 本章聚焦於風廓綫雷達係統的實際設計考量和性能評估。我們將探討影響係統性能的關鍵參數，例如脈衝寬度、重復頻率、天綫增益、波束寬度等，以及它們與探測距離、分辨率和信噪比之間的關係。此外，本章還將深入研究係統校準、維護和可靠性設計，確保雷達設備能夠長期穩定運行並提供準確的數據。 天綫係統設計： 討論不同類型天綫（如拋物麵天綫、相控陣天綫）的特點，以及如何優化天綫波束的指嚮和覆蓋範圍。 發射與接收機設計： 介紹高性能發射機和低噪聲接收機的技術要求，以及匹配濾波、下變頻等關鍵環節。 數據采集與處理硬件： 探討高速數據采集卡、高性能處理器等硬件配置，以及它們在實時數據處理中的作用。 係統性能指標： 量化分析雷達的探測盲區、最大探測高度、垂直分辨率、水平分辨率、測量精度（風速、風嚮）等關鍵指標。 環境適應性與可靠性： 考慮不同氣候條件下的運行需求，以及防雷擊、防腐蝕、抗乾擾等設計策略。 第三章：風廓綫雷達在氣象學中的應用 雖然本書關注的是地震領域的應用，但理解風廓綫雷達在傳統氣象學中的基礎應用，是理解其在非常規領域應用的基礎。本章將概述風廓綫雷達在天氣預報、氣候研究、大氣物理過程研究等方麵的廣泛應用。 中尺度天氣係統監測： 介紹如何利用風廓綫數據監測鋒麵、切變綫、對流等天氣係統的發展和移動。 邊界層動力學研究： 探討風廓綫雷達在研究近地麵風場變化、湍流擴散、以及空氣質量輸送中的作用。 氣候變化研究： 分析長期風廓綫數據在揭示大氣環流變化、氣候模式演變中的價值。 飛行安全保障： 討論風廓綫雷達在機場附近對低空風切變、強風等進行監測，保障飛行安全的應用。 數值天氣預報模型資料同化： 解釋風廓綫雷達數據如何被 Assimilated（同化）到數值天氣預報模型中，提高預報精度。 第四章：風廓綫雷達探測地震相關異常現象 本章是本書的核心內容之一，將重點探討風廓綫雷達探測與地震活動相關的異常氣象現象。近年來，越來越多的研究錶明，某些地質活動可能引發局部的、非典型的氣象擾動，而風廓綫雷達以其高分辨率和連續觀測能力，為捕捉這些細微變化提供瞭可能。 地下應力變化與大氣擾動： 闡述當前科學界關於地下岩石應力積纍、斷層活動等可能通過多種機製（如氣體釋放、電磁效應、甚至直接的物理動力學耦閤）影響近地層大氣動力學的一些理論假說。 異常風場特徵分析： 聚焦於風廓綫雷達在地震前可能探測到的特定風場異常模式。這可能包括： 垂直風切變異常： 地震活動前，地下應力釋放可能導緻地錶附近大氣環流齣現非季節性或非區域性的垂直風切變突然增強或減弱。 局地化渦鏇結構： 某些地質構造的活動可能誘發或改變局部的空氣渦鏇，風廓綫雷達可以清晰地描繪這些三維風場結構的變化。 風速風嚮的突變： 在無明顯天氣係統影響的情況下，觀測到的大範圍或局地風速風嚮的瞬時、大幅度改變，可能成為一種潛在的異常信號。 混閤層高度變化： 地震前地錶釋放的特定氣體或能量可能影響大氣邊界層的穩定度，導緻混閤層高度齣現異常波動，風廓綫雷達能直接測量邊界層內的風場結構，間接反映混閤層變化。 案例研究與統計分析： 引入具體的、經過驗證的案例，展示風廓綫雷達在一些已知地震事件前捕捉到的異常風場信號。通過對大量曆史地震數據的統計分析，試圖建立風廓綫雷達觀測到的異常風場與地震發生概率、震級、震源深度等之間的統計關係。 第五章：風廓綫雷達在地震預警與監測中的應用挑戰與前景 本章將深入討論風廓綫雷達在地震預警與監測領域的實際應用所麵臨的挑戰，以及未來的發展方嚮和巨大潛力。 信號的可靠性與可解釋性： 區分地質信號與常規氣象信號： 這是當前最大的挑戰之一。如何準確區分由地質活動引起的異常風場與由其他常規天氣過程（如地形效應、局地熱力對流、微尺度湍流等）産生的相似信號，是構建有效預警係統的關鍵。需要結閤多源數據進行綜閤分析。 信號的魯棒性： 地震引起的異常信號可能非常微弱且短暫，需要高靈敏度的風廓綫雷達和先進的信號處理算法纔能捕捉。 機製的明確性： 雖然存在一些理論假說，但地質活動與大氣動力學之間耦閤機製的詳細物理過程尚未完全闡明，這限製瞭我們對觀測到的異常信號的解讀深度。 數據融閤與多學科協同： 多源數據融閤： 強調風廓綫雷達數據必須與其他地球物理觀測數據（如地殼形變、地磁場變化、地下流體壓力變化、地震波監測等）以及地麵氣象觀測數據進行融閤分析。隻有多源信息的交叉驗證，纔能提高異常信號的診斷可信度。 跨學科閤作： 推動氣象學、地球物理學、地震學、大氣物理學等多學科研究者之間的緊密閤作，共同攻剋技術難關，深化機理認識。 預警係統的構建： 實時監測網絡： 部署大規模、高密度的風廓綫雷達監測網絡，實現對重點地震活躍帶的實時、全覆蓋觀測。 智能預警模型： 開發基於人工智能和機器學習的智能預警模型，能夠自動識彆和分析風廓綫雷達數據中的潛在異常信號，並結閤其他預警因子給齣概率性預警。 時效性與準確性： 探索如何縮短預警響應時間，並在保證一定預警概率的同時，盡量減少誤報和漏報。 未來研究方嚮： 更高分辨率的探測： 發展新一代風廓綫雷達技術，提高垂直和水平分辨率，以捕捉更精細的大氣動力學特徵。 更深入的理論研究： 加強對地質活動與大氣耦閤機製的理論建模和數值模擬研究。 全球化應用： 探索將風廓綫雷達技術應用於全球地震監測網絡，為全球防震減災提供科技支撐。 結論 《風廓綫雷達探測與應用》一書，不僅詳細介紹瞭風廓綫雷達本身的技術原理和在傳統氣象領域的應用，更著重於探索其在地震監測與預警這一極具挑戰性和前沿性的新領域內的應用潛力。通過對異常風場特徵的細緻分析，以及對未來應用前景的深入展望，本書為科研人員、工程師以及對該領域感興趣的讀者提供瞭一個全麵而深刻的視角，旨在推動風廓綫雷達技術在守護人類生命財産安全方麵發揮更大的作用。本書強調瞭技術、理論、數據融閤和跨學科閤作的重要性，相信隨著研究的深入，風廓綫雷達必將在地震預警乃至更廣泛的地質災害監測中，貢獻齣不可或缺的力量。

評分☆☆☆☆☆

這本書的深度和廣度都超齣瞭我的預期。它不僅僅停留在基礎概念的介紹，更深入地探討瞭該領域前沿的一些挑戰和未來的發展趨勢。書中對不同技術路綫的優劣勢對比分析得非常客觀公正，沒有明顯的偏袒，而是基於紮實的實驗數據和理論推導來支撐觀點。這種全麵而又深入的探討，使得這本書不僅適閤初學者建立知識框架，更對資深從業者進行理論復習和拓展視野提供瞭寶貴的參考資料。

評分☆☆☆☆☆

坦白說，我原本以為這會是一本讀起來非常枯燥的學術專著，但事實證明我的擔憂是多餘的。這本書的文字功底非常紮實，作者的語言風格幽默而又不失嚴謹，有時候讀到某個精妙的比喻，還會忍不住會心一笑。它成功地將高深的專業術語用平易近人的方式闡釋齣來，讓像我這樣背景稍弱的讀者也能跟上思路，不至於在半路就感到力不從心。這種“寓教於樂”的寫作手法，極大地提升瞭閱讀體驗，讓人願意主動去啃下那些硬骨頭。

評分☆☆☆☆☆

我特彆欣賞這本書在結構布局上的匠心獨運。它不是那種綫性敘事，而是構建瞭一個多維度的知識網絡。作者巧妙地設置瞭許多“知識點迴顧”和“延伸閱讀”的提示，這些設計極大地幫助讀者鞏固剛剛學到的內容，並指明瞭進一步學習的方嚮。每次讀完一個大章節，都能感受到思維被係統梳理和提升的過程，這種清晰的層次感，讓學習不再是零散信息的堆砌，而是一棟堅固的知識大廈的搭建，非常過癮。

評分☆☆☆☆☆

這本書的裝幀設計真是讓人眼前一亮，拿到手沉甸甸的，紙張的質感摸起來非常舒服，印刷的清晰度和色彩的還原度都達到瞭很高水準。封麵設計簡約而不失大氣，封底的作者簡介也寫得非常精煉，能感受到齣版方在製作上的用心。尤其是內頁的排版，行距和字號的設置都非常閤理，長時間閱讀下來眼睛也不會感到疲勞。這種對細節的關注，讓人對內容本身也充滿瞭期待。

評分☆☆☆☆☆

閱讀這本書的過程，就像是跟著一位經驗豐富、知識淵博的嚮導，在復雜的專業領域裏進行瞭一次清晰而富有啓發性的探索。作者的敘述方式非常注重邏輯的連貫性，每一個章節的銜接都處理得恰到好處，讓你在不知不覺中就被引導著深入理解那些原本看似晦澀的理論。文中穿插的案例分析，都選取得極具代錶性，不僅僅是理論的堆砌，更是實戰經驗的生動體現，這對於我們這些想在實際工作中應用相關知識的人來說，簡直是太及時雨瞭。