坐谷观天——参观英国卡佩尔德维山谷大气雷达站 [复制链接]

第7版(国际)
专栏：英国通讯

　　坐谷观天
——参观英国卡佩尔德维山谷大气雷达站
本报记者 陈特安 新华社记者 谷利源
从英国威尔士西海岸中部滨海小镇阿伯里斯特韦特乘车向东北行约半个小时，我们来到卡佩尔德维山谷。谷底平整的土地上，银灰色的金属支架林立，摆成一个方阵。这里是英国仅有的气象雷达阵列，也是世界上屈指可数的几个雷达阵列之一。它是英国科学与工程研究委员会所属的阿普勒顿实验室与英国威尔士大学合作的一个研究项目。
这个雷达阵列由４００根天线构成，每根高５米，间隔５米。这４００根天线通过电缆连结成所谓相阵列。在这里工作的托马斯教授说，这种天线阵列的功率相当于一个直径为１２０米的巨型抛物面天线。它的最大功率可达１７０千瓦。它能把一个窄脉冲发射到天空，频率为每秒数千次。通过延长阵列的电缆长度，不用移动天线，操作人员就能指挥脉冲波束在天空中升高。在发射脉冲波束的极为短暂的间歇期间，这个天线阵列又可作为一个接收器使用，监听来自天空的微弱回波。
大气科学家早在本世纪６０年代就开始使用晴天天气雷达技术。然而只有到了７０年代中期，由于科学技术的进步，他们才有可能使用雷达来探测离地面１００公里高的大气结构和运动。大气温度、压力和湿度的任何小小的变化，都会使无线电波束产生偏离，甚至反射，从而产生类似于固体所产生的那种回波。
我们后来在控制室里，看到了电脑正在处理返回来的回波信号。托马斯教授说，脉冲向上与回波向下运动之间的时间就是反射层高度的一种标志，而周率变化表明风速，当周率变慢时则表明大气中存在着湍流。
湍流是物理学中重要研究课题之一。科学家们仍然不完全了解气体为什么不能畅流而分成许多阵风和旋涡。托马斯教授说，我们不仅仅要了解湍流的形态及其分布，而且还要了解湍流是怎样形成的？有些什么先兆？这在气象研究上和实际生活中有着广泛的用途。
大气雷达是探测湍流的有效工具。它能轻而易举地发现锋面的倾斜面。来自热带的暖空气与来自两极的冷空气在锋面汇合，构成气候的大部分内容。在对流层与平流层的分界部分，也像湍流一样动荡不定，这在雷达探测器的回波中可以明显地显示出来。卡佩尔德维雷达阵列能帮助科学家了解气体是怎样越过对流层顶这一障碍而进行运动的。这是充分了解许多环境问题，比如臭氧减少和温室效应的重要信息。托马斯教授和他的同事们一直在利用雷达阵列研究大气层中圈顶的动向。中圈顶位于地面８５公里的高空，是大气层最冷的一部分。
科学家认为，不用多久，这种晴天天气雷达阵列就可用来补充甚至代替人们所熟悉的气象气球。