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天文台于报章刊登的文章 Newspaper Articles by Hong Kong Observatory


雷达英雄传


戴世材

光阴似箭,转眼踏入新千禧年。身为「天气人」,回顾过去百年,人类在天气预测方面确有长足进步,而其中天气雷达的发展和应用实在功不可没。若论二十世纪气象科技的主要成就,天气雷达应占一席位。

据说,最早提出雷达这个概念的是俄国科学家特斯拉(Tesla)。他在一百年前,即一九零零年已在Century Magazine上写道:「当我们大叫而听到回声,便知道声音必定受到墙壁或其他物件反射…电波亦应该如此…我们可以因此决定物件(如船只)的位置、速度…」

正如很多科技发展一样,雷达的发展很大程度上是由战争引发的。第一次世界大战期间,利用声波探测潜艇的技术急速发展。三十年代是雷达发展的高峰期。英、美、法、德、日等国争相研制可侦察敌机的仪器。一九三五年,英国沃森瓦特(Watson-Watt)爵士和他的同事制成了一台利用无线电波探测飞机位置的雷达系统。其他国家亦几乎同时有类似的发展。这些早期的雷达系统在二次大战中发挥了决定性的作用。沃森瓦特爵士后来更被称为「雷达之父」。

然而,这些第一代雷达使用低频率的无线电波,「视程」短,分辨率低,不能有效侦察远距离的飞机。四十年代初,英国伯明罕大学的蓝德尔(Randall)和布特(Boot)发明了高能量的微波发射器-磁控管(magnetron),雷达科技跨出了一大步。虽然磁控管的发明是为战争服务,但恰好微波亦正是探测雨水的最佳波段,为后来的天气雷达的发展打下了良好的基础。有趣的是,磁控管后来亦被应用在微波炉,直到现在。今天的家庭主妇及「带饭一族」还得感谢这两位雷达英雄哩!

二次大战后,大量军事雷达仪器转为民用。随后几十年,天气雷达不断发展。初期的天气雷达只能探测雨的位置和强度。一九五三年,剑桥大学的巴拉特(Barratt)和布朗(Browne)首先使用多普勒原理(Doppler effect)量度雨的移动速度。多普勒原理其实和我们的日常生活息息相关。例如,当一辆救护车迎面而来时,它的警号的音调会稍高于离开你的时候。同样,当雨点接近和离开雷达的时候,雷达回波的频率亦会出现类似的变化。「多普勒天气雷达」就是利用这个原理来估计雨点接近和离开雷达的速度。

时至今日,天气雷达已成为监测台风、暴雨、雷暴和风切变等灾害性天气不可缺少的工具。今天的成就有赖前人的努力。回顾过去,我们实在应该感谢历史上的有名及无名英雄。其实,天文台亦有一队无名英雄。你可曾想到,每一次台风袭港,当我们安坐家中静观风球变化时,天文台的雷达维修人员正一连几天在偏远的雷达站上,冒着狂风暴雨,为确保雷达能正常运作、预报中心能在这关键时刻得到宝贵的雷达数据而努力。

向英雄们致敬!

〔文汇报 2000年2月11日〕


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最近修订日期: <2014年4月1日>