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关于探地雷达的几点解释

关于探地雷达的几点解释
关于探地雷达的几点解释

关于探地雷达的几点解释

1、层厚探测精度与天线频率之间的关系

对于层面探测来讲,使用探地雷达要得到准确的两种介质的界线。探地雷达确定界线位置也就意味着确定了目标物的深度。深度的确定主要通过速度与时间相乘而得,而其中的速度是由人为赋予的,与仪器设备没有关系;由仪器确定的主要是电磁波从天线到目标体的时间。

对任何天线来讲,电磁波从发射天线传播到目标体再反射回接收天线的时间是一定的,不会因为天线的变化而发生变化。只是天线频率越低、波长越长,因此对频率低的天线而言,在同等采样点数的情况下,每个采样点数出现的误差就越大;天线频率越高,出现的误差就越小。但是如果将频率低的天线的采样点数加大,也可以达到同样的精度。

因此,在进行同一厚度的探测时,天线的频率不会影响对厚度探测的精度。

2、在深度为50~60cm处,厚度探测精度能否达到5mm

要使探地雷达的探测达到50~60cm,则应该选用频率较低的天线。由于探测精度和天线频率和天线频率之间的关系不大,因此在选择合适的探测波速的同时,厚度探测的精度能够达到5mm。

3、探测目标体与深度之间的关系

对雷达探测而言,目标体被埋的深度越大,则其被探测出来的难度也就越大。这主要源于随着电磁波的向前传播,电磁波的覆盖范围逐渐增大,且该目标体在不同深度断面上占的比例越来越小,因此探测出的难度也就加大。一般在混凝土中能够被探测出的目标体与探测深度之间的关系为1:10,若目标体为金属物体,最佳比值可达1:20.

4、推荐哪几个配置?解决什么问题?

主机:多通道主机,连接4个天线同时工作

天线:1GHz喇叭口天线、200MHz+600MHz双频天线阵、80MHz天线

软件:GRED-3D三维雷达数据处理软件

功能:本套系统能够使一个主机连接4个天线同时工作,探测同一个剖面,一次探测得到深部和浅部的各层厚度和内部结构。1GHz喇叭口天线主要用于表层部分的探测,解决跑道道面层的厚度和内部缺陷问题;200MHz+600MHz双频天线阵主要用于解决3米以内的结构分层和异常物探测;80MHz天线主要解决深部(3~6米)结构分层和异常探测。四个天线同时工作,一次完成对整个剖面的全方位扫描,探测精度和效率都大大提高。

软件采用的是GRED-3D三维雷达数据处理软件,该软件能够将多剖面雷达数据组合成三维雷达数据。对机场跑道道面来讲,组合成三维雷达数据更加有助于对数据的解释和分析,对确定缺陷的体积大小和法语情况具有很好的效果。此外,该软件能够对雷达剖面进行自动分层处理,自动生成厚度解释图和厚度统计报表,直接导出更加直观的结果。

5、天线阵怎么组合?

天线阵技术是将多个天线进行组合探测,与普通的单天线工作方法相比,这种方法具有以下系列优点:

1、成倍的节约时间:本套配置使用4个天线同时工作,一次即可得到4个剖面的

数据;用传统的单天线方式进行工作,则至少需要4次探测。

2、数据同步性好:4个天线同时工作,数据完全同步,这样可将不同频率天线的

数据完全同步在一起,将不同频率天线进行相互比对,准确率更高。若采用普通单天线工作方法,很难保证4个剖面的数据完全同步,从而在进行数据解释时参照性不强。

3、交叉极工作:在普通的天线探测基础上,意大利雷达的天线阵技术采用了交叉

极进行工作。这种方法对一些疑难问题的探测具有极佳的探测效果,特别是对道面板中钢筋网极密的情况下能够取得更好的探测效果。

4、一体化设计,轻便小巧:本次配置的天线中使用了一体化设计的

200MHz+600MHz天线阵,这种设置的天线阵体积更小,重量更轻,操作更加方便。此外,两个天线在设备内部的具体设置方式均已固定,对数据进行精确定位来讲具有更好的探测效果。

探地雷达成像算法研究

探地雷达成像算法研究 摘要 探地雷达(Ground Penetrating Radar,简称GPR)集无损检测、穿透能力强、分辨率高等众多优点而成为检测和识别地下目标的一种有效技术手段。性能优良的探地雷达成像方法有助于精确定位地下目标,同时提高对目标的检测和识别能力,从而推动探地雷达在城市质量监控、地质灾害、考古挖掘、高速公路无损检测、地雷探测等各个方面得到更广泛的应用。 本文以中国电波传播研究所的探地雷达LD-2000为实验设备,从中读取探测数据。以MATLAB为软件平台,实现了探地雷达数据的显示、处理、成像几个部分。其中数据显示方式包括数据的波形堆积图,剖面面色阶图以及带数据波形图;数据处理部分包括直达波的去除、背景噪声的去除、振幅增益等;雷达成像算法部分主要采用波前成像算法和投影层析成像算法。

Imaging Algorithm of Ground Penetrating Radar ABSTRACT GPR (Ground Penetrating Radar, referred GPR) set of non-destructive testing, penetration ability, many advantages of high resolution detection and identification of underground and become the target of an effective technical means. Excellent performance GPR imaging approach helps pinpoint underground targets, while increasing the target detection and identification capabilities, thereby promoting the quality of ground penetrating radar surveillance in the city, geological disasters, archaeological excavation, highway nondestructive testing, mine detection, etc. aspects to be more widely used. In this paper, China Institute of Radiowave Propagation GPR LD-2000 for the experimental apparatus, reads probe data. MATLAB as the software platform to achieve a ground-penetrating radar data display, processing, imaging several parts. Wherein the data includes a data waveform display stacked, with a cross-sectional side view and a gradation data waveform; data processing section includes the removal of the direct wave, the background noise removal, the amplitude gain, etc.; radar imaging algorithm some of the major imaging algorithm and the wavefront projection tomography algorithms.

气象学名词解释

二、选择与填空题整理 1.对流层中温度的变化是:【随海拔高度的降低温度升高,湿度加大。】 2. 光合辐射的有效波长:【0.4~0.7um】 3.一团未饱和的湿空气作垂直上升运动时,当r > rd时,大气处于:【不稳定状态】(r相对湿度,rd饱和差,r越大越不稳定) 4.在一天中,土壤表层最低温度出现在:【日将出的是时候】 5.夏热冬冷,春温高于秋温,气温的日较差、年较差大是:【大陆性】气候的特点。 6.在北半球吹地砖风时,背风而立,则低气压在:【左边】 7.暖锋过境,降水区一般出现在:【锋前】 8.在北半球海洋航行,遇到台风威胁时,应驾船驶往风向的【右边】才能脱离危险。 9.昆明四季如春的主要原因【受滇黔准静止锋的影响】 10.每年3月21日前后出现的节气是【春分】 11.根据温度、水分、电荷等物理性质,可将大气从地面到大气上界分为五层,即【对流层】【平流层】【中间层】【热层】【散逸层】 11.空气的饱和差也是反映空气湿度的物理量,当饱和差【小】,空气湿润,当饱和差【大】,空气干燥。 13.气温日较差表示【一天内】最高气温与最低气温之差。 14.根据植物对光照强度的要求,可把植物分为【喜光】【耐阴】 15.大范围地区盛行风随季节变化而引起气候变化的现象称【季风】 16.地中海气候的特点【夏季高温干燥,冬季温暖多雨】 17.根据冷锋移动数度的快慢,可将其分为【急行冷锋】和【缓行冷锋】 18.中国气候的特征有【季风明显、大陆性很强、气候类型多样性】 19.贵州气候的三大特征是【季风性】【高原性】【多样性】 20.小气候的改善主要措施:【灌溉】【翻耕】【镇压】【垄作】及【间作】 21.晴朗的天空呈蔚蓝色是因为【大气对短波的蓝紫光散射的结果】 22.我国新疆的瓜果甘甜可口,最主要的人原因是【光照强度强】 23.“十雾九晴”或“雾兆晴天”主要指的是【辐射雾】 24.相对降水率变大说明【旱涝可能性大】 25.逆温出现说明大气是【稳定】 26.随着绝对湿度的增加,露点温度【增大】27.太阳辐射是【短波辐射】 28.世界有名的大沙漠都分布在【副热带高压带】 29.水分凝结的两个条件是【有凝结核存在】【水汽达到饱和或过饱和】 30.气压场的基本形式有【低气压】【低压槽】【高气压】【高压槽】 31.根据气团的移动,可把锋分为【暖锋】【冷锋】【准静止锋】【锢囚锋】 32.表示季节变化的节气有【立春】【夏至】【秋分】【冬至】 33.季风气候的特点【风向具有明显的季节变化,夏季高温多雨富有海洋性,冬季寒冷干燥富有大陆性】 34.影响我国的主要起团有【极地气团】【热带气团】【赤道气团】【变性的下降气团】【变性的热带海洋气团】【热带大陆气团】【赤道海洋气团】 35.气候形成的主要因素【太阳辐射】【下垫面因素】【大气环流因素】【人类活动因素】 35.作用于风的力有【水平气压梯度力】【水平地转偏向力】【摩擦力】【惯性离心力】 36.我国年降水量的分布特点【夏季多余,冬季干燥,东南多雨,西北干旱】 37.我国属于【亚热带草原湿润季风气候】 38.大气中的O3主要集中在【平流层,该层紫外线辐射强,易形成O3】 39.大气中的水汽【对地面起保温作用】 40.反射率的日变化是早晚大,中午小,其原因是【太阳高度角决定的】 41.露点温度表示【空气中水汽的含量】 42.一个标准大气压等于【1013】百帕。 43.冷暖气团之间的过渡地带称为【锋面】 44.气候形成的基本原因之一是【太阳辐射在地球表面分布不均】 45.我国降水量最多的地区是【台湾北部】 46.贵州辐射能以【西部】最多。 47.干燥疏松的土壤其表土【升温和降温都快】 48.空气中的CO2和H2O能强烈吸收地面放出的【长波】辐射,所以称作【温室气体】 49.导热率大的土壤,其热量传递【快】,地面温度日较差【小】 50.暖锋降水在【锋前】,冷锋降水在【锋后】 51.人类活动对气候的影响是多方面的,在工业地区和大都市局部地区作用更加显著,产生城市【热岛效应】 52.水面蒸发与气温和【饱和差】成正比,与【气压差】成反比。

国内探地雷达与国外的差别

国内探地雷达与国外的差别 随着世界经济建设和材料科学的发展,对地下非金属类目标探测技术的需求变得愈来愈迫切,六十年代末期得到发展的时域电磁场理论和相关的电子技术,进一步推动了毫微秒脉冲地下目标探测设备—探地雷达(GPR)的研制和应用。现在,国内外兴起了利用探地雷达进行地下目标无损探测的研究和应用热潮,探地雷达在城建、交通、地质、考古、国防等部门中扮演着越来越重要的角色。 在军方及地质与勘探部门的持续支持下,中国电波传播研究所在地下目标高分辨率探测领域,已开展十余年的研究工作,目前已经研制成功LTD系列多种型号的探地雷达产品,其中全数字化LTD-10一体化探地雷达具备携带方便、功能强、性能稳定等特点,既可以用于公路、隧道面层厚度检测,又可以用于地下较深层目标的探测,已广泛应用于军事和民用各领域。 但随着应用范围的不断拓宽,现场对尚处于成长期的探地雷达提出越来越高的技术要求,其中探测深度和分辨率的矛盾显得越来越明显,作者在此抛砖引玉,希望更多的科研院所、学校和现场应用部门加入到无损探测技术研究中来,通力合作,尽快使电磁波传播理论和探地雷达应用技术有大的突破。 工作原理 LTD探地雷达工作时,在雷达主机控制下,脉冲源产生周期性的毫微秒信号,并直接馈给发射天线,经由发射天线耦合到地下的信号在传播路径上遇到非均匀体时,产生反射信号。位于地面上的接收天线在接收到地下回波后,直接传输到接收机,信号在接收机经过整形和放大等处理后,经电缆传输到雷达主机,经处理后传输到微机。在微机中对信号依照幅度大小进行编码,并以伪彩色电平图/灰色电平图或波形堆积图的方式显示出来,经事后处理,可用来判断地下目标的深度、大小和方位等特性参数。 系统组成 探地雷达系统主要由LTD-10一体化雷达主机、天线、综合控制电缆、测距轮及其它相关配件和随机附送软件组成。 与国外部分品牌主机设计不同,探地雷达采用工控机和雷达主机一体化设计,与随机附送软件(包括实时采集软件和事后处理软件,两者都是全中文界面)配合,利用键盘或鼠标就可完成数据采集和后处理工作。其中,实时采集软件为用户提供分别在DOS和Windows2000

解读我国探地雷达的应用现状及展望

解读我国探地雷达的应用现状及展望 发表时间:2019-04-26T16:27:00.530Z 来源:《基层建设》2019年第4期作者:李柯辉[导读] 摘要:本文从建筑工程质量检测、岩土工程勘察及地质勘探、城市基础设施探测、公路、铁路质量检测、水利工程探测、考古探测、军事及安全领域等方面,对我国探地雷达的应用现状进行了说明,并阐述了我国探地雷达的应用展望,以期为促进我国对探地雷达技术的更好应用,推动我国更多领域的发展提供参考。 广东省公路工程质量监测中心广东广州 510500摘要:本文从建筑工程质量检测、岩土工程勘察及地质勘探、城市基础设施探测、公路、铁路质量检测、水利工程探测、考古探测、军事及安全领域等方面,对我国探地雷达的应用现状进行了说明,并阐述了我国探地雷达的应用展望,以期为促进我国对探地雷达技术的更好应用,推动我国更多领域的发展提供参考。 关键词:探地雷达;应用现状;展望引言 就探地雷达而言,其在我国之中也被称为地质雷达,于应用方面主要是通过对频率在106到109Hz的超高频脉冲电磁波的利用,来实现对地下介质所具有的分布特征方面的有效探测的一种地球物理方法,且在近年来的不断发展之中,其在应用范围方面也愈加广阔,呈现出一片大好的应用前景。 一、我国探地雷达的应用现状 (一)在建筑工程质量检测之中的应用对于建筑工程领域而言,其一系列工作的开展,都需要相应的数据作为支撑,也就是说其对于数据本身的可靠性方面的要求较高,但就实际情况而言,其中包含了很多具有较高隐蔽性的工程,若仅仅通过常规手段展开数据的获取,则存在较大的困难。但就我国当前阶段的探测雷达技术应用而言,其在建筑工程质量检测领域之中的应用具有较为良好的成效,能够对以上的问题良好的解决,其能够针对建筑工程建设施工之中,缺陷部位与完好部位介质之间的介电常数差异性的对比,来对其中存在的较为隐蔽的质量缺陷良好的探测出来,以便于对缺陷部位问题进行及时的了解及补救。在探地雷达技术实际应用于建筑工程质量检测之中时,其往往是在建筑物的结构及探伤、混凝土浇筑的质量、保护层厚度及其中钢筋的分布情况等方面发挥相应的探测作用。 (二)在岩土工程勘察及地质勘探之中的应用在岩土工程勘察及地质勘探工作的开展之中,常规的地质勘查方法都是以钻孔勘查为主,其虽然发挥了一定的作用,但因勘查的过程之中其钻孔的数量毕竟有限,使之难以对工程建设开展区域地下地层的分布情况及相应的特征全面的掌握,这便会对工程实际的建设开展带来一定的质量及安全方面的隐患。此时,在建设所在区域地质勘查工作之中对探地雷达加以应用,能够对其快速且大面积普查的优势加以发挥,进而能够对传统钻孔勘查的缺陷加以弥补,实现对地下之中的障碍物分布情况、回填土所具有的厚度、地下断裂发育以及地层分层特征等方面的情况及内容拥有较为全面的了解,进而能够为岩土工程整体设计施工的开展提供有利依据。此外,在实际开展岩土工程勘察及地质勘探时,将探地雷达技术与其他技术相结合,能够实现对地基及矿产资源调查、地层划分、断层及断裂查找、水文地质勘察等方面情况的良好勘察,以便于拥有更高依据的开展施工操作。 (三)在城市基础设施探测之中的应用在城市整体的运行过程之中,其基础设施探测工作的开展必不可少,且所包含的内容较多,有地下空洞、金属及非金属管线探索、突发工程事故抢险、城市路面坍塌等等,但又因为城市之中本身的环境条件较为复杂,存在电磁干扰、机械振动等多方面的干扰源,致使大多数探测方法的开展都难以达到相应的探测效果。此时,应用探地雷达技术其本身的天线具有一定的屏蔽功能,使之能够无惧干扰正常开展探测工作,尤其是在桩基及复合地基等基础工程之中,能够实现对地基加固效果方面的准确检测。 (四)在公路、铁路质量检测之中的应用随着近年来我国公路及铁路领域的飞速发展,因探地雷达技术本身所具有的优势,使之在以上领域之中获得了较为广泛的应用,对其分别进行说明,则可分为以下几点。第一点,在公路建设方面,充分发挥了探地雷达的探测精度及速度方面的优势,使之能够在公路路基、路基病害检测、桥梁结构及沥青厚度的检测方面良好的发挥作用,经由相应的雷达图像,能够实现对缺陷部位的清晰观看。第二点,在铁路建设方面,探地雷达技术已经在包括翻浆、裂缝、孔洞等在内的路基病害检测、路基岩溶、采空区等方面的探测工作之中发挥了作用,并达到了较为良好的应用效果。就近年来的发展情况来看,探地雷达于铁路路基领域之中的应用,已经由原本的未经运营状态之下得到铁路线路探测,逐渐向处于通车运行状态之下的铁路线路方向发展,且正在着力开展轨道车载式铁路路基质量检测系统的大力研发工作[1]。 (五)在水利工程探测之中的应用就探地雷达技术而言,其在我国水利工程领域之中的应用,主要是在工程开展前期的滑坡体与基岩埋深方面的勘察工作,中期的水利工程施工质量、堤坝隐患探测等方面的应用,不仅仅能够对整体的施工开展及施工质量提供保障,还能够对施工整体的进度及质量控制工作的开展达到一定的促进作用。其中,探地雷达应用效果最佳的便是在水利工程的质量检测及地把隐患问题的探测方面,仅仅在这两个方面的应用,便已经帮助水利工程建设解决了诸多的施工问题[2]。 (六)在考古探测之中的应用在考古这一领域之中,探地雷达技术的应用本身便拥有较高的优势,其能够通过其优越的低下探测能力,实现对低些埋藏物、地下墓穴、古遗址及古文化层埋深等方面的良好探测及调查,进而能够提升考古的整体水平,但就当前阶段的发展而言,虽然我国于此方面的起步较晚,但到目前为止已经取得了一定的成就,如我国的中国地质大学便利用这一技术,开展了针对位于甘肃省的敦煌莫高窟这一古遗迹的探索及研究工作。 (七)在军事及安全领域之中的应用就我国而言,与国外的许多国家相比,将探地雷达技术应用于军事及安全领域的开展年限较短,于我国而言仍旧属于拓展及探索领域,到目前为止其主要是在建筑物内的隐蔽物、地下隐蔽物及战争遗留未爆炸物等方面的探测之中加以应用,可以达到较好的开展效果,具有较好的应用前景。

地质雷达培训

地质雷达学习资料 一.雷达理论基本要点 1.1地质雷达的波组特征 雷达天线发射的是子波而不是单脉冲,子波由几个震荡波形组成,占有一定的时间宽度,反射与折射波依然保持有原来子波的特点,只是幅值上有所变化。这里将雷达子波的周期、持续时间长度和衰减比三个参量作为子波的波阻特征。子波的频率成分与天线的主频相近,持续一个半到两个周期,后续振相略有衰减。例如对于100MHz天线的子波,持续时间可到15-20ns,对于1GHz的天线,持续时间约2ns。子波的波形的确定对于后期处理是非常重要的,它是小波处理的基础。有很多方法可以获得各种频率天线的子波,最简单的方法是利用金属板反射。将一块较大的金属板放置于地面上,发射与接受天线与金属板平行,相距为3个周期的时程,进行数据采集,即可获得子波记录。不同类型的雷达、不同型号的天线,雷达子波的形状是不同的。天线与介质的距离、介质的电导特性对子波的形态和特点也有一定的影响,应根据现场工作条件从记录中分离子波。从下边的记录中也可以辨认出子波的特征。表面反射波、内界面反射波都是近联各州其的衰减波形。对其进行分析可以得到子波的波组特征 为获得雷达探测的结果,需要对雷达记录进行处理与判读,判读是理论与实践相结合的综合分析,需要坚实的理论基础和丰富的实践经验。雷达记录的判读也叫雷达记录的波相识别或波相分析,它是资料解释的基础。在此首先介绍波相分析的基本要点。 1.2雷达波资料解释三要素 要点1:反射波的振幅与方向 从反射系数的菲涅耳(Fresnel)公式中可以看出两点,第一点,界面两侧介质的电磁学性质差异越大,反射波越强。从反射振幅上可以判定两侧介质的性质、属性;。第二点,波从介电常数小进入介电常数大的介质时,即从高速介质进入低速介质,从光疏进入光密介

气象学名词解释

气象学名词解释 (一)天气图与气象卫星云图 用于分析大气物理状况和特性的图统称为天气图。通常专指表示某一时刻、在一大范围地区内的天气实况或天气形势图,是根据同一时刻各地测得的天气实况,译成天气符号、折合数字,按一定格式填在空白地图上而制成。主要有地面天气图和高空天气图两种。前者填写的数值和符号有海平面气压、气温、露点、云状、云量、能见度、风向、风速、现在天气、过去天气等。根据图上气压值绘出等压线,结合温度、露点、天气现象标出各类天气系统和天气形势及其天气分布等。后者填写有关层次的高度、温度、湿度、风向、风速等。根据图上高度和温度值分别绘出等高线和等温线,从而显示出空间天气系统及其天气形势的分布。通过地面天气图、高空天气图的三维分析,预测未来天气的变化。 卫星云图是气象卫星拍摄发送回来的云的图片,能显示出大范围的云况,是天气预报的参考依据之一。在图上标有经线和纬线,通过分析,能提供各地上空所存在的各种天气系统、追踪系统的移动和发展,并可推断风和其他气象要素的分布。根据卫星上装置仪器的不同,发送来的卫星云图分为红外卫星云图和可见光卫星云图两类。由于卫星云图比较准确、及时、直观,已成为防汛人员了解掌握天气变化趋势和做好防汛抗旱工作的有力工具。 (二)地面等压线和3000m上空,308线…… 在分析地面图时,将气压相等的各站的连线叫做“等压线”。从等压线的分布可以看出高压、低压等气压系统的所在地区,经过比较,就可以掌握它们的动态。在分析高空图时,将某一等压面位势高度相同点的连线叫做“等高线”。由于降水云系主要形成于3000m左右的上空,因而分析700hPa等压面的天气形势尤为重要。气象广播中经常提到“3000m上空,308线在……一线”,指的是700hPa等压面的天气形势,为了便于理解,故称为“3000m上空”,308线就是气压为700hPa,位势高度为3080m(以什米为单位,即位势为308什米)的各地连成的等高线。 (三)高压、高压脊 在分析天气图时,有些等压线是闭合曲线,如果其中心的气压值比周围高,这个区域叫做高压控制的区域,其中气压最高的地方,称为“高压中心”。自高压中心向外,气压逐渐下降。由于沿各个方向气压的下降率不同,所以等压线不是以高压中心为圆心的一组同心圆。气压降得慢的部位,等压线就从高压中心向外凸出,该凸出部分,叫做“高压脊”。在高压(或高压脊)控制的地方,空气由于受地球自转的作用,不断沿顺时针方向向外流散,在它的上空,就会有空气下沉补充流走的空气。高空空气在向低空流动的过程中,温度逐渐升高,空气中的水汽(或云滴)就会不断蒸发,同时也使地面的水汽和尘埃不易上升凝结。所以,在高压中心附近,一般都是晴到少云天气。 (四)低压、低压槽 在分析天气图时,如果闭合等压线内的气压比周围低,就称为低气压(简称“低压”)。低压区域内气压最低的地方,叫做“低压中心”。自低压中心向外,气压逐渐升高,但是沿各个方向气压的升高率不同,气压升高缓慢的部位,等压线就自低压中心向外凸出,该处的气压低于毗邻三面的气压,形似凹槽,故称“低压槽”。和高压的情况相反,低压周围的空气是呈逆时针方向向内流动的,由于受到地面的阻挡,流向低压中心的空气只能向上流动,形成“上升气流”,并把近地层的水汽和尘埃带到高空。空气在上升过程中,温度不断降低,冷却凝结为云、雨。所以在低压系统影响时易出现阴雨天气。 (五)倒槽、气旋波 低压槽一般自低压中心伸向偏南或西南方,槽向北或东北方向开口。若低压中心伸向北或东北方向,槽向南或西南开口,地面天气图上等压线呈“∧”型的低槽叫做“倒槽”。如果在低压的西北侧有冷空气侵入,东南侧有暖空气绕低压中心旋转运动,这样的低压中心,就叫“气旋波”(或叫“气旋”)。 (六)槽线、切变线 槽线,就是连结自低压中心到低压槽内气压最低的点而成的一条线,通常呈东北~西南向或北~南向,槽线的两侧风向有明显转折。在水平方向,槽前盛行西南暖湿气流,槽后为干燥的西北气流。在垂直方向,槽前有上升运动,如水汽充沛,常产生降水;槽后为下沉气流,天气转晴。 在槽线的两侧有明显的温度差异和风向的转变。如果在某一地区范围内,只有风的转变,没有明显的温度差异,这就叫“切变线”。当切变线形成后,由于两侧风向、风速的不一致,使切变线区域内形成辐合带,使大量气流上升,因此在切变线影响下,常出现阴雨天气。 (七)冷锋、暖锋、静止锋 性质不同的冷暖气团相遇而形成的交界面,通称“锋面”。锋面分冷锋、暖锋、静止锋等。因为锋面附近,是冷暖空气

气象学名词解释整理

气象学名词解释整理 第一章 气压:大气的压力,即单位面积上所承受的整个大气柱的重量 大气湿度:大气中水汽含量的多少 绝对湿度:单位体积空气中所含的水汽质量 水汽压:大气中的水汽产生的压力 饱和水汽压:饱和空气产生的水汽压 相对湿度:实际水汽压/饱和水汽压*100% 饱和差:饱和水汽压-实际水汽压 比湿:湿空气中,水汽的质量/该团空气总质量(水汽+干空气) 露点温度:当空气中水汽含量不变,且气压一定时,使空气冷却到饱和的温度 降水:天空降落到地面的液态或固态水 风:空气的水平运动,是矢量 云量:将地平面以上全部天空划分为10份,被云遮蔽的份数 能见度:视力正常的人在当时的天气条件下,能够从天空背景中看到和辨出目标物的最大水平距离 第二章 辐射:是能量的一种形式,指物体以电磁波的形式放射能量 辐射通量密度:单位时间内通过单位面积的辐射能量 太阳光谱:太阳辐射能量随波长的分布 太阳高度(角):太阳光线和观测点地平线(面)间的夹角 太阳常数:在日地平均距离条件下,地球大气上界垂直于太阳光线的面上所接受的太阳辐射通量密度 日照时数:每日太阳实际照射地面的时间 直接辐射:太阳以平行光线的形式直接投射到地面上的辐射 散射辐射:经过大气散射后到达地面的辐射 太阳总辐射:直接辐射+散射辐射 大气透明系数:当太阳在天顶时,到达地面与太阳光垂直面上的太阳辐射通量密度与太阳常数之比 反射辐射:到达地面的总辐射由于地面的反射作用返回大气或宇宙空间 反射率:反射辐射/总辐射 大气逆辐射:大气辐射指向地面的部分 地面有效辐射:地面发射的长波辐射-地面吸收的大气逆辐射 地面净辐射:地面吸收太阳辐射获得的能量与地面有效辐射失去的能量 第三章 比热:单位质量的物质温度变化1 ℃所吸收或放出的热量 热容量:单位体积的物质,温度变化1℃所收或放出的热量 干绝热变化:一团干空气或未饱和湿空气团,在绝热上升或绝热下降过程中的绝热变化 湿绝热变化:一团饱和湿空气团,在绝热上升或绝热下降过程中的绝热变化 气温年较差:一年中月平均气温的最高值与最低值之差 气温直减率:在对流层中气温的垂直变化用气温垂直梯度表示,高度每升高100m,气温的减低值

探地雷达在地下管线探测中的应用

探地雷达在地下管线探测中的应用 张进华,马广玲,姚成虎,缪建文 (南京市测绘勘察研究院,江苏南京 210005) 摘 要:探地雷达技术是如今适应快速、准确、无损地探测地下障碍物而迅速发展的电磁技术。本文通过结合工程实例来探讨探地雷达在地下管线探测中的广泛应用。 关键词:探地雷达;地下管线探测;异常反射 1 前 言 探地雷达(Ground Penetrating Radar,简称GPR)是一种对地下或物体内不可见的目标体或界面进行定位的电磁技术。探地雷达以其探测的高分辨率和高工作效率而成为地球物理勘探的一种有力工具。随着信号处理技术和电子技术的不断发展以及工程实践的增多和经验的丰富积累,探地雷达技术进一步发展,仪器不断更新,应用范围逐步扩大,现已被广泛应用于工程地质勘察、建筑结构调查、无损检测、生态环境等众多领域。本文将以探地雷达在地下管线探测中的应用,说明探地雷达可以有效解决工程上的许多疑难问题,并总结了相关经验和应用效果。 2 探地雷达的原理及工作方法 探地雷达由地面上的发射天线将高频带短脉冲形式的高频电磁波定向送入地下,高频电磁波遇到存在电性差异的地下地层或目标体反射后返回地面,由接收天线接收。高频电磁波在传播时,其路径、电磁场强度与波形将随所通过介质的电性及几何形态而变化,故通过对时域波形的采集、处理与分析,可确定地下界面或地质体的空间位置及结构。 探地雷达通常以脉冲反射波的波形形式记录。波形的正负峰分别以黑白表示,或者以灰阶或彩色表示,这样同相轴或等灰线、等色线即可形象地表征出地下反射面或目标体。在波形图上各测点均以测线的铅垂反向记录波形,构成雷达剖面。根据雷达剖面图便可 收稿日期:2003-07-09判断地下不明障碍物。探地雷达在地下介质中的传播遵循波动方程理论。探地雷达的探测效果主要取决于地下目标体与周围介质的电磁性质差异、目标体的深度与介质对电磁波的吸收作用、目标体的几何形态及规模、干扰波的类型、强度及特点等因素。 探地雷达具有不同的野外工作方法,根据工作区的具体情况可选择剖面法、多次覆盖法以及宽角法等测量方式。实际工作中,测量参数(发射接收天线距、时窗、测点点距、天线中心频率、采样率等)可根据不同要求进行选择,从而得到不同分辨率及不同探测精度的雷达剖面。通常在进入工作区前,应有目的地进行类似场地条件的参数选择试验,以达到最佳探测效果。在进入工作区后应根据实际需要布置测线和测点,并让测线和测点尽量通过被测目的物。在不明显的目的物上进行探测时应尽量加密线距和点距,以利于后面的资料处理与解释。 3 探地雷达的数据资料解释处理及在地下管线探测中的应用效果 近几年来,我们采用加拿大生产的pulse EKKO-100A型探地雷达从事了数百次的地下管线探测工作,取得了丰富的探地雷达探测资料及很好的应用效果。 3.1 资料的处理及解释 探地雷达探测资料的解释包括数据处理和图像解释两部分内容。由于地下介质相当于一个复杂的滤波器,介质对电磁波的不同程度吸收及介质的不均匀性, 63城 市 勘 测2004年

最新 森林气象学复习题——名词解释

气象学复习题——名词解释 1、太阳辐射——太阳时刻不断地向周围空间放射巨大的能量,称为太阳辐射能,简称太阳辐射。 2、蒸发速率——单位时间从单位面积上蒸发的水量。 3、辐射通量——单位时间通过任意面积上的辐射能量。 4、空气绝热变化——一块空气在没有热量收支时,由于环境气压的变化,引起气块体积改变而导致温度变化称为空气绝热变化。 5、水汽压——空气中由水汽所产生的分压强。 6、降水——从云中降落到地面的水汽凝结物。 7、天气——一定地区短时间内大气状况(风、云、雨、雪、冷、暖、晴、阴等)及其变化的总称。 8、小气候——任何一个地区内,由于其下垫面性质的不同,从而在小范围内形成的与大气候不同特点的气候称为小气候。 9、水平气压梯度力——因地球自转使空气质点运动方向发生改变的力称为水平地转偏向力。 10、生物学零度——维持生物生长发育的生物学下限温度。 11、季风——由于海陆之间的热力差异,产生的以年为周期在大陆与海洋之间大范围地区盛行的随季节而改变的风称为季风。 12、大气温室效应——大气中CO2等温室气体的存在,其选择吸收作用犹如温室覆盖的玻璃一样,阻挡了地面向外的辐射,增强了大气逆辐射,对地面有保温和增温作用。 13、太阳光能利用率——单位面积上作物产量燃烧所放出的热能与作物生长期中所接受的太阳辐射能的百分比。 14、干绝热变化——干空气或未饱和的湿空气,在绝热上升或绝热下降过程中的温度变化称为干绝热变化。 15、相对湿度——空气中实际水汽压与同温下饱和水汽压的比值。 16、气旋——是中心气压比四周低的水平旋涡。 17、雾——当近地气层的温度下降到露点温度以下,空气中的水汽凝结成小水滴或凝华成冰晶,弥漫在空气中,使能见度<1km的现象。 18、梯度风——自由大气中气压梯度力、地转偏向力和惯性离心力达到相互平衡时的风称为梯度风。 19、气候系统——指包括大气圈、水圈、陆地表面、冰雪圈和生物圈在内的,能决定气候形成、气候分布和气候变化的统一的物理系统。 20、活动温度——高于生物学下限温度的日平均温度。 21、干洁大气——大气中,除去水汽和其他悬浮在大气中的固、液态质粒以外的整个混合气体称为干洁大气。 22、太阳高度角——太阳光线与地表水平面之间的夹角。 23、大气逆辐射——大气辐射有一部分向上进入宇宙空间,有一部分向下到达地面,这一部分辐射因与地面辐射的方向相反。 24、温度日较差——一天中最高温度和最低温度的差值称为温度日较差。 25、比湿——在一团湿空气中,水汽的质量与该团空气的总质量的比值。 26、降水量——从大气降水降落到地面后未经蒸发、渗透和径流而在水平面上积聚的水层厚度。 27、霜冻——在植物生长季节内,由于土壤表面、植物表面及近地气层的温度降到0度以下,引起植物体冻伤害的现象。

探地雷达最新发展概述

探地雷达最新发展状况概述 随着探地雷达应用范围的不断扩大,对探地雷达技术也提出了新的挑战。它要求探地雷达具有更高的分辨率、更大的穿透深度,提供更丰富的地下信息。 关于天线方面,研制一种高方向性、宽频带、高发射率、体积轻便的天线成为一个重要的课题。另一方面,如何改进电磁波发射机的技术指标,达到加大辐射能量,增加探测深度的目的也是探地雷达技术面临的一项重要研究内容。 变频天线的出现使雷达系统变得更加轻巧和方便。它不但具有改变中心频率的能力,而且可发射较低频率的信号。它可以利用各种频率扫描并进行综合分析,不但可以获得更丰富的地下信息,而且还使薄层的识别成为可能。它避免了传统雷达系统常需配置多种工作频率的天线从而导致系统重量增加、操作复杂的弊端。 多道雷达系统可以同时对多个天线或天线对进行操作。每道既可接受相同频率的天线,也可接收不同频率的天线。而其参数既可单独设置,也可以统一设置。多道雷达系统克服了单道雷达系统在面积性扫描中的缺陷,并可实现时间倾角扫描叠加技术,使地下目的体高质量三维成像的实现成为可能。此外,按特定的几何形态排列天线,有可能形成可控制或聚焦的复杂雷达信号,文17给出了线性阵列两种天线间隔对应的辐射极性图的比较,说明天线距越宽,聚焦作用越强。 文20提出了一套新的探地雷达思想,即三维探地雷达系统。它以多道雷达系统为基础,以大量模型为核心,综合二维横断面信息,

最后形成地层三维图像。这是探地雷达发展的新方向。 就探地雷达数据处理方面而言,除已有的带通滤波、频率波数滤波外,反褶积和偏移技术是当前的两大热门课题。 反褶积是把雷达记录变成反射系数来消除大地干扰和天线瞬变及多次反射,达到提高数据垂直分辨能力的目的。但是,已有学者指出,由于地下介质的复杂性和噪声影响,反褶积处理的效果较之原始数据并没有多大的提高。这是因为,对褶积来讲,雷达电磁波的高衰减性和地下介质的频散现象,使得电磁脉冲子波在地下传播时要发生很大的变化,导致子波估计常出现很大的偏差。当然,对于简单的层状结构物,有可能得到适当的参数,从而获得较好的结果。 文8认为,反褶积处理只是有助于雷达剖面上半部分的解释,而偏移处理技术则是将雷达记录中的每个反射点移到其本来位置,消除雷达图像的畸变,从而获得能够反映地下介质形状真实图像的二维成像方法。偏移技术对消除直立体的绕散、散射产生的相干噪声具有很大的潜力,对地下介质比较均匀的雷达剖面有较好的结果。 利用小波变换的调焦功能和频域—时域双重局部性来压制噪声是雷达数据处理技术的一条新途径。研究表明,雷达信号小波算子法成像具有良好的地下界面准确定位功能,而且根据高频电磁波在有耗介质中的衰减特性,在精确校正电磁波振幅衰减和相位偏移的基础上,利用时变反褶积和小波去噪可以得到高分辨率的探地雷达图像。 超宽带探地雷达,利用超宽带探地雷达(UWBGPR)技术进行浅层有耗媒质中目标和介质构造的探测,是近年来国内外透

一般地质雷达数据处理步骤

一般地质雷达数据处理步骤

分界面厚度变化时可用此法,一般不用2)有倾斜地层时可用此法3)使钢筋显示更清楚用此法⑹主要用此法的地方1)测工字钢个数,埋深,形态,间隔2)测空洞3)测钢筋网个数 1.反褶积、一维频率滤波(取默认值。垂直方向上出现一串时(等间隔的多次 波)用此)。Process→Deconvolution;Process→IIR Filter. 2.偏移归位Process→Migration,选择偏移类型kirchhoff,调整曲线形态。 3.希尔伯特变化Process→Hilbert Xform,选phase显示瞬态相位信息。 4.添加地面高程信息,并利用高程归一化函数进行处理。Process→Surface Norm。 5.静态校正Process→Static,mode选择manual手动调整方式。 6.文件拼接。打开Radan软件,选择File→Append files。 7.通道合并,多通道资料对比分析。打开Radan软件,选择File→Combine channels。 8.交互式解释View→Interactive,生成*.lay文件。 步骤1)点2)如果从没解释时就选generate new pick file,如果是在原来的基础上对此文件进行解释就选pick file找到lay文件3)选目标体(如钢筋类的, 解释后可以看出有多少根):①在剖面上点右键---target options—new target—双击目标体名字----然后在target parameters里改各个要改的参数②在剖面上 点右键---pick options---在pick options里填参数(若拾取工具选block时,在剖面上选一块然后点右键然后加点,)4)选分层①在剖面上点右键----layer options---改layer options里的参数然后确定②在剖面上点右键---pick options---在pick options里填参数(若拾取工具选block时,在剖面上选一块然后点右键然后加点,若当中有空的没有连起来则点右键,插值)5)在剖面上点右键----spreadsheet(表格)6)在剖面上点右键----save changes---current file---保存为lay文件7)用excel打开此lay文件(打开时分割符号选tab键和逗号),打开后去掉头文件然后画图。 速度的选取:在剖面上点右键---ground truth(钻孔)----z(分界面距地面的埋深) 9.绘制地质剖面图.利用电子表格Excel或者Surfer 8软件绘制地质图件。 一:连接文件 File----append files----把每个文件双击------done 二:单个文件宏处理 1)打开文件 2)New macro---保存为宏文件cmf

【CN109903306A】一种基于探地雷达图像的层间脱空识别方法【专利】

(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910128568.4 (22)申请日 2019.02.21 (71)申请人 东南大学 地址 210000 江苏省南京市江宁区东南大 学路2号 (72)发明人 顾兴宇 章天杰 孙小军 徐向荣  (74)专利代理机构 南京苏高专利商标事务所 (普通合伙) 32204 代理人 王恒静 (51)Int.Cl. G06T 7/136(2017.01) G06T 7/187(2017.01) G01S 13/89(2006.01) (54)发明名称 一种基于探地雷达图像的层间脱空识别方 法 (57)摘要 本发明公开了一种基于探地雷达图像的层 间脱空识别方法,该方法包括:对得到的道路探 地雷达图像转化为灰度图,并将得到的图进行中 值滤波;根据分割阈值点确定层间脱空的位置, 并将中值滤波后的图像以所述分割阈值点进行 二值化;根据估测的层间脱空所在位置,对图像 的部分像素进行删除;选定长条形结构元对图像 进行闭操作,将因分割阈值点导致分离的区域重 新组合成一个区域;对闭操作后的图像进行标记 连通域,对标记了连通域的区域进行特征识别和 提取。本发明的通过自动分析探地雷达图像,快 速准确判断出脱空区域,可节省大量人力资源; 本发明通过设定分割阈值点和闭操作结合能有 效降低脱空数量计算的错误率, 提高检测精度。权利要求书1页 说明书4页 附图4页CN 109903306 A 2019.06.18 C N 109903306 A

权 利 要 求 书1/1页CN 109903306 A 1.一种基于探地雷达图像的层间脱空识别方法,其特征在于,该方法包括以下步骤: (1)对得到的道路探地雷达图像转化为灰度图,并将得到的所述灰度图进行中值滤波; (2)根据中值滤波后的图像的频率直方图选择分割阈值点,根据所述分割阈值点确定层间脱空的位置,并将中值滤波后的图像以所述分割阈值点进行二值化; (3)根据估测的层间脱空所在位置,对图像的部分像素进行删除; (4)选定长条形结构元对步骤(3)得到的图像进行闭操作,将因分割阈值点导致分离的区域重新组合成一个区域; (5)对闭操作后的图像进行标记连通域,对标记了连通域的区域进行特征识别和提取。 2.根据权利要求1所述的基于探地雷达图像的层间脱空识别方法,其特征在于,所述步骤(2)中,分割阈值点为所述频率直方图概率为99.6%的位置处的像素值。 3.根据权利要求1所述的基于探地雷达图像的层间脱空识别方法,其特征在于,所述步骤(3)中,对图像的部分像素进行删除具体包括: (31)计算比值α,其中,d rb为道路的基层厚度,d lt为探地雷达的检测深度; (32)根据比值α得到像素删除临界值H,其中,p pd为探地雷达图像深度方向的总像素数; (33)对探地雷达图像中深度大于H的部分像素进行删除,得到截取后的探地雷达图像。 4.根据权利要求1所述的基于探地雷达图像的层间脱空识别方法,其特征在于,所述步骤(4)中,长条形结构元记为strel=[1 1 1 1 1]。 5.根据权利要求1所述的基于探地雷达图像的层间脱空识别方法,其特征在于,所述步骤(5)中,对标记了连通域的区域进行特征识别和提取包括: (51)通过预设的面积阈值筛除各个标记了连通域的区域中的杂波并判定可能脱空区域; (52)利用层间脱空区域的长条形状,通过计算(51)中确定的可能脱空区域的最小矩形的长轴和短轴的比值β,来最终判定该可能脱空区域是否为脱空区域。 6.根据权利要求5所述的基于探地雷达图像的层间脱空识别方法,其特征在于,所述步骤(51)中,若标记了连通域的区域面积小于等于面积阈值时,则该区域判定为杂波;否则,若标记了连通域的区域面积大于面积阈值时,该区域判定为可能脱空区域。 7.根据权利要求5所述的基于探地雷达图像的层间脱空识别方法,其特征在于,所述步骤(52),若β≥B,其中B为预设的临界值,则判定该区域为脱空;否则,β<B,则判定该区域不是脱空。 2

美国GSSI地质雷达隧道超前预报介绍与资料处理

美国地质雷达隧道超前预报工作介绍目前我们国家地下隧道建设工作量大,地质条件复杂,有灰岩地区、花岗岩地区、黄土高原、第四季覆盖等等。 隧道开挖中常常遇到岩溶发育、出现大的空洞,充水或者充泥,有时地下暗河发育;也会遇到构造带,或者岩石破碎,同时地下水发育,这给隧道开挖和建设造成很多困难,同时也给隧道运营造成一定的隐患。因此需要采用一定的手段对这些地质构造和地质灾害进行探测和预报,提前采取措施来排除灾害。 工作任务 为了能够探明隧道开挖面(俗称"掌子面")前方的地质构造,通常采用多种方法进行综合分析、探测、预报。常见的方法有:地质分析,地球物理探测(声波法、直流电法、电磁波方法),钻孔方法,或者超前导洞等等。采用各种地球物理方法进行探测,分别给出探测结果,综合地质构造情况,进行综合解释,给出掌子面前方的地质构造和可能的地质灾害信息。 探测前提条件 隧道开挖中遇到的地下材料或者介质,主要有石灰岩、花岗岩、大理岩、砂岩、第四季覆盖、沙土、黄土,还有地下水、空洞等等。由于这些材料的物理性质有很多种,比如密度、导电率、介电常数、磁导

率等等。 声波超前预报。由于密度不同、声波传播速度不同,可以采用声波法进行探测,出现了地震波超前预报。 直流电法超前预报。根据导电率的差异采用直流电法,预报掌子面前方材料的导电率差异,尤其是含盐份的地下水表现为良导体、而空气为高阻体; 地质雷达预报。根据导电率、介电常数、磁导率的差异,采用地质雷达高频电磁波方法进行探测,获取掌子面前方材料的介电常数差异信息, 瞬变电磁预报。由于岩石、土壤、水、空气的电磁响应不同,采用瞬变电磁方法探测材料的差异。 目前这4种方法在隧道超前预报中都有使用,尤其是地质雷达超前预报方法得到了普遍使用,利用地质雷达方法在隧道掌子面上进行探测,对隧道开挖超前预报,下面介绍这部分内容。 探测仪器 地质雷达方法通常采用高频电磁波发射法工作,频带范围为几兆赫兹到几千兆赫兹,不同的频率探测深度不同,低频电磁波探测深度较大,因而出现了不同中心频率的天线,商业地质雷达通常采用窄脉冲宽频带电磁波信号工作,一般情况下100兆天线在土壤、破碎的岩石、基岩上探测深度范围从几米到十几米甚至30米左右。 目前隧道开挖地质超前预报距离正好是要求在十几米到30米左

气象学与气候学考试重点

09地信气象与气候学学复习资料(仅供参考) 一名词解释 1.气象学 P1 人类在长期的生产实践中不断地对它们进行观测、分析、总结,从感性认识提高到理性认识,再在生产实践中加以验证、修订、逐步提高,这就产生了专门研究大气现象和过程,探讨其演变规律和变化,并直接或间接用之于指导生产实践为人类服务的科学。 2.气候系统 P1 是一个包括大气圈、水圈、陆地表面、冰雪圈和生物圈在内的, 能够决定气候形成、气候分布和气候变化的统一的物理系统。 3.气候系统 P7 气候系统是一个包括大气圈、水圈、陆地表面、冰雪圈和生物圈在内的,能够决定气候形成、气候分布和气候变化的统一的物理系统。4.太阳常数 P25 就日地平均距离来说,在大气上界,垂直于太阳光线的1cm2 面积内,1min 内获得的太阳辐射能量,用I0 表示。 5.大气窗口 P32 气在整个长波段,除8—12μm 一段外,其余的透射率近于零,即吸收率为1。8—12μm 处吸收率最小,透明度最大。 6.大气的保温效应 P33 大气辐射指向地面的部分称为大气逆辐射。大气逆辐射使地面因放射

辐射而损耗的能量得到一定的补偿,由此可看出大气对地面有一种保暖作用。 7. 地面有效辐射 P33 地面放射的辐射(Eg)与地面吸收的大气逆辐射(δEa)之差。8.地面的辐射差额 P33 地面由于吸收太阳总辐射和大气逆辐射而获得能量,同时又以其本身的温度不断向外放出辐射而失去能量。某段时间内单位面积地表面所吸收的总辐射和其有效辐射之差值。 9. 气块绝热上升单位距离时的温度降低值,称绝热垂直减温率(简称绝热直减率)。对于干空气和未饱和的湿空气来说,则称干绝热直减率,以γd表示,即γ。其中表示某一气块。 P39 10.冰晶效应 P63 在云中,冰晶和过冷却水共存的情况是很普遍的,如果当时的实际水汽压介于两者饱和水汽压之间,就会产生冰水之间的水汽转移现象。水滴会因不断蒸发而缩小,冰晶会因不断凝华而增大。 11. 凝结增长 P63 云雾中的水滴有大有小,大水滴曲率小,小水滴曲率大。如果实际水汽压介于大小水滴的饱和水汽压之间,也会产生水汽的蒸发现象。小水滴因蒸发而逐渐变小,大水滴因凝结而不断增大。 12深厚系统浅薄系统 P92 暖性高压和冷性低压系统不仅存在于对流层低层,还可伸展到对流层高层,而且其气压强度随高度增加逐渐增强,称深厚系统。而暖性低

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