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天文台於報章刊登的文章 Newspaper Articles by Hong Kong Observatory


雷達英雄傳


戴世材

光陰似箭,轉眼踏入新千禧年。身為「天氣人」,回顧過去百年,人類在天氣預測方面確有長足進步,而其中天氣雷達的發展和應用實在功不可沒。若論二十世紀氣象科技的主要成就,天氣雷達應佔一席位。

據說,最早提出雷達這個概念的是俄國科學家特斯拉(Tesla)。他在一百年前,即一九零零年已在Century Magazine上寫道:「當我們大叫而聽到回聲,便知道聲音必定受到牆壁或其他物件反射…電波亦應該如此…我們可以因此決定物件(如船隻)的位置、速度…」

正如很多科技發展一樣,雷達的發展很大程度上是由戰爭引發的。第一次世界大戰期間,利用聲波探測潛艇的技術急速發展。三十年代是雷達發展的高峰期。英、美、法、德、日等國爭相研製可偵察敵機的儀器。一九三五年,英國沃森瓦特(Watson-Watt)爵士和他的同事製成了一台利用無線電波探測飛機位置的雷達系統。其他國家亦幾乎同時有類似的發展。這些早期的雷達系統在二次大戰中發揮了決定性的作用。沃森瓦特爵士後來更被稱為「雷達之父」。

然而,這些第一代雷達使用低頻率的無線電波,「視程」短,分辨率低,不能有效偵察遠距離的飛機。四十年代初,英國伯明罕大學的藍德爾(Randall)和布特(Boot)發明了高能量的微波發射器-磁控管(magnetron),雷達科技跨出了一大步。雖然磁控管的發明是為戰爭服務,但恰好微波亦正是探測雨水的最佳波段,為後來的天氣雷達的發展打下了良好的基礎。有趣的是,磁控管後來亦被應用在微波爐,直到現在。今天的家庭主婦及「帶飯一族」還得感謝這兩位雷達英雄哩!

二次大戰後,大量軍事雷達儀器轉為民用。隨後幾十年,天氣雷達不斷發展。初期的天氣雷達只能探測雨的位置和強度。一九五三年,劍橋大學的巴拉特(Barratt)和布朗(Browne)首先使用多普勒原理(Doppler effect)量度雨的移動速度。多普勒原理其實和我們的日常生活息息相關。例如,當一輛救護車迎面而來時,它的警號的音調會稍高於離開你的時候。同樣,當雨點接近和離開雷達的時候,雷達回波的頻率亦會出現類似的變化。「多普勒天氣雷達」就是利用這個原理來估計雨點接近和離開雷達的速度。

時至今日,天氣雷達已成為監測颱風、暴雨、雷暴和風切變等災害性天氣不可缺少的工具。今天的成就有賴前人的努力。回顧過去,我們實在應該感謝歷史上的有名及無名英雄。其實,天文台亦有一隊無名英雄。你可曾想到,每一次颱風襲港,當我們安坐家中靜觀風球變化時,天文台的雷達維修人員正一連幾天在偏遠的雷達站上,冒著狂風暴雨,為確保雷達能正常運作、預報中心能在這關鍵時刻得到寶貴的雷達數據而努力。

向英雄們致敬!

﹝文匯報 2000年2月11日﹞


※ 多謝文匯報之允許,轉載以上的文章。

最近修訂日期: <2014年4月1日>