多少年來，氣象科學家總是希望能準確地預報那些突如其來的危害嚴重的暴風雨、冰雹、龍卷風等惡劣天氣。可是這些天氣生成快，範圍比較小，移動迅速，使人們無所措手足，科學家們希望有一種探測設備能直接觀察到它們。
二戰期間，人們使用雷達搜索飛機等軍事目標時，發現雲雨也能被熒光屏顯示出來，這就啟發了人們使用雷達探測雲雨的設想。後來，英國人首次用雷達對出現在海上的一塊降水雲體進行了跟蹤觀測，做出了較準確的陣雨天氣預報，肯定了雷達探測雲雨的可行性。
雷達為什麼能探測雲雨呢?因為，雷達的發射機在定時器的控製下，周期性地發射出短促的高頻電磁波，電磁波在大氣中以光速傳播，遇到雲雨等目標後,有一部分的電磁波被反射回來，再為雷達天線所接收。經接收機處理後，發往顯示器裏顯示出來，這樣就觀察到了雲雨的存在。
根據發射脈衝和接收到回波的時間差，就可以計算出雲雨的距離，並通過對雲雨回波強度的測量，確定降水的性質與降水強度。天氣雷達探測距離一般為300～400千米。
一、激光雷達是怎樣用於氣象觀測的
激光是受激輻射光的簡稱。瀲光與普通光源發出的光不同，它具有非常好的方向性，激光束能夠從地球發射，在月球上反射回來再被接收到。它能量集中，亮度高。比如，一台數毫瓦的小型氦氖激光器發出的光的亮度比太陽光的亮度高幾百億倍。激光單色性好，普通光源發出的光具有很寬的光譜，而激光隻有單一頻率。
激光雷達用於氣象觀測的原理是，由發射係統發射出一束方向性好，單色程度高和能量集中的平行光束，激光光束在大氣中傳播時，遇到大氣分子、大氣中各種灰塵、煙羽、霧和雲層等目標物時產生散射。其強度與粒子大小、濃度、物理特性和運動等有關係。
激光雷達將徹弱的激光回波信號接收後進行放大、處理，分析回波信號的波形、強度、頻率相位等因子，就可以了解大氣狀態。
激光雷達測雲層具有快速、準確、簡便等優點，可測得雲的厚度和層次，能觀輪霧的分布和機場能見度，對飛機的起飛和降落起到一定的保證作用。
它還可測定大氣汙染氣體的成分、濃度和氣溶膠的含量，從而能確定大氣中汙染氣體的成分和濃度。
1.為什麼要在南極設立氣象台站
世界各國都分別在南極建立了常年的科學考察站。我國在80年代中後期建立了長城站和中山站。然而在這些科學考察站裏，都設有氣象台站，都開展氣象考察研究項目。
為什麼要在那遙遠、嚴寒而荒漠的南極設立氣象站呢?
因為,南極是世界上最寒冷的地方，終年覆蓋著很厚的冰雪,在它的上空堆積著大量的冷空氣。從氣象角度來講，寒冷的南極是影響地球大氣熱量平衡和大氣環流的大冷庫。
全球的大氣是一個整體，在大氣的熱循環中赤道地區是一個熱源，而南極和北極是兩個冷源，冷熱空氣的相互交換形成了大氣的運動。
南極地區要比北極冷得多。所以，在全球大氣的熱交換中，南極起著相當大的作用。因此，嚴寒的南極對全球氣候和大氣環流的影響是非常大的。
南極地區凜冽的冷氣團向北推進,產生了越赤道氣流，向北半球襲來，直接影響北半球的赤道輻合帶的活動，導致熱帶氣旋的發生發展，影響北半球中高緯度雨帶的推移等。
要了解和掌握南半球地區氣候特征和其對全球氣候的影響，首先需要在南極地區設立氣象台站，積累該地區的氣象資料是一項非常重要的工作。