南京信息工程大学雷达气象学总复习_最终版.pdf

前言1) 按遥感方式划分，天气雷达属于主动遥感 设备或 有源遥感 设备2) 我国目前已经布网了160 多部新一代多普勒天气雷达按波长划分， 已布网的新一代多普勒天气雷达有S波段 和 C波段 两种类型， S波段 雷达部署在流域及沿海地区，C波段 雷达部署在东北、西北、西南等内陆地区3) 天气雷达起源于军事雷达，最早出现天气雷达是模拟天气雷达4) 天气雷达最常用的扫描方式有PPI 扫描、 RHI 扫描和 VOL体扫描5) S 波段天气雷达波长在10cm左右； C波段天气雷达波长在5cm左右； X波段天气雷达波长在3cm左右第 1 章散射1) 散射 是雷达探测大气的基础，大气中引起雷达波散射的主要物质有大气介质 、 云和降水粒子2) 粒子在入射电磁波的极化作用下，做强迫的多极震荡而产生次波就是散射波 3) 什么是瑞利散射及瑞利散射的特点？4) 什么是米散射及米散射的特点？5) 雷达截面也称作后向散射截面， 它的大小反映了粒子的后向散射能力的大小，雷达截面越大，粒子的后向散射能力越强6) 什么是雷达反射率？单位体积内全部降水粒子的雷达截面之和称为雷达反射率7) 相关研究表明， 对于小冰球粒子， 其雷达截面要比同体积小水球的小很多；对于大冰球粒子，其雷达截面要比同体积大水球的大 很多；8) 晴空回波产生的原因是什么？湍流大气（折射指数不均匀）对雷达波的散射作用；大气对雷达波的镜式反射（大气中折射指数的垂直梯度很大） 。

9)雷达反射因子Z 与雷达反射率的差别第 2 章衰减1) 造成雷达电磁波衰减的物理原因是散射 和吸收2) 造成雷达电磁波衰减的主要物质有大气 、云和降水 3) 水汽和氧气对电磁波的衰减作用主要是吸收4) 云滴对雷达波的衰减随雷达波长得增加而减小 5) 雨对雷达波的衰减一般与降水强度成近似的正比 关系第三章雷达气象方程1) 什么是天线增益G？定向天线最大辐射方向的能流密度与各向均匀辐射天线的能流密度之比，称为天线增益，用符号 G表示2) 天线增益的物理意义由方向性天线把辐射能量集中到某个方向上, 使这个方向上的辐射能流密度增加为各向同性天线的 G 倍3) 有效照射深度由雷达脉冲宽度 决定，其值为脉冲宽度 的一半4) 有效照射体积除了与有效照射深度有关外，还取决于雷达波束的几何形状 5) 充塞系数除了与云和降水有关外，还取决于目标物距雷达的距离和雷达波束宽度有关6) 解释雷达气象方程02220.222231101024(ln 2)2R kdRt rPGhmPZRm，各物理参数的意义答题思路：写出各符号分别指代的参数，如Pr ：雷达回波功率，Pt：雷达发射功率，G天线增益⋯7) 说明雷达气象方程中各物理参数在雷达探测中的作用。

第 4 章 折射1) 什么是大气折射？光波或电磁波在大气中曲线传播的现象称为大气折射2) 折射产生的物理原因是光波或电磁波在不均匀介质中的传播速度 不同而引起的3) 折射指数N随气压 P, 水汽压 e 的增大而增大，随温度 的减小而增大4) 实际大气的N值一般随高度的增加而减小 5) 什么是等效地球半径' mR？由于大气折射， 雷达波的传播路径通常是弯曲的，不利于计算和分析为此，假设地球半径mR加大到某一数值' mR，使得电磁波在以' mR为半径的球面上沿直线传播时的最大探测距离与其在真实地球表面沿曲线传播时的最大探测距离相同，则称' mR为等效地球半径6) 常用的折射指数单位，除了N单位外，还有M单位 和 B单位 7) 用文字描述或示意图方式，解释说明雷达电磁波在大气中折射的几种形式，及每种折射形成的条件第 5 章雷达探测能力和精度1) 用测高公式2 sin2'mRHhRR, 计算下面两种情况回波的高度H1：雷达架设高度为158m，在标准大气折射情况下，即等效地球半径为8500km，在 1.0 度仰角的 PPI 回波图中，有一强回波，回波的位于（32 度，150km ） ，请计算该回波的高度H（四舍五入保留小数点后两位）。

sin(1.0)0.018sin(32.0)0.5302：雷达架设高度为1.2km，在临界大气折射情况下，在0.0 度仰角的PPI 回波图中，有一强回波，回波的位于（15 度，100km） ，请计算该回波的高度H（四舍五入保留小数点后两位）sin(15.0)0.2592) 什么是雷达分辨率？雷达在屏幕上所能分辨的两个目标物的最小实际距离3) 雷达的空间分辨率可以分成径向分辨率 和切向分辨率 ；径向分辨率 与脉冲长度等有关；切向分辨率 与波束宽度等有关；4) 一般来说雷达的径向分辨率要比切向分辨率高第 7 章雷达定量测量降水1) 解释说明雷达估测降水的原理由于雷达反射率因子Z 和雨强 I 都与雨滴谱分布有关，即Z 和 I 都与雨滴直径D和雨滴数浓度N(D)有关 Z 正比于雨滴直径的6 次方， R正比于雨滴直径的3 次方，因此可建立Z-I 关系式，即bZaI，a,b 为系数，由于雷达可以探测获得雷达反射率因子Z，通过 Z-I 关系式，就可得到雨强 I 2) 雷达估计降水的误差原因主要原因是Z-I关系不稳定，相同的雷达反射率因子Z 可能对应不同的雨强I ，或者相同的I可能对应不同的ZZ-I 关系中的a，b 系数随地区、季节、降水类型的不同而不同。

其它误差原因见书第7 章第三节3) 用雨量计实时校准, 可减小雷达估测降水的误差请简单说明三种常用的雨量计校准方法第 9 章雷达回波强度的识别与分析1) PPI扫描是固定仰角，雷达在360 度方位上做 圆锥面 扫描2) VOL 体扫描，多仰角PPI 组合扫描3) 雷达回波分非气象回波和气象回波，其中气象回波又分为降水回波 和非降水回波 4) 非气象回波主要是地物、鸟类、昆虫、海浪等非气象目标物对雷达电磁波的散射或反射而引起的，或者是由于雷达的性能引起的虚假回波 5) 地物回波的特点？回波边缘特别清晰，位置固定不变，且回波和地物所在的位置是一致的6) 降水回波分为三类，层状云连续降水回波（片状回波）、对流云阵性降水（块状回波） 、积层混合云降水 （絮状回波） 7) 零度层亮带是层状云降水 的一个重要特征，通常出现在零度等温线以下几百米 的地方8) 什么是零度层亮带？它的产生原因是什么？见书 317 页 A 融化作用 B 碰并聚合效应 C 速度效应 D 粒子形状的作用9) 列举四种典型的强对流雷达强度回波特征阵风锋回波、钩状回波、弓形回波、三体散射回波或指状回波、旁瓣假回波、弱回波区答疑时间地点：待定邮箱： chuzhigang_2000@ 。