雷达气象学试题

雷达气象学
[填空题]
1雷达截面的意义
参考答案:以入射波能流密度乘上雷达截面,得到一个散射粒子的总散射功率;当散射粒子以这个总功率作各向同性散射时,散射到天线处的功率密度正好等于该粒子在天线处造成的实际的后向散射能流密度。
雷达截面的大小反映了粒子所造成的后向散射的大小。
[填空题]
2雷达电磁波特征
参考答案:雷达不是连续发射电磁波而是每隔一定的时间作一次短时间的发射。
[填空题]
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3如何去除雷达回波的起伏现象?
参考答案:相对雷达的位置随时随地地作不规则运动,回波存在起伏现象。可以在大量粒子彼此独立,并且在空间作无规则分布的情况下,只要测定的时间足够长,总的回波功率的时间平均值等于各个粒子的回波功率之和。
[填空题]
4折射指数随高度变化的几种形式以及各种高折射产生的条件。
参考答案:包括标准大气折射;临界折射;超折射(大气波导传播);无折射;负折射。
[填空题]
5何谓亮带
参考答案:混合型降水—雨与雹、雪或是冻雨混合,会产生大的反射率因子值,引起降水率的过高估计。
当冰晶下落通过溶化层时,它们的外表面开始溶化。正好位于溶化层(0°层面)下面,这些包着水外衣的冰晶反射率因子是高的,产生增强的雷达信号,在PPI上象弧形结构,在常规天气雷达上叫做“亮带”。
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[填空题]
互教通6最大不模糊距离与距离折叠
参考答案:最大不模糊距离:最大不模糊距离是指一个发射脉冲在下一个发射脉冲发出前能向前走并返回雷达的最长距离。
距离折叠是指雷达确定的目标物方位是正确的但距离是错误的。当目标物位于雷达最大不模糊距离之外时会发生这一现象,也就是说,目标物的定位是模糊的。
换句话说,当目标物位于雷达的最大不模糊距离(Rmax)之外时,雷达却把目标物显示在Rmax以内的某个位置,我们形象地称之为‘距离折叠’。
[填空题]
7解决测速模糊的方法是什么?
参考答案:用双脉冲重复频率扩展多普勒雷达可测速区间;用退折叠技术消除多普勒速度的折叠。
[填空题]
8晴空回波
参考答案:雷达在大气中的无云区,或由不可能被探测到的很小粒子所组成的云区内探测到的回波。
[填空题]
9冰雹云的雷达回波特征是什么?
参考答案:冰雹云出现在超级单体风暴云里,此概念模式,就是倾斜上升气流把云滴迅速带到摄氏-40度高度后,才能增大到雷达波能探测的尺度。因此上升气流区下方就成为缺少雷达回波的“穹窿”结构。
穹窿区内为由肉眼可看到由小水滴组成的厚密暗黑的云,最大的冰雹是落在环绕“穹窿”边缘的地带,常伴有强风,局地暴雨,下击暴流,甚至龙卷。若以不同仰角探测超级单体风暴云的回波特征,可能出现钩状回波、空洞回波(无回波穹隆)、指状回波。
在PPI强度回波图上,冰雹云有四种主要特征:钩状回波与指状回波、V形缺口回波和喷焰回波。
[填空题]
10零度层亮带形成的原因
参考答案:(1)融化作用,层状云中的冰晶或雪花下降到摄氏零度层以下,融化成水滴,介电常数增大,使回波强度增强约5倍左右。小笠原岛
(2)碰并聚合效应,粒子在下降融化过程中,有强烈碰并聚合作用,使粒子直径增大,散射能力也增大。图中表示各个因子对零度层亮带形成的贡献的估计。
(3)速度效应,冰晶或雪花当完全融化后,由于表面张力的作用,迅速转变成圆球形水滴,降落速度增加,从而使单位体积内降水粒子数目减少,导致总散射能力减小,于是亮带以下回波强度减弱。
(4)粒子形状的作用,冰晶或雪花在下降融化过程中,常不呈球形,绝大多数情况下,非球形粒子的散射能力比球形粒子大。
昆明pm2.5四种作用总和可使散射返回雷达接收机的能量增加。由图可以看到总效应使亮带中心的反射因子比其上部干的冰晶、雪花大20倍,比其下面的雨滴的反射因子也大好几倍,因而就形成亮带。雷暴消散阶段,降水性质从对流性逐步转化为层状云降水时,也可能观测到零度层亮带。
在PPI和RHI上出现完整的零度层亮带,它是层状云连续性降水
[填空题]
11超级单体风暴的回波特征
参考答案:钩状回波和有界弱回波区是超级单体的一个特征性回波。
超级单体风暴中的上升气流速度远大于多单体风暴。
[填空题]
12简述气象雷达的分类。
参考答案:(1)按照工作原理:常规天气雷达,多普勒天气雷达,偏振天气雷达,等。
(2)按照雷达工作波段:X波段,C波段,S波段,L波段,Ka波段,等。(3)按照安装平台:固定式,车载移动式,船载式,机载式,星载式,等。
[填空题]
13天线增益
参考答案:辐射总功率相同时,定向天线在最大辐射方向上的能流密度与各向均匀辐射的天线的能流密度之比。G=10*lg(S定向/S各项均匀)
[填空题]
14散射现象
参考答案:当电磁波传播遇到空气介质和云、降水粒子时,入射的电磁波会从这些质点向四面八方传播相同频率的电磁波,称为散射现象。
[填空题]
15单个球形粒子的散射
参考答案:定义无量纲尺度参数:α=2πr/λ
当α<<1时:Rayleigh散射,也称分子散射。如空气分子对可见光的散射。
当0.1<α<50:Mie散射。如大气中的云滴对可见光的散射。2008北京奥运会会徽
当α>50:几何光学:折射。如大雨滴对可见光的折射、反射,彩虹等光现象。

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