多普勒天气雷达原理与业务应用思考题

多普勒天气雷达主要由几个局部构成？每个局部的主要功能是什么？答：主要由雷达数据采集子系统RD，雷达产品生成子系统RP，主用户终端子系统PU〕RDARPG的主要功能是：由宽带通讯线路从RDA接收数字化的根本数据，对其进展处理和生成各种产品，并将产品通过窄带通讯线路传给用户，是掌握整个雷达系统的指令中心。PUP的主要功能是：猎取、存储和显示产品，预报员主要通过这一界面猎取所需要的雷达产品，并将它们以适当的形式显示在监视器上。多普勒天气雷达的应用领域主要有哪些？答：一、对龙卷、冰雹、雷雨大风、暴洪等多种强对流天气进展监测和预警；二、利用单部或多部雷达实现对某个区域或者全国的降水监测；三、进展较大范围的降水定量估测；四、猎取降水和降水云体的风场信息，得到垂直风廓线；五、改善高区分率数值预报模式的初值场。我国一代天气雷达主要承受的体扫模式有哪些？答：主要有以下三个体扫模式：VCP11514个具体仰角的扫描，主要对强对流天气进展监测；VCP2169个具体仰角的扫描，主要对降水天气进展监测；VCP31/VCP3210分钟内对5个具体仰角的扫描〔使用长脉冲，主要对无降水的天气进展监测。天气雷达有哪些固有的局限性？答：一、波束中心的高度随距离的增加而增加；二、波束宽度随距离的增加而展宽；三、静锥区的存在。pp3G2h1024 ln22r2tm2m212答： 2 Cp Z Zr R2Pt为雷达放射功率(峰值功率)；G为天线增益；h为脉冲长度；：天线在水平方向和垂直方向的波束宽度；r为降水目标到雷达的距离；：波长；m：复折射指数；Z雷达反射率因子。给出反射率因子在瑞利散射条件下的理论表达式，并说明其意义。z

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，反射率因子指在单位体积内全部粒子的直径的六次方的总和，与波长无关。单位体积给出后向散射截面的定义式及其物理意义。

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4R2 定义：设有一个抱负的散射体，其截面面积为ơ，它能全部接收射到其s 上的电磁波能量，并全部均匀的向四周散射，假设该抱负散射体返回雷达天线处的电磁波能流密iơ就称为实际散射体的后向散射截面。它所产生的回波信号也越强。什么是天气雷达工作频率？什么是天气雷达脉冲重复频率？答：工作频率——天气雷达放射的探测脉冲的震荡频率脉冲重复频率——每秒产生的触发脉冲的数目什么是波束的有效照耀深度和有效照耀体积？答：有效照耀深度——雷达发出的探测脉冲具有肯定的持续时间τ，在空间的电磁波列就有肯定的长度h=τc，在雷达波束径向方向上，粒子的回波信号能够同时返回雷达天线的空间长度为h/2，称为雷达的有效照耀深度。有效照耀体积——在波束宽度θϕ体积。0dBZ代表多少反射率因子单位？－10dBZ、30dBZ和40dBZ分别代表多少反射率因子单位？答：01，-100.1，301000，4010000何谓多普勒效应？多普勒雷达测量回波径向速度的主要技术是什么？答：多普勒效应——当接收者或接收器与能量源处于相对运动状态时，能量到达接收者〔器〕时频率的变化。确定目标的径向速度。什么叫距离折叠？什么叫速度模糊？最大不模糊距离和最大不模糊速度的表达式是什么？多普勒两难指的是什么？确的，但距离是错误的〔但是可估量它的正确位置，当目标位于最大不模糊距离RmaxRmax以内的某个位置，这种现象称为距离折叠。移的上限是180°，与180°脉冲对相移所对应的目标物径向速度值称为最大不模糊速度。假设目标运动的真实脉冲对相移小于180°隔期间移动的太远了，它的真实相移超过180°，则将赋给它一个小于180°的相移值，那么速度的第一猜值是不正确的，或者说速度是模糊的。最大不模糊距离的表达式：Rmax=C/(2*PRF)最大不模糊速度的表达式：Vmax=λ*PRF/4不存在一个单一的脉冲重复频率能够使最大不模糊距离和最大不模糊速度都比较大，这通常称为多普勒两难。0.5度仰角，Rmax=460km7.5仰角，Rmax=115km时为什么不大可能产生距离折叠？答：前者由于最大不模糊距离比较大，460KM以外的回波才会产生距离折叠，而460KM以外即使是较低仰角，波束中心的位置也已经比较高〔约17K460KM115KM以外，雷达波束距离折叠。地物杂波有哪几种？抑制地物杂波的主要思路是什么？功率滤掉。指出超折射在雷达回波图上的特点。消灭超折射说明当时的大气状况怎样？答：超折射在反射率因子产品上的形态：造成反射率因子数据消灭杂斑点，斑点值的变化范围很宽，并且可以扩展到很大的范围；超折射造成的地面回波的不均匀性相当明显，通常反射率因子值相当高，并且会发生突然从低值到高值的变化，其反射率因子梯度不如气象回波的反射率因子梯度光滑。超折射在平均径向速度产品上的形态：一个接近零的速度场中孤立的镶嵌着非零值。消灭超折射说明当时的大气状况：温度随高度上升而增加〔逆温〕和/或湿度随高度增加而快速削减。速度退模糊算法的主要思路是什么？CINRAR-SA雷达速度退模糊算法的主要步骤是哪几步？度初猜值与它的四周值显著不同，则该算法试图用另一个可能的值替换那个速度初猜值。速度退模糊算法的主要步骤是：一、径向连续性检查；二、九点平均；三、扩展搜寻；四、环境风表maxR 300km，雷达波长5厘米，V 应是多少？假设雷达波长10厘米，V 是多少？maxrmax rmax

2*30000=500 4*V =500 所以当=0.05米时V =6.25m/当=0.1米时V =12.5m/srmax rmax rmax假设一个模糊的径向速度值是45节，它的邻近值是-55节，最大径向速度是60节，那么这个径向速度的最可能值是什么？答：45-2*60=-75节对流风暴分为哪几种类型？答：对流风暴分为：、线风暴〔飑线；、超级单体风暴雷暴产生的环境条件主要有哪些？答：产生对流风暴的环境条件主要有：1、大气热力层结不稳定；2、垂直风切变；3、水汽分布；4、触发机制垂直风切变对雷暴进展的主要作用是什么？答：在肯定的热力不稳定条件下，垂直风切变的增加将导致风暴进一步加强和进展，主要缘由在于——1、在切变气流的浮力；2、可以增加中层干冷空气的吸入，加强风暴中的下沉气流和低层冷空气外流，再通过强迫抬升使得流入的暖湿气流更猛烈地上升，从而加强对流；3、通过环境垂直风切变和上升气流的相互作用供给一附加向上的扰动气压梯度力，从而使气块获得除浮力以外的向上加速度。落，并进入风暴低层的入流区，从而导致上升气流中水负载的明显增加，最终使得风暴核消逝。而中等到强的垂直风切变有利于相对风暴气流的进展，此时，气块携带着降水远离风暴的入流区或上升区，中等到强的垂直风切变能和进展，在这种风切变环境下，有利于组织完好的对流风暴如猛烈多单体风暴和超级单体风暴的进展。雷暴单体生命史分为哪几个阶段？每个阶段的主要特征是什么？答：分为三个阶段：1、塔状积云阶段：由上升气流所掌握，上升速度一般随高度增加，这种上升气流主要由局地暖空气的正浮力1KM-4~-16℃之间的高度上，回波底在0向下同时增长，但是回波不接地，此时最强回波强度一般在云体的中上部。2云中上升气流到达最大，随着降水过程的开头，由于降水粒子所产生的拖曳作用，形成了下沉气流，这种下沉气流升气流和过冷水滴及冰晶等水成物，当云顶伸展到对流层顶四周时，不再向上进展，而向该处的环境风下风方向扩展，消灭水平伸展的云飐，云飐回波可伸展到几十千米至上百千米。3、消亡阶段：下沉气流所掌握，降水进展到整个对流云体，从雷达回波上看，回波强中心由较高高度快速下降到地面四周，回波垂直高度快速降低，回波强度减弱，并且分裂消逝。给出中气旋的定义答：中气旋是与强对流风暴的上升气流和后侧下沉气流严密相联的小尺度涡旋，该涡旋满足肯定的切变、垂直伸展和持续性判据。这个涡旋可以用一个兰金组合涡旋来模拟：中气旋核作为一个固体旋转，切向速度与半径成正比，在中气旋核以外，切向速度与半径成反比，随着半径的增加而削减。中气旋的水平尺度一般不超过10KM，垂直厚10-2s-1，持续时间为两个体扫以上给出超级单体风暴的定义。经典超级单体风暴反射率因子回波的主要特征是什么？答：超级单体风暴是伴随着一个长久深厚的中气旋，具有猛烈而且持续旋转特性的对流单体，将消灭猛烈的灾难性天气。率因子的主要特征。给出以下小尺度流场特征的雷达径向速度示意图：1〕辐合＋气旋式旋转；2〕辐散＋气旋式旋转。答：略强对流天气指的是哪些天气？答：包括冰雹、龙卷、灾难性大风、短时强降水等天气。强冰雹的主要雷达识别判据有哪些？答：主要雷达识别判据有：1、回波强度最大值及所在高度，强回波区〔50DBZ〕必需扩展到0℃等温线以上才能对强降雹的潜势有所奉献，当强回波区扩展到-20℃等温线高度之上时，对强降雹的潜势奉献最大；2、具有宽阔的3、风暴顶强辐散；4、雷达回波的三体散射现象；5、零度层高度不能太高。雷暴大风的主要雷达回波特征有哪些？答、一、反射率因子核心的持续下降伴随中层的径向辐合；二、弓形回波龙卷预警的主要思路是什么？答：一般来说，中层中气旋越强，消灭龙卷的概率就越大，与强龙卷相联系的中气旋特征有可能在龙卷发生前20-30min消灭。越强的中气旋，离地越近越危急；低空有猛烈的风切变；抬升分散高度越低越好。8个雷达导出产品.答：1、中气旋M；2、龙卷涡旋特征TVS；3、垂直积分液态水含量VIL；4、回波顶高ET；5、冰雹指数HI；6、VWP；7RCS；8、三小时累计降水；9、风暴追踪信息何谓脉冲风暴，其演化的主要特征是什么？可产生哪几种强对流天气？答：脉冲风暴是产生于弱的垂直风切变环境中的一种进展快速的强风暴。其回波构造的主要特征在于：一、初始回波消灭的高度一般在6-9KM50Dbz；三、强中心所在的高度也较高，一般在-10℃等温线的高度左右。脉冲风暴产生的强天气通常局限于生命史较短的下击暴流、冰雹〔直径2.5厘米〕以及弱的龙卷，然而，猛烈的微下击暴流和大冰雹间或也会消灭。有利于雷暴大风产生的环境条件是什么？答：产生雷暴大风需要有猛烈的下沉气流，环境条件是：一、对流层中层有相对干层存在；二、对流层中下层温度直减率较大有利于强冰雹产生的环境条件是什么？答：一、-10—-30℃之间对流有效位能CAPE值较大；二、深层较大的垂直风切变；三、溶化层的高度不太高也不太低。龙卷的级别是如何划分的？答：龙卷的级别依据建筑物和地表植被的损害状况分为F0F5六级多普勒天气雷达能为短时强降水预报供给哪些线索？答：一、雨强估量：依据反射率因子推断雨强〔首先必需推断大的反射率因子主要是由液态雨滴产生的，而不是冰雹和亮带的奉献；二、低空急流的识别：从多普勒天气雷达径向速度图上可以监视低空急流的变化，与其他条件相结合，可以推断降雨是否持续；三、降水持续时间的估量：依据降水系统的大小、移动速度、系统的走向与移动方向的夹角估量降水持续时间。CINRAD-SA雷达降水算法主要分哪几个步骤？答：一、反射率因子预处理；二、计算降水率；三、进展降水累计；四、利用雨量计进展订正；五、生成雷达降水产品雷达降水估量误差主要来自哪些方面？答：主要来自不适当的Z-R关系、雷达硬件定标误差、湿的天线罩、亮带、远距离处雷达波束从降水系统上面穿过、超折射地物杂波、冰雹的影响等。以下图中是否有速度模糊消灭？估量图中向着雷达的径向速度大约是多少？答：有速度模糊存在。速度模糊处向着雷达的径向速度大约在-27~-34m/s。以下图中为C波段雷达的图像，其中与雷达东北偏东方向强回波对应的“V”形缺口是由什么造