舟山多普勒天氣雷達原理與業(yè)務應用試題

1、多普勒天氣雷達原理與業(yè)務應用試題1、新一代天氣雷達主要有哪三個部分組成？答：雷達數據采集（RDA）、雷達產品生成（RPG）和主用戶處理器（PUP）。2、雷達數據采集（Radar Data Acquisition）簡稱RDA，有哪幾部分構成？答：發(fā)射機、天線、接收機和信號處理器。3、主用戶處理器（Principal User Processor）簡稱PUP，主要功能是什么？答：獲取、存儲和顯示產品。4、新一代天氣雷達第一級數據是由接收機輸出的模擬數據，第二級數據是由信號處理器產生的最高時空精度的高分辨率數據，稱為 基數據 ；第三級數據是由RPG生成的數據，稱為 產品數據 。5、新一代天氣雷達有哪

2、4種常用體掃模式？強對流天氣過程中最好使用何種掃描模式？新一代天氣雷達有VCP11、VCP21、VCP31、VCP32四種常用體掃模式。強對流天氣過程中最好使用VCP11體掃模式。6、雷達氣象方程為，其中表示 天線增益 ，表示 雷達波長 ， 表示 粒子的后向散射截面 。7、在瑞利散射條件下，定義反射率因子，則雷達氣象方程可表示為 ，其中。在不滿足瑞利散射條件下，雷達氣象方程要表示為同一形式，則稱為 等效反射率因子 。8、反射率因子和回波功率的表示形式分別定義為 （ ）和，將雷達氣象方程變換為，即，其中為 距離訂正 項，是只與 雷達性能 有關的常數。9、當天線仰角0度時，波束路徑曲率，即為大氣折

3、射指數隨高度的遞減變化率。地球與波束路徑的相對曲率為，若把看作地球表面曲率，雷達波束可以看作是直線傳播，則所對應的半徑為 等效地球半徑 。10、已知標準大氣折射曲率，地球半徑，請計算等效地球半徑。解：等效地球半徑答：標準大氣的等效地球半徑為8500公里。11、曲率，等效地球半徑，波束路徑在地球表面與某層大氣之間，依靠地面的反射向前傳播，這種大氣折射稱為 超折射 。12、電磁波在雷達脈沖重復周期內傳播的最大距離的1/2，稱為 最大不模糊距離 ，即計算公式，或 其中為 電磁波傳播速度 ，為 脈沖重復周期 ，為 脈沖重復頻率 。13、當雷達脈沖重復頻率為250次/秒，已知電磁波的傳播速度為公里，請計

4、算雷達的脈沖重復周期和最大不模糊距離。解：答：雷達的脈沖重復周期為秒和最大不模糊距離為600公里。14、當目標物位于最大不模糊距離以外時，雷達錯誤地把它當作同一方向的最大不模糊距離以內的某個位置，稱之為 距離折疊 。15、最大不模糊距離為300公里，一個位于距雷達360公里處的目標物會發(fā)生距離折疊，請計算雷達會錯誤地把它當作同一方向距雷達多少的位置上。解：該雷達在電磁波每傳播2x300=600公里發(fā)出一個脈沖，360公里處的目標物返回到達雷達時傳播了2x360=720公里，這時雷達已經發(fā)出了下一個脈沖，并且傳播了120公里，雷達就會錯誤地把它當成是剛發(fā)出的脈沖在120/2=60公里處目標物所返

5、回的。答：雷達會錯誤地把360公里處的目標物當作同一方向距雷達60公里的位置上。16、當接受者與能量源處于相對運動狀態(tài)時，能量到達接受者時的頻率變化稱為 多普勒效應 ，其多普勒頻移，其中為運動的相對速度（離開為正），為電磁波波長。17、一個雷達波長10cm，當目標物向著雷達運動的速度為25m/s時的多普勒頻移為多少？解：多普勒頻移答：多普勒頻移為500赫茲，約為原來頻率的。18、由于多普勒頻移很小，一般為約為原來頻率的，雷達很難準確測定其頻移，但可以通過測量相繼返回的脈沖對之間的 相位差 來確定目標物的徑向速度，因為相位差，所以目標物的徑向速度，其中為粒子徑向移動距離，有正負（離開雷達為正，向

6、著雷達為負），故相位差必須。當時，有，這時的稱為 最大不模糊速度 。當粒子徑向移動速度超過時，必定會發(fā)生 速度模糊 。19、一個波長為10厘米，脈沖重復頻率為400次/秒的雷達，其最大不模糊速度為多少？最大不模糊距離為多少？解：答：其最大不模糊速度為10米/秒，最大不模糊距離為375公里。20、在體掃模式VCP21中，每一仰角使用什么取樣方式（CS/CD，B，CDX）?仰角（度）0.501.452.403.354.306.009.9014.619.5取樣方式CS/CDCS/CDBBBBCDXCDXCDX21、下圖表示為中尺度（220公里）的基本速度圖，雷達位于圖的下方，紅色表示反射粒子離開雷達

7、的速度，綠色表示向著雷達的速度，請回答流場的輻合/輻散和氣旋/反氣旋式特征，并畫出流場示意圖。答：純輻散流暢，示意圖如下。22、下圖表示為中尺度（220公里）的基本速度圖，雷達位于圖的下方，紅色表示反射粒子離開雷達的速度，綠色表示向著雷達的速度，請回答流場的輻合/輻散和氣旋/反氣旋式特征，并畫出流場示意圖。答：純輻合流暢，示意圖如下。23、下圖表示為中尺度（220公里）的基本速度圖，雷達位于圖的下方，紅色表示反射粒子離開雷達的速度，綠色表示向著雷達的速度，請回答流場的輻合/輻散和氣旋/反氣旋式特征，并畫出流場示意圖。答：純反氣旋式流暢，示意圖如下。24、下圖表示為中尺度（220公里）的基本速度

8、圖，雷達位于圖的下方，紅色表示反射粒子離開雷達的速度，綠色表示向著雷達的速度，請回答流場的輻合/輻散和氣旋/反氣旋式特征，并畫出流場示意圖。答：純氣旋式流暢，示意圖如下。25、下圖表示為中尺度（220公里）的基本速度圖，雷達位于圖的下方，紅色表示反射粒子離開雷達的速度，綠色表示向著雷達的速度，請回答流場的輻合/輻散和氣旋/反氣旋式特征，并畫出流場示意圖。答：反氣旋式輻散流暢，示意圖如下。26、下圖表示為中尺度（220公里）的基本速度圖，雷達位于圖的下方，紅色表示反射粒子離開雷達的速度，綠色表示向著雷達的速度，請回答流場的輻合/輻散和氣旋/反氣旋式特征，并畫出流場示意圖。答：反氣旋式輻合流暢，示

9、意圖如下。27、下圖表示為中尺度（220公里）的基本速度圖，雷達位于圖的下方，紅色表示反射粒子離開雷達的速度，綠色表示向著雷達的速度，請回答流場的輻合/輻散和氣旋/反氣旋式特征，并畫出流場示意圖。答：氣旋式輻散流暢，示意圖如下。28、下圖表示為中尺度（220公里）的基本速度圖，雷達位于圖的下方，紅色表示反射粒子離開雷達的速度，綠色表示向著雷達的速度，請回答流場的輻合/輻散和氣旋/反氣旋式特征，并畫出流場示意圖。答：氣旋式輻合流暢，示意圖如下。29、 下圖為水平均勻風場情況下的雷達徑向速度示意圖，虛線表示風速向著雷達，實線表示風速離開雷達，請選擇垂直風廓線風向風速隨高度分布類型組合。風向 ，風速

10、 。風速類型：(a) (b) (c) (d)風向類型： (a) (b) (c)答：風向 a ，風速 a 。30、下圖為水平均勻風場情況下的雷達徑向速度示意圖，虛線表示風速向著雷達，實線表示風速離開雷達，請選擇垂直風廓線風向風速隨高度分布類型組合。風向 ，風速 。風速類型：(a) (b) (c) (d)風向類型： (a) (b) (c)答：風向 b ，風速 c 。31、下圖為水平均勻風場情況下的雷達徑向速度示意圖，虛線表示風速向著雷達，實線表示風速離開雷達，請選擇垂直風廓線風向風速隨高度分布類型組合。風向 ，風速 。風速類型：(a) (b) (c) (d)風向類型： (a) (b) (c)答：風

11、向 b ，風速 d 。32、下圖為水平均勻風場情況下的雷達徑向速度示意圖，虛線表示風速向著雷達，實線表示風速離開雷達，請選擇垂直風廓線風向風速隨高度分布類型組合。風向 ，風速 。風速類型：(a) (b) (c) (d)風向類型： (a) (b) (c)答：風向 c ，風速 c 。33、下圖為水平均勻風場情況下的雷達徑向速度示意圖，虛線表示風速向著雷達，實線表示風速離開雷達，請選擇垂直風廓線風向風速隨高度分布類型組合。風向 ，風速 。風速類型：(a) (b) (c) (d)風向類型： (a) (b) (c)答：風向 c ，風速 d 。34、下圖為水平均勻風場情況下的雷達徑向速度示意圖，虛線表示風

12、速向著雷達，實線表示風速離開雷達，請選擇垂直風廓線風向風速隨高度分布類型組合。風向 ，風速 。風速類型：(a) (b) (c) (d)風向類型： (a) (b) (c)答：風向 a ，風速 c 。35、下圖為水平均勻風場情況下的雷達徑向速度示意圖，虛線表示風速向著雷達，實線表示風速離開雷達，請選擇垂直風廓線風向風速隨高度分布類型組合。風向 ，風速 。風速類型：(a) (b) (c) (d)風向類型： (a) (b) (c)答：風向 b ，風速 b 。36、.下圖是鋒面從西北方向移向雷達時，到達雷達時和移過雷達時的徑向速度示意圖，請選擇鋒面經過雷達徑向速度示意圖的排列順序。 (a) (b) (c

13、)A.abc， B.bca， C.bac， D.cab答：C37熱力不穩(wěn)定是影響風暴強度的主要因子之一，用來衡量熱力不穩(wěn)定大小的最佳參量是對流有效位能CAPE，是氣塊在給定環(huán)境中絕熱上升時的正浮力所產生的能量的垂直積分。在溫度對數壓力（T-lgP）圖上，CAPE正比于 氣塊上升曲線 和 環(huán)境溫度曲線 從自由 對流高度（LFC） 至 平衡高度（EL） 所圍成的區(qū)域的面積。其數學表達式為。38、三體散射現象是雷達波束被大粒子散射到地面后，地面又將散射波反射到空中，空中的粒子散射被雷達接受到而形成，下圖是典型的三體散射的平面圖和剖面圖，它表明風暴中存在 大冰雹 。a. 三體散射平面 b. 三體散射剖

14、面39、下圖是假定大氣中每一高度上的風向、風速比較均勻情況下的模擬速度圖。白色為零速度線，圖中呈“S”形狀，則此圖表示風向隨高度 順 時針旋轉，有 暖 平流。40、下圖是假定大氣中每一高度上的風向、風速比較均勻情況下的模擬速度圖。白色為零速度線，圖中呈反“S”形狀，則此圖表示風向隨高度 逆 時針旋轉，有 冷 平流。41、下圖是假定大氣中每一高度上的風向、風速比較均勻情況下的模擬速度圖。白色為零速度線，圖中呈直線形狀，則此圖表示風向隨高度 不變 ，風速隨高度 不變 。42、反射率因子與降水率之間的經驗公式為，其中單位為，A和B為待定參數，單位為。新一代多普勒天氣雷達A和B的默認值分別為300和1

15、.4，請估算新一代多普勒天氣雷達探測到10dBZ和40dBZ回波強度的降水率分別為多少？（，）解：反射率因子被定義為 （ ），即：，則10dBZ和40dBZ強度的反射率因子為10和10000。由得，則10dBZ強度的多普勒默認值的降水率為：40dBZ強度的多普勒默認值的降水率為：答：10dBZ回波的降水強度為0.088毫米/小時，40dBZ回波的降水強度為12.23毫米/小時。43、超級單體風暴常伴隨哪些災害性天氣？答：冰雹、雷雨大風（大風）、暴洪（強降水）等。44、請列舉3種非降水回波。答：地物回波、海浪回波、昆蟲和鳥的回波、云回波、大氣折射指數脈動引起的回波等。45、請簡述超折射回波在反射

16、率因子、徑向速度和譜寬產品中的一般表現特征。答：反射率因子產品特征：強度往往非常強，水平梯度很大，基本上不移動。徑向速度產品特征：超折射回波區(qū)域的速度值很小，基本上接近于零。譜寬產品特征：超折射回波區(qū)域的譜寬值一般都比較大。46、請列舉5種常用的強天氣分析雷達產品。答：強天氣分析（SWA）、組合反射率因子（CR）、垂直累積液態(tài)水（VIL）、冰雹指數（HI）、中氣旋（M）、龍卷渦旋特征（TVS）、回波頂（ET）、風廓線（VWP）、剖面產品等。47、某雷達探測最大不模糊速度為27m/s，設某點速度值出現了一次模糊，其值為+15m/s，請計算該點真實速度值（即退模糊后的值）為多少m/s？答：真實速度值為：15-2*27=-39（m/s）48、風暴分裂過程能夠產生氣旋和反氣旋旋轉的風暴對，并分別移向風暴承載層平均的 右