1多普勒天氣雷達(dá)原理與應(yīng)用

第六部多普勒天氣雷原理與用（長(zhǎng)青）我國(guó)新代天氣達(dá)原理天氣雷圖像別；對(duì)風(fēng)暴的達(dá)回波征；新代天氣達(dá)產(chǎn)品第一章我國(guó)新代天氣達(dá)原理一、了新一代氣雷達(dá)三個(gè)組部分功能新一代天氣雷達(dá)系統(tǒng)由三個(gè)主要部分構(gòu)成：雷達(dá)數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)（RDA）、雷達(dá)產(chǎn)品生成子系統(tǒng)（RPG）、主用戶處理器（）。二、了電磁波散射、減、折散射：當(dāng)電磁波束在大氣中傳播，遇到空氣分子、大氣氣溶膠、云滴和雨滴等懸浮粒子時(shí)，入射電磁波會(huì)從這些粒子上向四面八方傳播開來，這種現(xiàn)象稱為散射。衰減：電磁波能量沿傳播路徑減弱的現(xiàn)象稱為衰減，造成衰減的物理原因是當(dāng)電磁波投射到氣體分子或云雨粒子時(shí)，一部分能量被散射，另一部分能量被吸收而轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮芑蚱渌问降哪芰?。折射：電磁波在真空中是沿直線傳播的，而在大氣中由于折射率分布的不均勻性（密度不同、介質(zhì)不同），使電磁波傳播路徑發(fā)生彎曲的現(xiàn)象，稱為折射。三、了雷達(dá)氣方程在瑞利散射條件下，雷達(dá)氣象方程為：其中Pr表示雷達(dá)接收功率，Z為雷達(dá)反射率，r為目標(biāo)物距雷達(dá)的距離。Pt表示雷達(dá)發(fā)射功率，h為雷達(dá)照射深度，為天線增益，θ、φ表示水平和垂直波寬，λ表示雷達(dá)波長(zhǎng)K表示與復(fù)折射指數(shù)有關(guān)的系數(shù)，C為常數(shù)，之決定于雷達(dá)參數(shù)和降水相態(tài)。四、了距離折最大不模糊距離：最大不模糊距離是指一個(gè)發(fā)射脈沖在下一個(gè)發(fā)射脈沖發(fā)出前能向前走并返回雷達(dá)的最長(zhǎng)距離，c光速，PRF為脈沖重復(fù)頻率。距離折疊是指雷達(dá)對(duì)雷達(dá)回波位置的一種辨認(rèn)錯(cuò)誤。當(dāng)距離折疊發(fā)生時(shí)，雷達(dá)所顯示的回波位置的方位角是正確的，但距離是錯(cuò)誤的（但是可預(yù)計(jì)它的正確位置）。當(dāng)目標(biāo)位于最大不模糊距離（Rmax以外時(shí)，會(huì)發(fā)生距離折疊。換句

話說，當(dāng)目標(biāo)物位于Rmax之外時(shí)，雷達(dá)卻把目標(biāo)物顯示在以內(nèi)的某個(gè)位置，我們稱之為‘距離折疊’。五、理雷達(dá)探原理。反射率因子Z值的大小，反映了氣象目標(biāo)內(nèi)部降水粒子的尺度和數(shù)密度，反射率越大，說明單位體積中，降水粒子的尺度大或數(shù)量多，亦即反映了氣象目標(biāo)強(qiáng)度大。反射率因子（回波強(qiáng)度）：即反射率因子為單位體積內(nèi)中降水粒子直徑次方的總和。意義：一般Z值與雨強(qiáng)I有以下關(guān)系：層狀云降水Z=200I1.6地形雨Z=31I1.71雷陣雨Z=486I1.37新一代天氣雷達(dá)取值Z=300I1.4六、了雷達(dá)資準(zhǔn)確的限性、料誤和資料代表性由于雷達(dá)在探測(cè)降水粒子時(shí)，以大氣符合標(biāo)準(zhǔn)大氣情況為假定，與實(shí)際大氣存在一定的差別，使雷達(dá)資料的準(zhǔn)確度具有一定的局限性，且由于雷達(dá)本身性能差異及探測(cè)方法的固有局限，對(duì)探測(cè)目標(biāo)存在距離折疊及速度模糊現(xiàn)象，對(duì)距離模糊和速度模糊的處理等，均增大了雷達(dá)資料的誤差。雖然如此，由于徑向速度是從多個(gè)脈沖對(duì)得到的徑向速度的平均值，為平均徑向速度，雷達(dá)反射率因子通過對(duì)沿徑向上的四個(gè)取樣體積平均得到的，其徑向分辨率相當(dāng)于四個(gè)取樣體積的長(zhǎng)度，這也使雷達(dá)探測(cè)的資料具有一定的代表性。第二章

天氣雷圖像識(shí)一、掌多普勒應(yīng)多普勒效應(yīng)為，當(dāng)接收者或接受器與能量源處于相對(duì)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)時(shí)，能量到達(dá)接受者或接收器時(shí)頻率的變化。多普勒頻率，是由于降水粒子等目標(biāo)的徑

向運(yùn)動(dòng)引起的雷達(dá)回波信號(hào)的頻率變化，也稱為多普勒頻移，其與目標(biāo)的徑向運(yùn)動(dòng)速度成正比，與多普勒天氣雷達(dá)波長(zhǎng)成反比。二、了多普勒氣雷達(dá)量反射因子平均徑速度和度譜寬主要技方法多普勒雷達(dá)利用降水粒子的后向散射與多普勒效應(yīng)來達(dá)到對(duì)其探測(cè)的目的。通過發(fā)射信號(hào)與接收信號(hào)的延遲來測(cè)量距離，通過降水粒子的多普勒頻移來測(cè)量其速度。反射率因子：雷達(dá)的反射率因子是降水粒子后向散射被雷達(dá)天線接收到的回波，為單位體積內(nèi)中降水粒子直徑6次方的總和，反射率因子Z值的大小，反映了氣象目標(biāo)內(nèi)部降水粒子的尺度和數(shù)密度，反射率越大，說明單位體積中，降水粒子的尺度大或數(shù)量多。平均徑向速度：由于降水粒子等目標(biāo)的徑向運(yùn)動(dòng)引起的雷達(dá)回波信號(hào)的頻率變化，也稱為多普勒頻移，其與目標(biāo)的徑向運(yùn)動(dòng)速度成正比，與多普勒天氣雷達(dá)波長(zhǎng)成反比。徑向速度則是從多個(gè)脈沖對(duì)得到的徑向速度的平均值，為平均徑向速度，而相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)差即為譜寬。速度譜寬：徑向速度則是從多個(gè)脈沖對(duì)得到的徑向速度的平均值，為平均徑向速度，而相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)差即為譜寬。三、理距離折和速度糊的概最大不模糊距離：最大不模糊距離是指一個(gè)發(fā)射脈沖在下一個(gè)發(fā)射脈沖發(fā)出前能向前走并返回雷達(dá)的最長(zhǎng)距離，Rmax=0.5c/PRF,c為光速，為脈沖重復(fù)頻率。距離折疊：距離折疊是指雷達(dá)對(duì)雷達(dá)回波位置的一種辨認(rèn)錯(cuò)誤。當(dāng)距離折疊發(fā)生時(shí)，雷達(dá)所顯示的回波位置的方位角是正確的，但距離是錯(cuò)誤的（但是可預(yù)計(jì)它的正確位置）。當(dāng)目標(biāo)位于最大不模糊距離（）以外時(shí)，會(huì)發(fā)生距離折疊。即當(dāng)目標(biāo)物位于Rmax之外時(shí)，雷達(dá)卻把目標(biāo)物顯示在以內(nèi)的某個(gè)位置，我們稱之為‘距離折疊’。如果一個(gè)散射區(qū)在Rmax之外，那么回波只有在下一個(gè)脈沖發(fā)射之后才能收到，因?yàn)閷?shí)際的來回距離在Rmax和Rmax之間，因此這種回波被稱為第二區(qū)回波。最大不模糊速度Vmax最大不模糊速度是雷達(dá)能夠不模糊地測(cè)量的最大平均徑向速度，其對(duì)應(yīng)的相移是180度。按照采樣定理可知，雷達(dá)能夠準(zhǔn)確測(cè)量多普勒頻率是PRF/2，即fDmax=PRF/2?？紤]到多普勒頻率實(shí)際上是頻率漂移，可正可負(fù),故fDmax=±PRF/2,把關(guān)系式fD=2V/λ代,并把fDmax和Vrmax相對(duì)應(yīng),可得：

Vmax=±λ*PRF/4對(duì)實(shí)際使用的雷達(dá)來說，波長(zhǎng)是固定的，當(dāng)選定了Rmax（或脈沖重復(fù)頻率）后，就會(huì)存在一個(gè)Vmax。即，當(dāng)目標(biāo)的徑向速度大于最大不模糊速度時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生混淆。由雷達(dá)測(cè)得的徑向速度將相差兩倍最大不模糊速度（稱Nyquist間隔或速度折疊）。當(dāng)最大不模糊速度較小時(shí)，會(huì)產(chǎn)生多次速度折疊，此時(shí)：真實(shí)速度的可能值v-2nVmax或v+2nVmaxn為1,2,3，···為數(shù)或速度折疊次數(shù)。四、了新一代氣雷達(dá)作方式掃描方式告訴雷達(dá)在一次體積掃描中使用多少仰角和時(shí)間。和CINRADWSR-98D使用三種掃描方式：5分鐘完成14個(gè)不同仰角上的掃描（）6分鐘完成9個(gè)不同仰角上的掃描（）10分鐘完成5個(gè)不同仰角上的掃描（）體掃模式(VCP:VolumeCoverPattern）：掃描方式確定一次體積掃中使用多少個(gè)仰角，而具體是哪些仰角則由體掃模式來規(guī)定。目前只定義了其中的4個(gè)：VCP11：規(guī)定5分鐘內(nèi)對(duì)14個(gè)具體仰角的掃描方式。VCP21：規(guī)定6分鐘內(nèi)對(duì)9個(gè)具體仰角的掃描方式。VCP31：規(guī)定10分鐘內(nèi)對(duì)5個(gè)具體仰角的掃描方式。VCP32：確定的10分鐘完成的5具體仰角與VCP31相同。不同之處：VCP31用長(zhǎng)雷達(dá)脈沖VCP32用短脈沖。定義VCP32。工作模式（OperationalMode）：WSR-88D使用兩種工作模式，即降水模式和晴空模式。雷達(dá)的工作模式?jīng)Q定了使用哪種。工作模式A：降水模式使用VCP11或VCP21，相應(yīng)的掃描方式分別為14/5

和9/6。工作模式B：晴空模式使用VCP31或VCP32，兩者都使用掃描方式5/10。五、了數(shù)據(jù)的量控制理和方去除距離折疊的方法：①用隨機(jī)相位編碼技術(shù)消除距離折疊。

②調(diào)節(jié)脈沖重復(fù)頻率（PRF），這樣便可以改變Rmax，并可能在所關(guān)心的區(qū)域?qū)⒕嚯x折疊退掉。③選擇一個(gè)較高的仰角掃描能克服距離折疊問題。④采取變換探測(cè)地點(diǎn)的方式可以觀察到同一個(gè)風(fēng)暴的不同側(cè)面。去除速度模糊的方法：目前最常見的客觀速度退模糊的技術(shù)方法有下面幾種：①主觀識(shí)別和消除速度模糊影響，在使用速度回波的或等圖像以前，應(yīng)首先分析是否存在速度模糊現(xiàn)象，如存在，則在使用時(shí)排除其影響。②改變脈沖重頻或交替使用雙重頻。6、理解什么是多普勒兩難根據(jù)得知，對(duì)每個(gè)特定雷達(dá)而言，在確定的頻率下，探測(cè)的最大距離和最大速度不能同時(shí)兼顧。第三章對(duì)流風(fēng)的雷達(dá)波特征一、了層狀云水、積降水和云層云混合水的反率因子像主要征在常規(guī)雷達(dá)上，積狀云降水回波被描述為具有密實(shí)的結(jié)構(gòu)，而層狀云降水回波具有均勻的紋理和結(jié)構(gòu)，積狀和層狀混合降水回波具有絮狀結(jié)構(gòu)。積狀云降水，反射率因子空間梯度較大，其強(qiáng)度中心的反射率因子通常在以上，而層狀云降水反射率因子空間梯度小，反射率因子一般大于15dBZ，小于35dBZ。層狀云降水或?qū)訝?積云混合降水反射率因子回波的另一個(gè)特征是所謂的“零度層亮帶”的存在。二、理邊界層合線的別邊界層輻合線：邊界層輻合線在新一代天氣雷達(dá)反射率因子圖上呈現(xiàn)為窄帶回波，強(qiáng)度從幾個(gè)dBZ到十幾個(gè)dBZ。三、理風(fēng)隨高變化的向速度主要征①等徑向速度線為直線：零等速線呈直線，各高度層上的風(fēng)為均勻風(fēng)場(chǎng)。如果實(shí)際風(fēng)速在某高度層上出現(xiàn)最大值，則在徑向速度圖上表現(xiàn)為被閉合等速區(qū)所包圍的最大徑向速度區(qū)。

②S型和反S型徑向速度圖像：零等速線呈型，表示實(shí)際風(fēng)向隨高度順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，在雷達(dá)有效探測(cè)范圍內(nèi)有暖平流；同樣，零等速線呈反型，表示實(shí)際風(fēng)向隨高度逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，在雷達(dá)有效探測(cè)范圍內(nèi)有冷平流。③匯合和發(fā)散流場(chǎng)的速度圖像：如果實(shí)際風(fēng)向在各高度層上為匯合或發(fā)散，則在速度圖上零等速線呈弓形。四、了解鋒面的徑向速度圖像特征鋒面從西北方向移向ＲＤＡ，冷風(fēng)逼近時(shí)，零等速區(qū)（線）有兩個(gè)（條），一個(gè)通過ＲＤＡ呈型結(jié)構(gòu)，另一個(gè)未通過RDA反Ｓ型結(jié)構(gòu)。鋒區(qū)位于東北－西南向零等速線，如下圖。當(dāng)冷鋒位于ＲＤＡ?xí)r，有三條零等速區(qū)（線），有一條零等速線通過ＲＤＡ中心，為鋒區(qū)所在位置，如下圖。當(dāng)冷鋒通過ＲＤＡ后，有三條零等速區(qū)（線），在ＲＤＡ東南方呈西南－東北向的零等速線即為鋒區(qū)，如下圖。

五、理γ尺度系統(tǒng)的徑向速特征①γ中尺度氣旋／反氣旋流場(chǎng)：在小區(qū)域內(nèi)，當(dāng)一對(duì)最大入流／出流速度中心距雷達(dá)是等距離時(shí)，表示在該區(qū)域內(nèi)有中γ尺度旋轉(zhuǎn)存在，沿雷達(dá)徑向方向，若最大入流速度中心位于左側(cè)，表示為氣旋性旋轉(zhuǎn)，若最大入流速度中心位于右側(cè)，則為反氣旋性旋轉(zhuǎn)。②γ尺度輻合／輻散流場(chǎng)：由于尺度輻合／輻散流場(chǎng)得尺度較小，其源點(diǎn)或匯點(diǎn)和整個(gè)流場(chǎng)均在雷達(dá)的有效探測(cè)范圍內(nèi)，在包含γ中尺度輻合／輻散流場(chǎng)的小區(qū)域內(nèi)，沿同一雷達(dá)徑向方向有兩個(gè)最大徑向速度中心，若最大入流中心位于靠近雷達(dá)一側(cè)，則該區(qū)域?yàn)閺较蜉椛^(qū)，相反則為徑向輻合區(qū)。③γ中尺度氣旋式輻合／輻散流場(chǎng)：當(dāng)一對(duì)最大入流／出流中心位于距雷達(dá)不是等距離且不在同一雷達(dá)徑向時(shí)，若最大出流中心更靠近雷達(dá)且最大入流中心位于雷達(dá)徑向左側(cè)時(shí)，表示小區(qū)域內(nèi)流場(chǎng)為氣旋式輻合，相反，若最大入流中心更靠近雷達(dá)且且最大出流中心位于雷達(dá)徑向左側(cè)時(shí)，表示小區(qū)域內(nèi)流場(chǎng)為氣旋式輻散。④γ中尺度反氣旋式輻合／輻散流場(chǎng)：與上述情況類似，還可以有反氣旋式輻合和反氣旋式輻散。第四章新一代氣雷達(dá)品一、理對(duì)流單的概念型根據(jù)積云中盛行的垂直速度的大小和方向，普通風(fēng)暴單體的演化過程通常包括三個(gè)階段：①塔狀積云階段：由上升氣流所控制，上升速度一般隨高度增加，且主要由局地暖空氣的正浮力或者由低層輻合引起，上升速度一般為5~10m/s，個(gè)別達(dá)到25m/s。在塔狀積云的后期，降水能夠引發(fā)下沉氣流。②成熟階段：實(shí)際上是由上升氣流和下沉氣流共存的階段。成熟階段開始于雨最初從云底降落之時(shí)，可認(rèn)為雷達(dá)回波接地是對(duì)流單體成熟階段的開

始。此時(shí)，云中上升氣流達(dá)到最大，隨著降水過程的開始，由于降水粒子所產(chǎn)生的拖拽作用，形成了下沉氣流。然后，這種下沉氣力在垂直和水平方向上擴(kuò)展。這種冷性下沉氣流作為一股冷空氣，在近地面的低層向外擴(kuò)散，與單體運(yùn)動(dòng)前方的低層暖濕氣流交匯而形成颮鋒，又稱陣鋒風(fēng)。成熟階段的對(duì)流單體的中上部，仍為上升氣流和過冷水滴及冰晶等水成物。當(dāng)云頂伸展到對(duì)流層頂附近時(shí)，不再向上發(fā)展，而向該處的環(huán)境風(fēng)下風(fēng)方向擴(kuò)展，出現(xiàn)水平伸展的云砧。③消亡階段：為下沉氣流所控制，此時(shí)降水發(fā)展到整個(gè)對(duì)流云體。實(shí)際上，當(dāng)下沉氣流擴(kuò)展到整個(gè)單體，暖濕空氣源被擴(kuò)展的冷池切斷時(shí)，風(fēng)暴單體開始消亡。二、了對(duì)流風(fēng)的分類對(duì)流風(fēng)暴可分為以下四類：①普通單體風(fēng)暴，②多單體風(fēng)暴，③線風(fēng)暴（飚線），④超級(jí)單體風(fēng)暴。前三類可以是強(qiáng)風(fēng)暴，也可以是非強(qiáng)風(fēng)暴，而第四類一定是強(qiáng)風(fēng)暴。三、理影響雷生成發(fā)的主要素及斷方法影響雷暴生成發(fā)展的主要因素有熱力（浮力）不穩(wěn)定、風(fēng)的垂直切變和水汽的垂直分布三個(gè)因子。另外，在對(duì)流不穩(wěn)定條件下，還需要一定的抬升條件對(duì)流才能發(fā)生。由于浮力決定了垂直方向上空氣的加速程度，它與風(fēng)暴強(qiáng)度直接相關(guān)。垂直風(fēng)切變有利于風(fēng)暴發(fā)展、加強(qiáng)和維持，從而決定了風(fēng)暴類型的演變和發(fā)展。另外風(fēng)暴和環(huán)境的相互作用也會(huì)影響風(fēng)暴的強(qiáng)度和組織。四、了風(fēng)暴相螺旋度概念和理含風(fēng)暴相對(duì)螺旋度是衡量風(fēng)暴旋轉(zhuǎn)潛勢(shì)的具有明確意義的物理量，其取決于沿相對(duì)風(fēng)暴氣流流線方向的水平渦度，而這些因子又取決于低層垂直風(fēng)切變的強(qiáng)度和方向以及風(fēng)暴的運(yùn)動(dòng)。其表達(dá)式為：其幾何意義為：它與速度矢端圖中兩個(gè)層次之間的相對(duì)風(fēng)暴風(fēng)矢量所掃過的區(qū)域的面積成正比。五、掌脈沖風(fēng)的雷達(dá)波特征

脈沖風(fēng)暴的雷達(dá)回波結(jié)構(gòu)有三個(gè)特點(diǎn)：①初始回波出現(xiàn)的高度一般在6~9km之間，②強(qiáng)回波中心值一般大于50dBZ③強(qiáng)中心所在的高度也比較高，一般在-10℃等溫線的高度。6、理解中旋的定中氣旋是與強(qiáng)對(duì)流風(fēng)暴的上升氣流和后側(cè)下沉氣流緊密相連的小尺度（小于10km渦旋，該渦旋滿足一定的切變、垂直伸展和持續(xù)性判據(jù)。一般垂直渦度大于等于即為中氣旋。

，垂直伸展超過風(fēng)暴垂直尺度的1/3，持續(xù)2個(gè)體掃七、掌超級(jí)單風(fēng)暴的義和雷回波征超級(jí)單體風(fēng)暴最本質(zhì)的特征是具有深厚而持久的中氣旋，且只產(chǎn)生在中等到強(qiáng)的垂直風(fēng)切變環(huán)境中。超級(jí)單體風(fēng)暴的回波特征為：①持續(xù)有界弱回波區(qū)，②持久的中氣旋，③低層鉤狀回波，④三體散射長(zhǎng)釘，⑤懸垂?fàn)罨夭ǎ夼园昊夭?，⑦“V”型缺口，⑧上部呈現(xiàn)寬大而伸展的云砧，⑨雷達(dá)回波頂高度較高。A：旁瓣回波B：三體散射C:弱回波區(qū)D：云砧E：回波墻F：懸掛回波G：雨幡八、掌颮線的達(dá)回波征①有界弱回波區(qū)，②中高空的懸垂裝回波，③徑向速度剖面呈現(xiàn)低層輻散、中層輻合和高層輻散。九、理基本反率、平徑向速、組反射率垂直累液態(tài)水量、回頂高、小時(shí)降估測(cè)、氣旋、雹指數(shù)龍卷旋特征常用產(chǎn)基本反射率：代表降水回波的強(qiáng)度大小，最高顯示分辨率為1km，是對(duì)來自4個(gè)相接的距離庫(kù)（分辨率250m）的回波功率取平均值。

平均徑向速度：表示探測(cè)的降水粒子的平均徑向速度大小，為整個(gè)360°方位掃描的徑向速度數(shù)據(jù)。組合反射率：表示一個(gè)體掃內(nèi)，將常定仰角方位掃描中的最大反射率因子投影到笛卡爾坐標(biāo)格點(diǎn)上的產(chǎn)品。垂直累計(jì)液態(tài)水含量：表示將反射率因子數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成等價(jià)的液態(tài)水值，它假設(shè)所有的反射率因子返回都是由液態(tài)水滴引起的經(jīng)驗(yàn)導(dǎo)出關(guān)系?；夭敻撸核窃?8dBZ（可調(diào)閾值）反射率因子被探測(cè)到時(shí)，顯示以最高仰角為基礎(chǔ)的回波頂高度（不進(jìn)行內(nèi)插和外插）。1小時(shí)降水估測(cè)：為1小時(shí)累計(jì)雨量，到當(dāng)前體掃為止的小時(shí)連續(xù)累積，每個(gè)體掃更新一次。中氣旋產(chǎn)品：用來顯示與三種方位切變類型的識(shí)別有關(guān)的信息，即非相關(guān)切變、三維的相關(guān)切變及中氣旋，用深黃色的圓圈顯示。冰雹指數(shù)：老的冰雹指數(shù)產(chǎn)品對(duì)每個(gè)被識(shí)別的風(fēng)暴單體，提供其風(fēng)暴單體結(jié)構(gòu)是否有助于冰雹形成的指示，新的冰雹指數(shù)產(chǎn)品可以在識(shí)別的風(fēng)暴單體屬性表中給出相應(yīng)單體降冰雹的概率、降大冰雹的概率和預(yù)期的最大冰雹尺寸，并以圖形的形式顯示出來。龍卷渦旋特征：同中氣旋。十、了解降水估測(cè)的原理降水估測(cè)的基本原理是基于反射率因子和降水率之間的正相關(guān)關(guān)系。反射率因子越大，降水率越大。建立反射率因子和降水率之間的經(jīng)驗(yàn)關(guān)系，在雷達(dá)測(cè)得降水回波的反射率因子后根據(jù)相應(yīng)的經(jīng)驗(yàn)公式可以求得降水率，對(duì)時(shí)間累加可以得到一段時(shí)間內(nèi)的累計(jì)降水量。1多普勒天氣雷達(dá)主要由幾個(gè)部分構(gòu)成？每個(gè)部分的主要功能是什么？答：主由雷達(dá)據(jù)采集系統(tǒng)（RDA），雷產(chǎn)品生子系統(tǒng)（RPG，主用終端子統(tǒng)（PUP三部分成。主要功能是產(chǎn)生和射射頻沖，接目標(biāo)物這些脈的散射量，并過數(shù)化形成本數(shù)據(jù)RPG的主要功能是：由寬帶訊線路RDA接收字化的本數(shù)據(jù)對(duì)其進(jìn)處理和成各種品，并將產(chǎn)通過窄通訊線傳給用，是制整個(gè)達(dá)系統(tǒng)指令中。主要功能：獲取存儲(chǔ)和示產(chǎn)品預(yù)報(bào)主要通這一界獲取所要的雷產(chǎn)品，將它們適當(dāng)?shù)氖斤@示監(jiān)視上。2多普勒天氣雷達(dá)的應(yīng)用領(lǐng)域主要有哪些？

答：一對(duì)龍卷冰雹、雨大風(fēng)暴洪多種強(qiáng)流天氣行監(jiān)測(cè)預(yù)警；二、利單部或部雷達(dá)現(xiàn)對(duì)某區(qū)域者全國(guó)降水監(jiān)；三、行較大圍的降定量估；四、取降水降水體的風(fēng)信息，到垂直廓線；五、改高分辨數(shù)值預(yù)模式的值場(chǎng)3我國(guó)新一代天氣雷達(dá)主要采用的體掃模式有哪些？答：主有以下個(gè)體掃式：——定5分鐘內(nèi)對(duì)14具體仰的掃描，主對(duì)強(qiáng)對(duì)天氣進(jìn)監(jiān)測(cè)；VCP21——規(guī)定6鐘內(nèi)對(duì)9具體仰的掃描，主對(duì)降水氣進(jìn)行測(cè)；——定10分鐘內(nèi)對(duì)5個(gè)體仰角掃描（使用脈沖）主要對(duì)降水的氣進(jìn)監(jiān)測(cè)。4天氣雷達(dá)有哪些固有的局限性？答：一波束中的高度距離的加而加；二波束寬隨距離增加而寬；三靜錐區(qū)存在。5給出雷達(dá)氣象方程的表達(dá)式，并解釋其中各項(xiàng)的意義。答：Pt雷達(dá)發(fā)射功率(值功率)；G天線增益；脈沖長(zhǎng)；、：天線在水方向和直方向波束度；r為降水標(biāo)到雷的距離：波長(zhǎng)m：復(fù)折射數(shù)；Z達(dá)反射率因。6給出反射率因子在瑞利散射條件下的理論表達(dá)式，并說明其意義。答：，反射率因指在單體積內(nèi)有粒子直徑六次方總和，與波長(zhǎng)關(guān)。7給出后向散射截面的定義式及其物理意義。答：部接收到其

定義：有一個(gè)想的散體，其面面為，它能全上的電波能量并全部勻的向周散，若該想散射返回雷天線處電磁波流密，恰好于同距上實(shí)際射體返雷達(dá)天的電磁能流密，則該想散體的截面積?就稱為實(shí)散射體后向散截面。

物理意：定量示粒子向散射力的弱，后散射截越大，子的后向散射力越強(qiáng)在同等件下，所產(chǎn)的回波號(hào)也越。8什么是天氣雷達(dá)工作頻率？什么是天氣雷達(dá)脈沖重復(fù)頻率？答：工頻率—天氣雷發(fā)射的測(cè)脈的震蕩率脈沖重頻率—每秒產(chǎn)的觸發(fā)沖的目9什么是波束的有效照射深度和有效照射體積？答：有照射深——雷發(fā)出的測(cè)脈具有一的持續(xù)間τ，空間的磁波列有一定長(zhǎng)度h=τc，雷達(dá)波徑向方上，粒的回信號(hào)能同時(shí)返回雷天線的間長(zhǎng)度h/2稱為雷的有效射深度有效照體積—在波束度θ和范圍內(nèi)粒子所生的回能同時(shí)到達(dá)線的空體積，為有效射體。100dBZ代表多少反射率因子單位？－10dBZ、30dBZ和40dBZ分別代表多少反射率因子單位？答：代表，-10表0.1表表1000011何謂多普勒效應(yīng)？多普勒雷達(dá)測(cè)量回波徑向速度的主要技術(shù)是什么？答：多勒效應(yīng)—當(dāng)接者或接器與量源處相對(duì)運(yùn)狀態(tài)時(shí)能量到接收者器）時(shí)率的變。多普勒達(dá)測(cè)量波徑向度的主技術(shù)“脈沖處理”也就是用相繼返回的個(gè)脈沖之間的相變化定目的徑向度。12什么叫距離折疊？什么叫速度模糊？最大不模糊距離和最大不模糊速度的表達(dá)式是什么？多普勒兩難指的是什么？答：距折疊—雷達(dá)對(duì)產(chǎn)生雷回波目標(biāo)物置的判有最大模糊距離，最不模糊離就是雷達(dá)發(fā)的一脈沖遇該距離目標(biāo)物生的后散射波回到雷時(shí)，下個(gè)雷達(dá)沖剛發(fā)出。當(dāng)目標(biāo)的距離出最大模糊距時(shí)，雷對(duì)產(chǎn)生達(dá)回波目標(biāo)位置就產(chǎn)生辨錯(cuò)誤，達(dá)所顯的回波置的方角是正的，但離是誤的（是可預(yù)它的正位置）當(dāng)目標(biāo)于最大模糊距Rmax以外時(shí)，雷達(dá)把目標(biāo)顯示在Rmax內(nèi)的某個(gè)位置這種現(xiàn)稱為距折疊。速度?！蚨嗥绽者_(dá)測(cè)速主要術(shù)是“沖對(duì)處”，能測(cè)量的一脈沖到一個(gè)脈的最大移的限是180°，與180°沖對(duì)相所對(duì)應(yīng)的目物徑向度值稱最大不糊速。如果標(biāo)運(yùn)動(dòng)真實(shí)脈對(duì)相移于，那么雷對(duì)速度第一猜是正的，或叫做不糊的，如果個(gè)目標(biāo)在個(gè)脈沖時(shí)間間期間移的太了，它真實(shí)相超過180°，將賦給它一小于180°的移值，么速度第一值是不確的，者說速是模糊的。最大不糊距離表達(dá)式Rmax=C/(2*PRF)

最大不糊速度表達(dá)式Vmax=λ*PRF/4多普勒難——于最大模糊距和脈重復(fù)頻成反比而最大模糊速度與脈重復(fù)頻成正比因此不在一單一的沖重復(fù)率能夠最大不糊距離最大不糊速度比較大這通稱為多勒兩難130.5度仰角，Rmax=460km和7.5仰角，Rmax=115km時(shí)為什么不大可能產(chǎn)生距離折疊？答：前由于最不模糊離比較，460KM以外的回波才產(chǎn)生距折疊，460KM外即使是較仰角，束中心位置也經(jīng)比較（約），一般對(duì)流風(fēng)較難達(dá)，而且離遠(yuǎn)也成回能夠回雷達(dá)天的能量十分小基本上會(huì)對(duì)460KM以內(nèi)的回波造成影。后者于仰角較高，在115KM以外，雷波束也經(jīng)到了高的高，一的對(duì)流暴很難到此高，所以不大可有大量水粒子波返回達(dá)天造成距折疊。14地物雜波有哪幾種？抑制地物雜波的主要思路是什么？答：地雜波包固定地雜波和常地雜波，定地物波是指塔和山等地物雷達(dá)波正常傳情況下成的波，異地物雜是指由達(dá)波束超折射成的地回波。制地物波的要思路地物為止不動(dòng)，因而沿著雷徑向的度必然零，因抑制物雜波做法是一個(gè)距庫(kù)內(nèi)徑速度在值附近那部分率濾掉15指出超折射在雷達(dá)回波圖上的特點(diǎn)。出現(xiàn)超折射表明當(dāng)時(shí)的大氣狀況怎樣？答：超射在反率因子品上的態(tài)：成反射因子數(shù)出現(xiàn)雜點(diǎn)，斑值的變范圍很，并且以擴(kuò)展很大范圍；折射造的地面波的不勻性相明顯，常反射因子值當(dāng)高并且會(huì)生突然低值到值的變化，其射率因梯度不氣象回的反率因子度光滑超折射平均徑速度產(chǎn)上的形：一個(gè)近零的度場(chǎng)孤立的嵌著非值。出現(xiàn)超射說明時(shí)的大狀況：度隨高升高而加（溫）和或濕度隨高增加而速減少16速度退模糊算法的主要思路是什么？CINRAR-SA達(dá)速度退模糊算法的主要步驟是哪幾步？答：速退模糊法的主思路是據(jù)連性原則每個(gè)速初猜值它的周的相鄰度值相較，如一個(gè)速初猜與它的圍值顯不同，該算法圖用另個(gè)可能值替換個(gè)速度猜值速度退糊算法主要步是：一徑向續(xù)性檢；二、點(diǎn)平均三、擴(kuò)搜索；、環(huán)境表17是多少？

，雷達(dá)波長(zhǎng)5厘米，

應(yīng)是多少？若雷達(dá)波長(zhǎng)10厘米，

答：PRF=C/（2*3000004*/λ=500=6.25m/s；當(dāng)λ=0.1時(shí)，=12.5m/s

所以當(dāng)時(shí)，18如果一個(gè)模糊的徑向速度值是45節(jié)，它的鄰近值是55節(jié)，最大徑向速度是60節(jié)，那么這個(gè)徑向速度的最可能值是什么？答：45-2*60=-75節(jié)19對(duì)流風(fēng)暴分為哪幾種類型？答：對(duì)風(fēng)暴分：1、通單體暴；2多單體暴；、線風(fēng)暴颮線）4超級(jí)單風(fēng)暴20雷暴產(chǎn)生的環(huán)境條件主要有哪些？答：產(chǎn)對(duì)流風(fēng)的環(huán)境件主要：1、大氣熱力層結(jié)不定；2、垂直風(fēng)變；水汽分布；4、觸發(fā)制21垂直風(fēng)切變對(duì)雷暴發(fā)展的主要作用是什么？答：在定的熱不穩(wěn)定件下，直風(fēng)變的增將導(dǎo)致暴進(jìn)一加強(qiáng)和展，主原因在—在切變境下能使上升流傾，這就得上升流中形成降水質(zhì)能夠脫上升氣，而會(huì)因拖作用減上升氣的浮力2可以增中層干空氣的入，加風(fēng)暴的下沉流和低冷空氣流，再通過強(qiáng)抬升使流入的濕氣流強(qiáng)烈上升，而加強(qiáng)流；3、過環(huán)境直風(fēng)切和上升流的相作用提一附向上的動(dòng)氣壓度力，而使氣獲得除力以外向上加度。如果風(fēng)變較弱相對(duì)風(fēng)氣流就可能強(qiáng)到足攜帶降遠(yuǎn)離風(fēng)的上升氣區(qū)，降就通過升氣流落，進(jìn)入風(fēng)低層的流區(qū)，而導(dǎo)致升氣流水負(fù)載明顯增，最終得風(fēng)核消失而中等強(qiáng)的垂風(fēng)切變利于相風(fēng)暴氣的發(fā)展此時(shí)，塊攜著降水離風(fēng)暴入流區(qū)上升區(qū)中等到的垂直切變能產(chǎn)生與風(fēng)鋒匹配的暴運(yùn)動(dòng)從而使暖濕氣源源不地輸送發(fā)展中上升氣中去垂直風(fēng)變的增有利于升氣流下沉氣在相當(dāng)?shù)臅r(shí)間共存，單體在前期體的有一側(cè)有則地形成，如足夠強(qiáng)垂直風(fēng)變伸展風(fēng)暴中層，產(chǎn)生于升氣流垂直風(fēng)變環(huán)境互作用動(dòng)力過能強(qiáng)烈響風(fēng)的結(jié)構(gòu)發(fā)展，這種風(fēng)變環(huán)境下，有于組織好的對(duì)風(fēng)暴如烈多體風(fēng)暴超級(jí)單風(fēng)暴的展。22雷達(dá)單體生命史分為哪幾個(gè)階段？每個(gè)階段的主要特征是什么？答：分三個(gè)階：1、塔積云階：由上氣流所制，升速度般隨高增加，種上升氣流要由局暖空氣正浮力者由層輻合起。初雷達(dá)回的水平度為左右，直尺度大于平尺度初始回頂通常-之間的高度上，波底在高度附近，始回波成后隨著水和冰晶水成物不斷

生成和長(zhǎng)，回向上、下同時(shí)長(zhǎng)，是回波接地，時(shí)最強(qiáng)波強(qiáng)度般在云的中上。2、成階段：升氣流下沉氣共存階段，始于雨初從云降落之時(shí)，現(xiàn)為雷回波接。此時(shí)云中升氣流到最大隨著降過程的始，由降水粒所產(chǎn)生拖曳作，形了下沉流，這下沉氣在近地的低層外擴(kuò)散與單體動(dòng)前方低層濕空氣匯形成鋒。成階段的流單體中上部仍為上氣流和冷水及冰晶水成物當(dāng)云頂展到對(duì)層頂附時(shí)，不向上發(fā)，而向處的境風(fēng)下方向擴(kuò)，出現(xiàn)平伸展云飐，飐回波伸展到十千米上百米。3、消階段：沉氣流控制，水發(fā)到整個(gè)流云體從雷達(dá)波上看，回強(qiáng)中心較高高迅速下到地附近，波垂直度迅速低，回強(qiáng)度減，并且裂消失23給出中氣旋的定義答：中旋是與對(duì)流風(fēng)的上升流和側(cè)下沉流緊密聯(lián)的小度渦旋該渦旋足一定切變、直伸展持續(xù)判據(jù)。個(gè)渦旋以用一蘭金組渦旋來擬：中旋核作一個(gè)固旋轉(zhuǎn)切向速與半徑正比，中氣旋以外，向速度半徑成比，隨半徑增加而少。中旋的水尺度一不超過10KM，直厚度過相應(yīng)流風(fēng)厚度的分之一垂直渦的量為10-2s-1，持續(xù)時(shí)為兩個(gè)掃以上24給出超級(jí)單體風(fēng)暴的定義。經(jīng)典超級(jí)單體風(fēng)暴反射率因子回波的主要特征是什么？答：超單體風(fēng)是伴隨一個(gè)持深厚中氣旋具有強(qiáng)而且持旋轉(zhuǎn)特的對(duì)流體，將現(xiàn)強(qiáng)烈災(zāi)害性氣。經(jīng)典超單體風(fēng)的反射因子回的特是：回頂移過層反射因子的高度區(qū)而于一個(gè)續(xù)的有弱回區(qū)之上在生命的某些段，經(jīng)的超級(jí)體經(jīng)?，F(xiàn)一個(gè)于其右方的層鉤狀波和低的入流口，簡(jiǎn)言之就低層的狀回波入流缺、中的有界回波區(qū)中高層懸垂回結(jié)構(gòu)即典超級(jí)體反射因子的要特。25給出下列小尺度流場(chǎng)特征的雷達(dá)徑向速度示意圖：）輻合＋氣旋式旋轉(zhuǎn)；2）輻散＋氣旋式旋轉(zhuǎn)。答：略26強(qiáng)對(duì)流天氣指的是哪些天氣？答：包冰雹、卷、災(zāi)性大風(fēng)短時(shí)降水等氣。27強(qiáng)冰雹的主要雷達(dá)識(shí)別判據(jù)有哪些？答：主雷達(dá)識(shí)判據(jù)有1回波度最大及所在度，強(qiáng)波區(qū)（）必須擴(kuò)到0等溫線上才能強(qiáng)降雹潛勢(shì)有貢獻(xiàn)當(dāng)強(qiáng)回區(qū)擴(kuò)展-

20等溫線高度上時(shí)，強(qiáng)降的潛勢(shì)獻(xiàn)最大2、具寬闊的回波區(qū)者有界弱波區(qū)，別是當(dāng)們的上存在反射率子核的暴最有于大冰或強(qiáng)降的發(fā)生3、暴頂強(qiáng)散；雷達(dá)回波三體散現(xiàn)象；、零度層高度不能高。28雷暴大風(fēng)的主要雷達(dá)回波特征有哪些？答、一