舟山多普勒天气雷达原理与业务应用试题.doc

多普勒天气雷达原理与业务应用试题1、新一代天气雷达主要有哪三个部分组成？答：雷达数据采集（RDA）、雷达产品生成（RPG）和主用户处理器（PUP）。2、雷达数据采集（Radar Data Acquisition）简称RDA，有哪几部分构成？答：发射机、天线、接收机和信号处理器。3、主用户处理器（Principal User Processor）简称PUP，主要功能是什么？答：获取、存储和显示产品。4、新一代天气雷达第一级数据是由接收机输出的模拟数据，第二级数据是由信号处理器产生的最高时空精度的高分辨率数据，称为 基数据 ；第三级数据是由RPG生成的数据，称为 产品数据 。5、新一代天气雷达有哪4种常用体扫模式？强对流天气过程中最好使用何种扫描模式？新一代天气雷达有VCP11、VCP21、VCP31、VCP32四种常用体扫模式。强对流天气过程中最好使用VCP11体扫模式。6、雷达气象方程为，其中表示 天线增益 ，表示 雷达波长 ， 表示 粒子的后向散射截面 。7、在瑞利散射条件下，定义反射率因子，则雷达气象方程可表示为 ，其中。在不满足瑞利散射条件下，雷达气象方程要表示为同一形式，则称为 等效反射率因子 。8、反射率因子和回波功率的表示形式分别定义为 （ ）和，将雷达气象方程变换为，即，其中为 距离订正 推荐精选项，是只与 雷达性能 有关的常数。9、当天线仰角0度时，波束路径曲率，即为大气折射指数随高度的递减变化率。地球与波束路径的相对曲率为，若把看作地球表面曲率，雷达波束可以看作是直线传播，则所对应的半径为 等效地球半径 。10、已知标准大气折射曲率，地球半径，请计算等效地球半径。解：等效地球半径答：标准大气的等效地球半径为8500公里。11、曲率，等效地球半径，波束路径在地球表面与某层大气之间，依靠地面的反射向前传播，这种大气折射称为 超折射 。12、电磁波在雷达脉冲重复周期内传播的最大距离的1/2，称为 最大不模糊距离 ，即计算公式，或 其中为 电磁波传播速度 ，为 脉冲重复周期 ，为 脉冲重复频率 。13、当雷达脉冲重复频率为250次/秒，已知电磁波的传播速度为公里，请计算雷达的脉冲重复周期和最大不模糊距离。解：答：雷达的脉冲重复周期为秒和最大不模糊距离为600公里。14、当目标物位于最大不模糊距离以外时，雷达错误地把它当作同一方向的最大不模糊距离推荐精选以内的某个位置，称之为 距离折叠 。15、最大不模糊距离为300公里，一个位于距雷达360公里处的目标物会发生距离折叠，请计算雷达会错误地把它当作同一方向距雷达多少的位置上。解：该雷达在电磁波每传播2x300=600公里发出一个脉冲，360公里处的目标物返回到达雷达时传播了2x360=720公里，这时雷达已经发出了下一个脉冲，并且传播了120公里，雷达就会错误地把它当成是刚发出的脉冲在120/2=60公里处目标物所返回的。答：雷达会错误地把360公里处的目标物当作同一方向距雷达60公里的位置上。16、当接受者与能量源处于相对运动状态时，能量到达接受者时的频率变化称为 多普勒效应 ，其多普勒频移，其中为运动的相对速度（离开为正），为电磁波波长。17、一个雷达波长10cm，当目标物向着雷达运动的速度为25m/s时的多普勒频移为多少？解：多普勒频移答：多普勒频移为500赫兹，约为原来频率的。18、由于多普勒频移很小，一般为约为原来频率的，雷达很难准确测定其频移，但可以通过测量相继返回的脉冲对之间的 相位差 来确定目标物的径向速度，因为相位差，所以目标物的径向速度，其中为粒子径向移动距离，有正负（离开雷达为正，向着雷达为负），故相位差必须。当时，有，这时的称为 最大不模糊速度 。当粒子径向移动速度超过时，必定会发生 速度模糊 。19、一个波长为10厘米，脉冲重复频率为400次/秒的雷达，其最大不模糊速度为多少？最大不模糊距离为多少？解：推荐精选答：其最大不模糊速度为10米/秒，最大不模糊距离为375公里。20、在体扫模式VCP21中，每一仰角使用什么取样方式（CS/CD，B，CDX）?仰角（度）0.501.452.403.354.306.009.9014.619.5取样方式CS/CDCS/CDBBBBCDXCDXCDX21、下图表示为中尺度（220公里）的基本速度图，雷达位于图的下方，红色表示反射粒子离开雷达的速度，绿色表示向着雷达的速度，请回答流场的辐合/辐散和气旋/反气旋式特征，并画出流场示意图。答：纯辐散流畅，示意图如下。22、下图表示为中尺度（220公里）的基本速度图，雷达位于图的下方，红色表示反射粒子离开雷达的速度，绿色表示向着雷达的速度，请回答流场的辐合/辐散和气旋/反气旋式特征，并画出流场示意图。推荐精选答：纯辐合流畅，示意图如下。23、下图表示为中尺度（220公里）的基本速度图，雷达位于图的下方，红色表示反射粒子离开雷达的速度，绿色表示向着雷达的速度，请回答流场的辐合/辐散和气旋/反气旋式特征，并画出流场示意图。答：纯反气旋式流畅，示意图如下。24、下图表示为中尺度（220公里）的基本速度图，雷达位于图的下方，红色表示反射粒子离开雷达的速度，绿色表示向着雷达的速度，请回答流场的辐合/辐散和气旋/反气旋式特征，并画出流场示意图。答：纯气旋式流畅，示意图如下。推荐精选25、下图表示为中尺度（220公里）的基本速度图，雷达位于图的下方，红色表示反射粒子离开雷达的速度，绿色表示向着雷达的速度，请回答流场的辐合/辐散和气旋/反气旋式特征，并画出流场示意图。答：反气旋式辐散流畅，示意图如下。26、下图表示为中尺度（220公里）的基本速度图，雷达位于图的下方，红色表示反射粒子离开雷达的速度，绿色表示向着雷达的速度，请回答流场的辐合/辐散和气旋/反气旋式特征，并画出流场示意图。答：反气旋式辐合流畅，示意图如下。推荐精选27、下图表示为中尺度（220公里）的基本速度图，雷达位于图的下方，红色表示反射粒子离开雷达的速度，绿色表示向着雷达的速度，请回答流场的辐合/辐散和气旋/反气旋式特征，并画出流场示意图。答：气旋式辐散流畅，示意图如下。28、下图表示为中尺度（220公里）的基本速度图，雷达位于图的下方，红色表示反射粒子离开雷达的速度，绿色表示向着雷达的速度，请回答流场的辐合/辐散和气旋/反气旋式特征，并画出流场示意图。答：气旋式辐合流畅，示意图如下。推荐精选29、 下图为水平均匀风场情况下的雷达径向速度示意图，虚线表示风速向着雷达，实线表示风速离开雷达，请选择垂直风廓线风向风速随高度分布类型组合。风向 ，风速 。风速类型：(a) (b) (c) (d)风向类型： (a) (b) (c)答：风向 a ，风速 a 。30、下图为水平均匀风场情况下的雷达径向速度示意图，虚线表示风速向着雷达，实线表示风速离开雷达，请选择垂直风廓线风向风速随高度分布类型组合。风向推荐精选 ，风速 。风速类型：(a) (b) (c) (d)风向类型： (a) (b) (c)答：风向 b ，风速 c 。31、下图为水平均匀风场情况下的雷达径向速度示意图，虚线表示风速向着雷达，实线表示风速离开雷达，请选择垂直风廓线风向风速随高度分布类型组合。风向 ，风速 。推荐精选风速类型：(a) (b) (c) (d)风向类型： (a) (b) (c)答：风向 b ，风速 d 。32、下图为水平均匀风场情况下的雷达径向速度示意图，虚线表示风速向着雷达，实线表示风速离开雷达，请选择垂直风廓线风向风速随高度分布类型组合。风向 ，风速 。推荐精选风速类型：(a) (b) (c) (d)风向类型： (a) (b) (c)答：风向 c ，风速 c 。33、下图为水平均匀风场情况下的雷达径向速度示意图，虚线表示风速向着雷达，实线表示风速离开雷达，请选择垂直风廓线风向风速随高度分布类型组合。风向 ，风速 。风速类型：(a) (b) (c) (d)风向类型：推荐精选 (a) (b) (c)答：风向 c ，风速 d 。34、下图为水平均匀风场情况下的雷达径向速度示意图，虚线表示风速向着雷达，实线表示风速离开雷达，请选择垂直风廓线风向风速随高度分布类型组合。风向 ，风速 。风速类型：(a) (b) (c) (d)风向类型： (a) (b) (c)答：风向 a ，风速 c 。推荐精选35、下图为水平均匀风场情况下的雷达径向速度示意图，虚线表示风速向着雷达，实线表示风速离开雷达，请选择垂直风廓线风向风速随高度分布类型组合。风向 ，风速 。风速类型：(a) (b) (c) (d)风向类型： (a) (b) (c)答：风向 b ，风速 b 。36、.下图是锋面从西北方向移向雷达时，到达雷达时和移过雷达时的径向速度示意图，请选择锋面经过雷达径向速度示意图的排列顺序。推荐精选 (a) (b) (c)A.abc， B.bca， C.bac， D.cab答：C37热力不稳定是影响风暴强度的主要因子之一，用来衡量热力不稳定大小的最佳参量是对流有效位能CAPE，是气块在给定环境中绝热上升时的正浮力所产生的能量的垂直积分。在温度对数压力（T-lgP）图上，CAPE正比于 气块上升曲线 和 环境温度曲线 从自由 对流高度（LFC） 至 平衡高度（EL） 所围成的区域的面积。其数学表达式为。38、三体散射现象是雷达波束被大粒子散射到地面后，地面又将散射波反射到空中，空中的粒子散射被雷达接受到而形成，下图是典型的三体散射的平面图和剖面图，它表明风暴中存在 大冰雹 。a. 三体散射平面 b. 三体散射剖面39、下图是假定大气中每一高度上的风向、风速比较均匀情况下的模拟速度图。白色为零速度线，图中呈“S”形状，则此图表示风向随高度 顺 时针旋转，有 暖 平流。推荐精选40、下图是假定大气中每一高度上的风向、风速比较均匀情况下的模拟速度图。白色为零速度线，图中呈反“S”形状，则此图表示风向随高度 逆 时针旋转，有 冷 平流。41、下图是假定大气中每一高度上的风向、风速比较均匀情况下的模拟速度图。白色为零速度线，图中呈直线形状，则此图表示风向随高度 不变 ，风速随高度 不变 。42、反射率因子与降水率之间的经验公式为，其中单位为，A和B为待定参数，单位为。新一代多普勒天气雷达A和B的默认值分别为300和1.4，请估算新一代多普勒天气雷达探测到10dBZ和40dBZ回波强度的降水率分别为多少？（，）推荐精选解：反射率因子被定义为 （ ），即：，则10dBZ和40dBZ强度的反射率因子为10和10000。由得，则10dBZ强度的多普勒默认值的降水率为：40dBZ强度的多普勒默认值的降水率为：答：10dBZ回波的降水强度为0.088毫米/小时，40dBZ回波的降水强度为12.23毫米/小时。43、超级单体风暴常伴随哪些灾害性天气？答：冰雹、雷雨大风（大风）、暴洪（强降水）等。44、请列举3种非降水回波。答：地物回波、海浪回波、昆虫和鸟的回波、云回波、大气折射指数脉动引起的回波等。45、请简述超折射回波在反射率因子、径向速度和谱宽产品中的一般表现特征。答：反射率因子产品特征：强度往往非常强，水平梯度很大，基本上不移动。径向速度产品特征：超折射回波区域的速度值很小，基本上接近于零。谱宽产品特征：超折射回波区域的谱宽值一般都比较大。46、请列举5种常用的强天气分析雷达产品。答：强天气分析（SWA）、组合反射率因子（CR）、垂直累积液态水（VIL）、冰雹指数（HI）、中气旋（M）、龙卷涡旋特征（TVS）、回波顶（ET）、风廓线（VWP）、剖面产品等。47、某雷达探测最大不模糊速度为27m/s，设某点速度值出现了一次模糊，其值为+15m/s，请计算该点真实速度值（即退模糊后的值）为多少m/s？答：真实速度值为：15-2*27=-39（m/s）48、风暴分裂过程能够产生气旋和反气旋旋转的风暴对，并分别移向风暴承载层平均的 右侧和 左 侧，但在北半球， 气旋式 旋转的风暴出现的频率比 反气旋式 旋转风暴出现的频率大得多，这主要是由于 垂直风切变 矢量随高度顺时针方向旋转。49、请解释三体散射回波产生的原因。推荐精选答：雷达电磁波经大雹块区域后有一部分被散射到地面，地面将这部分电磁波反射到由大雹块构成的强散射区域，然后又被大雹块区域散射回雷达，从而造成传播距离加长，被雷达处理成是冰雹块离雷达的距离加上冰雹块离地面的距离的2倍。50、简述成熟中气旋在不同高度层速度特征。答：低层：辐合旋转中下层：纯粹的旋转中上层：辐散旋转风暴顶部：纯辐散。 （注：可编辑下载，若有不当之处，请指正，谢谢!） 推荐精选