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1、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
2、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 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
3、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
4、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
5、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
6、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：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
7、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。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
8、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。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
9、意图如下。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。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
10、 。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 ，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 。风速类型：(a) (b) (c) (d)风向类型： (a) (b) (c)答：风
11、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 。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： (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
12、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 。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。 (a) (b) (c
13、)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
14、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。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
15、.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？（，）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
16、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
17、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。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。16
舟山多普勒天气雷达原理与业务应用试题
