雷达试题及答案

1、当波源和观测者做相对运动时，观测者接受到的频率和波源的频
率不同，其（频率变化量）和（相对运动速度大小）有关，这种现象就叫做多普勒效应。

2、判断大冰雹最有效的方法是检查强回波（＞45dBZ）能否发展到（0°
C）,特别是（-20 ° C）等温线高度以上。

5、新一代天气雷达近距离目标物的探测能力受限的主要原因是（静
锥区）的存在。

6、天气雷达主要雷达参数有（雷达波长）、（脉冲重复频率PRF）、脉
冲持续时间（T）和脉冲宽度（h）、（峰值功率）、（波束宽度）。

9、电磁波在降水粒子上的散射，是（天气雷达探测降水）的基础。

11、超级单体最本质的特征是具有一个（深厚持久的中气旋）。

12、在层状云或混合云降水反射率因子回波中，出现了（反射率因子较高的
环形）区域，称之为零度层亮带。

13、可能导致谱宽增加的非气象条件有（天线转速）（距离）（雷达的信噪
比）
15、产生强降水的中尺度对流回波的多普勒速度特征是（强的风切变）、（强的辐合和形变）、（深厚的积云对流）、（旋转环流）21、在径向速度图中，气流中的小尺度气旋（或反气旋）表现为一个（最大和最小的径向速度对），但两个极值中心的连线和雷达的射线（相垂直）。

23、边界层辐合线在新一代天气雷达反射率因子图上呈现为（窄带回
波），强度从几个dBZ到十几个dB乙
24、在比较大的环境垂直风切变条件下，产生地面直线型大风的系统有多单
体风暴、飑线和超级单体风暴，它们的一个共同预警指标是
（中层气流辐合）。

28、单位体积中云雨粒子后向散射截面的总和，称为气象目标的（反射率）。

29、对于相同的脉冲重复频率，C波段雷达的测速范围大约是S波段雷达测速
范围的（1/2 ）。

31、新一代天气雷达回波顶高产品中的回波顶高度（小于云顶高度）。

33、垂直风廓线产品VWP寸分析（高低空急流、垂直风切变、热力平流类型）
是有用的。

34、中气旋是风暴尺度环流，它能由（切变尺度、持续时间尺度、垂直方
向伸展厚度）来衡量。

35、湿下击暴流的预警指标是（云底以上的气流辐合、反射率因子核心的下
降）。

36、相比雨量计估计降水，雷达估计降水量的优点为（空间分辨率高）、
（范围大）。

38、飑线的（断裂处）往往是强天气容易发生的地方。

39、相对风暴螺旋度是衡量（风暴旋转）潜势的物理量
41、飑线是呈（线性排列）的对流单体族，其长和宽之比大于（5：1）
42、（稳定性和持续性）是超级单体与其他强风暴的主要区别。

43、强降水超级单体风暴通常在低层具有丰富水汽、较低LFC（自由对
流高度）和弱的对流前逆温层顶盖的环境中得以发展和维持。

44、中气旋是与强对流风暴的（上升气流）和后侧（下沉气流）紧密相连的小
尺度涡旋，该涡旋满足一定的（切变、垂直伸展和持续性）判据。

46、大冰雹的产生与（风暴上升气流的强度和尺度）以及跨越上升气流的（相
对风暴气流）有关。

47、雷电是由积雨云中冰晶（温差起电）以及其它起电作用所造成的
云与地之间或云与云之间的放电现象。

一般当云顶发展到
（-20 C）等温线高度以上时，云中便有了足够多的冰晶，因
此，就会出现闪电和雷鸣。

49、在强台风雷达回波模式中，总是存在的回波带是（螺旋雨带）
1、图上标出每条电磁波属于哪种折射
答案：理想散射体，其截面为（T，它能全部接收射到其上的电
磁波，并全部均匀散射出去，其散射到雷达天线的电磁能
流密度恰好等于等距离上实际散射体返回雷达天线的能流密度，
则截面。

为后向散射截面
3、什么是天线增益：
答案：天线方向上某一距离上单位面积的能流密度与均匀散射时
同等距离上的能流密度之比
4、什么是脉冲重复频率
答案：每秒产生的触发脉冲的数目
5、0 dBZ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？
答案：0.1、1000、10000 （mm6/m）
6、目前雷达采用哪几种体积扫描模式
答案：VCP11 --- VCP11( scan strategy #1 ，version 1 )规定
5分钟内对14 个具体仰角的扫描方式。

VCP21 --- VCP21 ( scan strategy #2 ，version 1 )规定6分钟内对9 个具体仰角的扫描方式。

VCP31 --- VCP31 ( scan strategy #3 ，version 1 )规定
10 分钟内对5个具体仰角的扫描方式。

VCP32 --- VCP32 (scan strategy #3 ，version 2 )确定的10分钟完成的5个具体仰角与VCP31相同。

不同之处在于
VCP31使用长雷达脉冲而VCP32使用短脉冲。

WSR-98D 未定义VCP32。

10、普通地物杂波特点：答案：指有高塔或山脉等地物在雷达波束正常传播情况下造成的杂波，一般发生在距雷达较近的地方，对于任一特定的仰角，典型的固定地物杂波污染从一个体扫描到下一个体扫描很少有变化，并且大多数时间都会出现。

一般都有较高的反射率，其径向速度接近零。

11、杂波信号与气象信号的区别：
答案：一个杂波信号的特征是具有较高的回波功率，径向速度以零为中心分布，谱宽很窄。

一个气象信号具有变化的回波功率，径向
速度很少以零为中心分布
13、雷达速度图上“紫色”的意义
答案：在多程回波出现叠加的情况下，对于出现回波叠加的库，
如果功率比超过阈值，较小回波对应目标位置将标为紫色, 若果功率比不超过阈值，则所有叠加的回波对应的目标距
离处将标为紫色
14、简述右图展示的雷达站附近上空风场特
征
答案：风向随高度顺时针旋转
风速不随高度变化
SASE VELOCirY
5^ NM a? NM AE^BASE VELOCITY §2 NM 27 NM RES
15、简述右图展示的雷达站附近上空风场特征
答案：风向不随高度变化
风速随高度先增后减
有低空急流
16、简述右图展示的天气系统位置和雷达站附近上空风场特征
答案：冷锋移过雷达站
冷锋后部为西北风，风向随高度逆时针旋转，冷锋前为西南风。

I C A H ZEH1 AT
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曲菇芽加別护
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17、图中数字1〜8分别代表哪种 中尺度特征
答案：1 —气旋式辐合
2 —气旋式旋转
3 —气旋式辐散
4 —辐合
5 —辐散
6 —反气旋式辐合
7 —反气旋式旋转 8
—反气旋式辐散
答案：
积状云降水回波；结构密实 层状云降水回波；均匀的纹理
积状云和层状云混合降水回波；絮状结构 19、垂直液态水含量（VIL ）的优点
答案：
能确定大多数冰雹的位置 一旦临界值被确定，可用于辨别有大冰雹的风暴
持续的高VIL 值可能与超级单体风暴有关
快速降低的VIL 值也许意味着破坏性大风的开始
20、冰雹算法主要考虑哪些因素
答案：a-8km 以上有超过30dBZ 的反射率因子；b-单体的最大反射率
18、反射率因子回波大致可分为哪三种, 是什么？
各自在雷达上表现出的特征
因子超过55dBZ c-中层反射率因子超过50dBZ d-具有低层弱回波 区和中层悬垂结构
21、 简述雷达定量测量降水的基本步骤。

答案：雷达定量测量降水的基本步骤：首先利用每个体扫的最
低4个仰角的反射率因子求得混合扫描反射率因子，
其次
根据Z-R 关系求得降水率，然后对时间累加得出某段时间 内的累积降水，最后利用雨量计数据对雷达估测降水进行 调整、输出。

22、 简述影响雷达定量降水估算精度的因子。

答案：影响降水估算精度的因子有：不恰当的Z-R 关系、雷达本 身的定标
误差、湿的天线罩、零度层亮带、远距离处雷达 波束从降水系统上面穿过、地物杂波、冰雹影响等。

23、 何为最大不模糊距离
答案：最大不模糊距离：最大不模糊距离是指一个发射脉冲在下
一个发射脉冲发出前能向前走并返回雷达的最长距离。

24、何为雷达反射率因子
答案：在单位体积中，所有散射粒子直径六次方之和，称为雷达
反射率因子。

25、简述零度层亮带是如何产生的
答案：0 “度层”以上，较大的水凝物多为冰晶和雪花，反射率不
大；下降过程中经过0度层开始融化，表面出现水膜，尺 度不变，反射率由于水膜出现而迅速增加；当粒子进一步 下降完全融化成水滴时，尺度减小，同时末速度增大，使 单位体积水滴个数减少，反射率因子降低。

R
max
C 2 PRF
26、产生对流风暴的环境因子有哪些
答案：大气热力层结或热力不稳定（对流有效位能cape）、垂直风切变、水汽条件、触发机制或抬升条件（锋面、干线、阵风锋等）27、简述相对风暴螺旋度的意义和作用
答案：指相对风暴风场和顺流线方向涡度的积分效应；其大小与速度矢端图上两个层次之间相对风暴所扫过的区域面积成比例；能够用
以估计风暴从上升气流中获得的旋转潜势大小。

28、超折射形成的条件
答案：大气中折射指数n 随高度迅速减少或逆温和/ 或湿度随高度迅速减小；超折射回波主要出现在最低扫描仰角。

29、强降水超级单体风暴低层反射率因子特征及其意义。

答案：宽广的钩状、
逗点状和螺旋状的回波表明强降水包裹着中
气旋；前侧V 型缺口回波表明强的入流气流进入上升气流；后侧V
型缺口回波表明强的下沉气流，并有可能引起破坏性大风。

30、简述对流造成的灾害性天气
答案：下沉气流造成的地面阵风速度超过18m/s;任何形式的龙
卷；直径大于2cm的冰雹；暴洪。

31、简述龙卷涡旋特征（TVS）
答案：在雷达径向速度图上可识别一种与龙卷紧密关联的比中气旋尺度小的旋转快的涡旋，在速度图上表现为像素到像素的很大的风
切变。

32．中气旋的判别标准是什么？
答案：（1）核区直径小于等于10 公里，旋转速度超过相应的数值；
（2）垂直伸展高度超过风暴垂直厚度的三分之一；
（3）以上两个条件都满足的持续时间至少是2 个体扫。

33、通常将中气旋分为哪三级？在距离雷达50km处对应的旋转速度各为多少？
答案：通常将中气旋分为弱、中、强三级。

旋转速度：分别为12m/s、16m/s、22m/s。

34、请解释三体散射回波产生的原因。

答案：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。

35、利用新一代天气雷达回波图像分析强对流天气系统时主要是用哪
些产品？并给出强对流回波特征？（至少写出8个产品及4 个特征）答案：对强对流系统的雷达探测产品有：反射率因子R、平均径向速度V、相对于风暴的平均径向速度SRM组合反射率因子CR 反射率因子垂直剖面、垂直累积液态水量VIL、回波顶ET、冰雹指数HI、一小时累积降水OHR强天气分析SWA中气旋M
等产品。

它们可能是下列特征：弱回波区、有界弱回波区、中气旋、风暴顶辐散、三体散射长钉、钩状回波、前侧V 型槽口、后侧入流V 型槽口等。

36、导致相对高的谱宽的气象条件
答案：（1）锋面边界、雷暴出流边界（2）雷暴（3）切变区域
（4）湍流（5）风切变（6）降落速度不同的雨和雪
37、脉冲风暴回波结构的特点
答案：（1）初始回波出现的高度一般在6-9km
（2）强回波中心值一般大于50dBZ。

（3）强中心高度一般在-10 C等温线的高度左右。

38、冷池与风暴发展的关系答案：在弱垂直风切变环境中，由于风暴冷性外流气流很快切断低层的暖湿气流，从而使得风暴生命史较短；强的垂直风切变能使风暴维持较长时间。

这是由于当垂直风切变强时，风暴入流气流和阵风锋的冷池气流之间的平衡给发展中的风暴单体提供了源源不断的暖湿空气。

同时产生于对流层中层强旋转作用的抬升力也能加强主上升气流侧翼新生单体的发展（风暴的传播）。

40、“显著弓形回波”特征答案：在弓形回波前沿（入流一侧）存在高反射率因子梯度区；弓形回波入流一侧存在弱回波区WE（早期阶段）；回波顶位于WER
或高反射率因子梯度区之上；弓形回波的后侧存在弱回波通道或RIN (后侧入流缺口)，表明存在强的下沉后侧入流急流。

显著弓形回波意味着比普通弓形回波增加的灾害潜势。

三、问答题：
1、说明中气旋成熟阶段特征
答案：(1)是中气旋强度最强的阶段
(2)具有最大的旋转速度和形成龙卷的最大潜势。

(3)中气旋核达到最低，伸展厚度达到最深。

(4)结构上为上升和下沉气流各占一半。

(5)在低层，上升气流下方的辐合和中气旋的旋转相结合，产生辐合
旋转；
(6)在中下层为纯粹的旋转
(7)在中上层，风暴顶部的辐散和中气旋的旋转相结合，产生辐散旋
转。

(8)风暴顶部只存在纯粹的辐散。

2、说明右侧四幅雷达速度图展示的天气系统，并阐述理由
ktlr «_& itarw R B I W1 -冲鼻.[iktsi Frl £t: 1«Z »T^r—嘗*
kt T H >. t St&r* A«T ・*■! 一RI-HF Fr i £1; 141 2f!-A#r-l-1kt lx Figure 2*32.Four quadrant display of different elevation angles through a §torm. Note that the RDA is to the south of the display and that the small scale features change with height.
答案：中丫尺度风暴
（1）同一高度上小区域内有最大流入速度、最大流出速度中心相邻。

（2）低层（0.5 度、1.5 度）最大流出速度较最大流入速度距雷达更近，为气旋式辐合
（3）中层（2.4 度）最大流出速度较最大流入速度距雷达更远，为气旋式辐散
（4）高层（6.0 度）最大流出速度与最大流入速度位于同一径向上，且
最大流出速度位于最大流入速度的外侧，为纯辐散。

3、雷达降水估计误差主要来自哪些方面？
答案：（1）雷达波束从降水系统顶扫过导致降水过低估计
（2）降水蒸发导致降水过高估计
（3）地形对降水的加强作用导致降水过低估计
（4）雷达在亮带取样导致降水过高估计
（5）不适合的Z-R 关系
（6）超折射回波存在导致降水过高估计
4、判断大冰雹的方法
答案：（1）较高反射率因子（45或50dBZ）能否扩展到0C,特别是-20 C等温线高度以上；
（2）具有宽大的弱回波区WERg有界弱回波区BWER勺回波特征的风
暴易发生大冰雹；
（3）风暴顶强辐散以及与气团有关的季节性的大VIL （垂直积分液态水含量)值
(4)S波段雷达出现的三体散射明确表明风暴中存在大冰雹。

(5)0C层或融化层高度在2-3km之间时，有利于出现大冰雹
5、如何利用雷达产品预警暴洪答案：(1)判断低空急流及其随时间变化
(2)判断降水率的大小(3)根据降水系统主轴取向与系统移动方向的关
系，判断降水
持续时间
(4)流判断域雨量定量估计
五、计算题
1、当雷达脉冲重复频率(PRF为300Hz时，分别计算10cm雷达和
5cm雷达最大探测距离和最大不模糊速度。

V
max 二-P4RF;
4
答案：10cm: Rmax=500km Vmax=7.5m/s
R max ;
2PRF
5cm : Rmax=500km Vmax=3.75m/s
RM* 8 一
2、如果一个模糊的径向速度值是45m/s,它的邻近值是-55m/s，最
大径向速度是60m/s节，那么这个径向速度的最可能值是什么?
答案：V=V叶(-)2nVmax=45-2x60=-75m/s
3、假设1立方米内有730个雨滴，其中729个雨滴直径为1mm 1个直径为3mm 计算这1立方米内水滴产生的反射率因子Z
答案：Z二刀Di6=729x16+1x36=729+729=1458m5m3。