雷达气象学：利气象雷达进行气探测研究雷达波气相互作学科气物理学气探测天气学研究分支雷达气象学突发性灾害性天气监测预报警报中具极重作
雷达显示方式 ：
PPI（面位置显示Plain Position Indicator) ：固定仰角天线做0－360°时针扫描显示回波分布实际显示圆锥面回波分布测距公式R越回波高度越高
RHI (Range Height Indicator距离高度显示）：固定方位角天线做俯仰扫描探测某方位回波垂直结构坐标：R－低仰角斜距 H－测高公式计算（标准气折射）
脉重复频率PRF：秒产生脉数脉间隔决定探测距离
脉重复周期PRT：两相邻脉间时间间隔
脉宽度τ：脉发射占时间宽度
波长aλ：电磁波周期空间占长度
脉发射频率P：发射机发出探测脉峰值功率
均功率Pa：发射机脉重复周期里均功率
波束宽度：天气方图两半功率点方夹角（波束宽度越精度越高）
天线增益：辐射总功率相时定天线辐射方流密度均匀辐射天线流密度G10*lg（S定S项均匀）
散射：电磁波束气中传播遇空气介质云滴雨滴等悬浮粒子时入射电磁波会介质粒子四面八方传播开种现象称散射现象
物质：气介质云滴水滴气溶胶等散射现象：光波声波等
散射流密度：入射流密度 S i 性散射粒子散射粒子中心半径 R 球面意点接收散射流密度：
瑞利散射时雷达截面：
单球形粒子散射
定义量纲尺度参数：α2πrλ
α<<1时：Rayleigh散射称分子散射空气分子见光散射
01<α<50：Mie散射气中云滴见光散射
雷达截面散射截面
定义：粒子四周作球面波形式性散射符号表示通距离R球面总散射功率入射波流密度雷达截面量纲面积
意义：表示粒子散射力强弱散射截面越粒子散射力越强样条件产生回波信号越强
雷达反射率：定义单位体积全部降水粒子雷达截面称雷达反射率表示常单位反应单位体积群云雨滴天线处产生回波功率
雷达反射率子：单位体积中降水粒子直径6次方总称反射率子Z表示常单位Z值取决云雨滴谱情况
Z正D6方面表明粒子越Z越回波功率越方面表明Z贡献源少数雨滴
等效雷达反射率子：满足瑞利散射条件降水粒子根雷达气象方程求Z值代表降水实际谱分布情况等效Z值(Ze)称等效雷达反射率子
衰减：电磁波量眼传播路径减弱现象
衰减系数：衰减作单位接收功率气中返单位距离时衰减掉量（量纲1距离1m）
气象雷达方程：数字表达式定量表示气象目标雷达回波强度（功率）雷达技术参数气象目标性质目标物距雷达距离间介质传输衰减等影响素间关系方程式
效射深度：波束中距离RR+h2范围粒子散射回波时刻达天线称h2量波束效射深度
效射体积：波束宽度范围粒子产生回波时达天线空间体积称效射体积
充塞系数：气象目标物效射体积充满程度<1
影响充塞系数素：波束宽度素距离素降水云尺度素天线仰角素
折射指数N：
气折射指数实际应单位简称折射指数N单位
折射指数N气压P水汽压e增增温度减增
等效球半径：设想球半径加某数值R'm时R'm半径球表面直线传播超短波探测距离真实球表面折射曲线轨道传播探测距离相R'm称等效球半径
普勒效应：波源接收者间存着相互运动造成接收者接收频率波源发出频率间发生变化
普勒频移：相运动造成频率变化
模糊距离Rmax：雷达脉脉发射前遇目标物回波够返回雷达距离
中Rmax模糊距离c光速T脉重复周期PRF脉重复频率
距离折叠（模糊）：超模糊距离探测回波屏幕会产生距离模糊目标物位Rmax外时雷达目标物显示Rmax某位置目标物方位正确距离错误
模糊速度：普勒雷达够测量脉脉相移180°（π弧度）180°相移应目标物径速度称模糊速度
速度模糊：果目标真实径速度（）Vrmax（Vrmax）普勒雷达出错误速度信息
普勒雷达两难：根模糊距离模糊速度表式知特定雷达言确定频率探测距离速度时兼顾
距离折叠：指雷达确定目标物方位正确距离错误(模糊)目标物位雷达模糊距离（Rmax）外时雷达目标物显示Rmax某位置形象称距离折叠’
雷达扫描方式：
PPI扫描 固定仰角雷达360度方位做圆锥面扫描
PHI扫描 固定方位角雷达垂直面做扫描
VOL体扫描仰角PPI组合扫描
气象回波：气象目标物雷达电磁波散射反射引起回波
（降水回波：层状云降水流云降水混合云降水非降水回波：云雾晴空回波）
非气象回波：非气象目标物电磁波散射反射雷达性引起虚假回波
（物超折射（远处物）波长干扰飞机船海浪假回波）
阵风锋：流风暴中心冷性沉气流达低空外扩散低层暖湿空气交汇引发强风前缘~
普通单体风暴：生命史中始终孤立单体风暴生命尺度510km生命史1h
雷达回波特征：回波较垂直称少移灾害
单体风暴：处发展阶段流单体组成具统环流强风暴系统
超级单体风暴：种高度组织化部环流特殊结构强风暴
旁瓣回波：天线特性造成虚假回波回波顶出现条细长回波
二次回波：距离折叠者层回波目标物位模糊距离外时会产生距离折叠出现二次回波
新代天气雷达常规雷达相优势？
答：常规天气雷达种模拟信号雷达云雨降水质点散射回信号模拟显示器显示出降水云体空间位置范围新代天气雷达仅提供降水分布定量估测提供降水区风场信息 完成部雷达联合组网实时定量探测基础利雷达测雨观测资料结合卫星观测进行更范围降水预报
Rayleigh散射Mie散射点：
Rayleigh：前散射相等侧散射零
Mie：散射前散射α越前散射占越侧散射零
关系：
Mie散射包含Rayleigh散射Rayleigh散射Mie散射特殊
瑞利散射性质
①粒子散射力波长四次方成反波长越短散射越强
②粒子散射力直径 6 次方成正粒子半径越散射越强
③粒子前散射散射粒子侧散射散射截面纺锤形
相态球型粒子雷达截面：
粒子 雪冰粒回波弱
粒子 冰雹回波非常强
外包水膜融化冰球：理处理：折射指数介质组成心球
瑞利散射区：着融化水膜厚度增加融化冰球雷达截面增
米散射区：着融化水膜厚度增加融化冰球雷达截面减
亮带回波（1820km）
解释冬天北方降雪（干雪）回波较弱南方降雪（湿雪认外包水膜冰球）回波较强形成0度层亮带原融化作
气电磁波衰减：
气体雷达波散射忽略2cm雷达波吸收忽略天气雷达测量降水基考虑气体天气雷达衰减mm波长探测时气体衰减考虑
气雷达波衰减湿度e温度T气压P关Pe越气体衰减系数越T越高气体衰减系数越
气气体电磁波衰减吸收雷达波气气体水汽氧气
云衰减：
衰减截面：
特点：1液态云衰减温度降低增（冰云相反）2液滴组成云衰减波长增迅速减波长较短雷达（3cm雷达）考虑云层衰减作3波长较长雷达忽略云层电磁波衰减作冰云衰减液态云衰减2~3量级原冰晶介电常数水
雨衰减：1雨衰减系数般降水强度成正关系
2雨衰减系数定温度波长关系
3波长增加减少（雷达截面波长四次方成反衰减波长成反影响）
面积雨3cm雷达雨衰减考虑
面积中雨3cm5cm雨衰减考虑
面积雨冰雹3cm5cm10cm均考虑
雪冰雹雷达波衰减：
1干雪波长较短降水强度较距离较远时干雪衰减考虑
2湿雪衰减干雪形状子影响时超相情况雨衰减
3冰雹衰减考虑衰减系数雷达波长雹谱分布冰雹直径等关
衰减造成影响：
① 造成回波偏弱弱回波消失
② 减回波区域面积
③ 回波分布情况失真
④ 估测雨强雨量偏
⑤ 导致回波识踪困难
写出雷达气象方程 中参数含义讨该雷达方程适范围
（常数项雷达参数项充塞子项距离子项气象子项衰减子项）
回波接受功率发射功率h脉长度水波束宽度垂直波束宽度G天线增益气象子分影响目标物散射特性波束路径种粒子雷达波衰减作R表示距离（回波功率距离增变距离方成反）方程瑞利散射条件成立
雷达气象方程讨：雷达气象方程：①雷达机参数②气象子③目标物雷达机间距离
雷达机参数：①发射功率②脉宽度脉长度③波瓣宽度④天线增益等
发射功率：增加发射功率通常提高信噪增探测距离探测距离取决脉重复频率目标物高度雷达架设高度球曲率等影响
脉宽度脉长度两者增加时雷达脉空间体积增加时间里电磁波射降水粒子数量增回波接收功率增弱雨区等容易发现 缺点：1）雷达距离分辨率变低 2）雷达盲区变
波束宽度θ 水波束宽度垂直宽度愈天线发射量愈分散入射流密度距离增加较快减造成回波量变弱天线增益增加
天线增益 G 天线增益增加时回波功率方倍数增提高雷达探测力提高 G必须增圆抛物面口径面积带转动性抗风力差缺点增天线口径面积提高天线增益减波束宽度增雷达探测力探测角分辨率
波长：雷达重参数云雨粒子电磁波散射力衰减力波长密切关系
气象子作
1） 目标物散射特性反映子 Z
R
2） 波束路径种粒子雷达波衰减作反映子1002ò0 kdR
距离子影响 回波功率Pr距离R方成反样强度降水远处处弱 ②模糊距离Rmax
射线曲率折射指数垂直分布间关系：
讨：<0 K>0 曲线弯曲般气
>0 K<0 曲线弯曲反常气
0 K0 直线传播均质气
射线曲率等效球半径
讨：0 ’射线直线传播（零折射）
>0 ’<（负折射）
<0 0<<1 ’>（标准折射）
<0 较 0 ’（界折射）
<0 <0 ’<0 （超折射）
形成超折射气象条件：逆温干湿
超折射回波分类
辐射超折射：发生陆晴朗夜晚面辐射层迅速降温形成辐射逆温特
面潮湿时逆温水汽输送
流超折射：干暖空气移较冷水面时
雷暴超折射：超折射发生消散期强沉气流造成逆温逆温抑制水汽输送形成超折射
折射物理质？折射散射吸收异点？
点：
折射：超短波介质均匀介质中传播速度引起传播方改变现象散射：仅改变电磁波传播方电磁波四面八方传播没电磁波量改变形式吸收：改变电磁波量形式
相点：时发生
气折射雷达探测影响：
探测距离较远时雷达波束偏离面低目标物观测
目标物移雷达站波束探测高度断降低出现回波新生虚假现象
目标物远离雷达站波束探测高度断增加出现回波减弱消散虚假现象
球形面造成回波分布变形
测高公式：
ZI关系：
假设：1降水时空分布均匀滴谱(76)式表示
2面垂直气流弱忽略
3雨滴散射满足瑞利散射条件
4雨滴落末速度(710)式表示
雷达估测降水原理
雷达反射率子Z雨强I雨滴谱分布关ZI雨滴直径D雨滴数浓度N(D)关Z正雨滴直径6次方R正雨滴直径3次方建立ZI关系式ab系数雷达探测获雷达反射率子Z通ZI关系式雨强I
雷达估计降水误差原
原ZI关系稳定相雷达反射率子Z应雨强I者相I应ZZI关系中ab系数区季节降水类型
雷达测雨误差素：1物阻挡2充塞系数1 3 虚假噪声极端值4旁瓣回波影响5衰减影响（雨衰减）6物回波超折射7零度层亮带8雨滴谱变化9蒸发10高度影响11风影响面风12天线罩衰减13雷达发射功率稳定硬件定标
VAD方反演均匀风场：VAD技术速度—方位显示方法雷达天线某固定仰角作方位扫描探测降水粒子某距离方位径速度VR（）记录显示出
非气象回波：
◆物回波
特点：块体强度回波边缘清晰位置固定变回波物位置致
常识方法：
降水回波变化较物固定少变
注意两次观测移动移动物
晴空时探测
PPI探测时改变天线仰角识法
RHI探测法识
◆超折射回波
特点：发生超折射现象时产生回波通常物回波距离出现物回波实质物回波
气象意义：预示着气低层中层存逆温层气较稳定
降水程中出现时预示着流已减弱降水中终止
长期存时需发出环境污染预报
强冷空气入侵时出现强流天气
产生超折射回波气象条件：逆温干湿 辐射超折射流超折射雷暴超折射
降水回波
◆层状云连续性降水——片状回波
回波特征
PPI回波特征：分布成片面积较结构均匀边缘模糊强度较弱（般20－30dBZ）
RHI回波特征：结构均匀顶部整相起伏较（相流云降水）垂直厚度（般5－6km区季节）水尺度垂直尺度
零度层亮带：层状云降水重特征通常出现零度等温线百米处高回波强度带
亮带意义：层状云连续降水重特征
反映类降水中明显冰水转换区
表明层状云降水中气流稳定明显流活动
亮带位置致确定0°等温线高度
亮带形成原：融化效应碰聚合效应速度效应粒子形状效应
◆流云阵性降水——块状回波
回波特征
PPI回波特征：通常许分散单体组成结构密实边界清晰回波强度
RHI回波特征：柱状顶部常云砧状花菜状结构中强中心厚度67km夏天10km
◆积层混合云降水——絮状回波
回波特征
PPI回波特征：分布范围边缘破碎夹结实团块结构均匀时会出现完整零度层亮带
RHI回波特征：回波顶高度起伏存流云阵性降水回波特征层状云连续降水回波特征
非降水回波
云回波
回波特征（层云积云混合云）：类似相应降水回波
雾回波
类似层云面12km强度10dBZ薄纱状
层状云降水流云降水雷达回波特征
答：层状云：（1）强度PPI图回波呈片状分布结构较均匀强度梯度较时出现强度特窄带（零度层亮带）成弧状圆环状（2）反射率子空间梯度反射率子般15dBZ35dBZ
流云：（1）PPI许分散回波单体组成排列成带状条状离散状形状回波单体结构紧密边界清晰棱角分明回波强度强持续时间变化单体尺度较公里十公里（2）RHI回波单体呈柱状砧状花菜状纺锤状般发展较高数6—7km区季节气系统差异高达流层顶高度（3）反射率子空间梯度强中心反射率子般35dBZ
较降雪回波降雨回波差异
答：关雨雪回波差异：
雪回波通常更弱复折射指数项更雪花数浓度低
雪回波高度更低弱降水系统发展高度低适合低仰角探测显示（PPI）
降雨分成流型层状云混合型降水系统降雪通常层状云降水系统回波分布相均匀
降雨回波中出现零度层亮带降雪回波中会出现
超级单体风暴
定义：种特殊结构强雷暴高度组织化部环流
尺度生命史：水尺度十千米生命史时
天气现象：强灾害天气冰雹龙卷（击暴流）雷雨风
典型环境：气层结强烈稳定云层强风切变风高度强烈转云均风强
风暴结构：PPI：1 单体（圆椭圆）2移右侧界弱回波区（BWER）中层BWER呈圆洞形准圆形低空钩状回波出现超级单体特征回波3弱回波左侧强回波4 回波游（云高处）砧状回波
RHI（弱回波区（入流缺口逆风区）悬挂回波（冰雹胚胎帘孕育冰雹区）回波穹窿回波墙（强弱回波区分界）强回波区（落雹区）云砧（高空风致强出流））
风暴中气流：升沉环境风
雹块增长：次托起雹块
◆冰雹云典型回波特征：
PPI：钩状回波V型缺口
RHI：1超级单体风暴中穹窿回波墙悬挂回波2强回波高度高（云砧）3旁瓣假回波4辉斑回波5回波强中心游伸展达60150km甚更远砧状回波
速度图正负速度中心分布径线两侧螺旋结构会出现速度模糊谱宽图高值区
强雷暴云面天气：
1TBSS（冰雹云指状回波）成
答：称辉斑回波雷达探测冰雹云时冰雹强中心面次反射电磁波传播距离变长产生异常回波信号回波返回额外时间雷达显示成更远处回波表现冰雹云中强回波中心径方延伸出尖峰称TBSS(ThreeBody Scattering Spike)
3较层状云降水流型降水回波特点（20分）
APPI：层状云降水回波范围成片分布片弱回波区中嵌着较强回波回波边缘模糊会出现环状半环状亮圈周围回波强称零度层亮带融化带层状云降水重特征持续时间相较长 流型降水回波通常许分散回波单体组成单体水尺度km十km回波单体结构紧密边界清晰棱角分明回波强度强持续时间变化回波生消快相层状云降水寿命较短突发性带灾害相层云较
BRHI：层状云降水回波特征结构较均匀顶部起伏流云顶部较整出现明显泡体垂直厚度般5~7KM左右方季节变化回波水尺度垂直尺度会出现条展较强回波带高度通常零度等温线百米方 流型降水回波呈柱状结构强单体回波顶高较高顶部呈砧状花菜状垂直剖面般会回波强中心方流泡
C速度径图：层状云降水图风场范围径速度等值线分布较稀疏切梯度零径速度线两侧常分布着范围数值正负速度中心常存流场辐合辐散区 流型降水回波径速度场分布尺度较径速度等值线分布较密集切梯度较RHI径速度图回波强度分布致相呈柱状砧状花菜状等
D谱宽图：层云均谱宽流云谱宽值偏流云湍流层云
什零度层亮带？产生原什？
冰晶落通溶化层时外表面开始溶化溶化层（0°层面）面包着水外衣冰晶反射率子非常高产生增强雷达信号PPI象弧形结构雷达图做亮带亮带会造成降水率高估计
A融化作 B碰聚合效应 C速度效应 D粒子形状作
叙述典型流单体生命史阶段特征
答：根积云中盛行垂直速度方普通风暴单体生命史通常包括三阶段：1）塔状积云阶段 2）成熟阶段3）消亡阶段
塔状积云阶段：1）升气流控制升速度般高度增加升速度般5～10ms达25ms2）初始回波水尺度1km左右垂直尺度略水尺度初始回波顶通常40C～160C间高度回波底00C高度附初始回波形成回波时增长回波强度强云体中部3）塔状积云期降水够激发沉气流
成熟阶段：1）风暴成熟阶段升气流沉气流存成熟阶段开始降水时认雷达回波流单体成熟阶段开始2）云中升气流达出现冷性沉气流垂直水方扩展单体运动前方低层暖湿空气交汇形成飑锋称阵风锋3）成熟阶段流单体云顶伸张流层顶附时发展该处环境风风方扩展出现水伸展云砧
消亡阶段：1）沉气流扩展整单体2）降水发展整流云体3）雷达回波强中心降面附回波强度减弱
雷达脉重复频率（PRF）300Hz时分计算10cm雷达5cm雷达探测距离模糊速度
答案：10cm Rmax500km Vmax75ms
5cm： Rmax500km Vmax375ms
果模糊径速度值45ms邻值55ms径速度60ms节径速度值什？
答案：VVr+()2nVmax452x6075ms
假设1立方米730雨滴中729雨滴直径1mm1直径3mm计算1立方米水滴产生反射率子Z
答案：Z∑Di6729x16+1x36729+7291458mm6m3
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雷达显示方式 ：
PPI（面位置显示Plain Position Indicator) ：固定仰角天线做0－360°时针扫描显示回波分布实际显示圆锥面回波分布测距公式R越回波高度越高
RHI (Range Height Indicator距离高度显示）：固定方位角天线做俯仰扫描探测某方位回波垂直结构坐标：R－低仰角斜距 H－测高公式计算（标准气折射）
脉重复频率PRF：秒产生脉数脉间隔决定探测距离
脉重复周期PRT：两相邻脉间时间间隔
脉宽度τ：脉发射占时间宽度
波长aλ：电磁波周期空间占长度
脉发射频率P：发射机发出探测脉峰值功率
均功率Pa：发射机脉重复周期里均功率
波束宽度：天气方图两半功率点方夹角（波束宽度越精度越高）
天线增益：辐射总功率相时定天线辐射方流密度均匀辐射天线流密度G10*lg（S定S项均匀）
散射：电磁波束气中传播遇空气介质云滴雨滴等悬浮粒子时入射电磁波会介质粒子四面八方传播开种现象称散射现象
物质：气介质云滴水滴气溶胶等散射现象：光波声波等
散射流密度：入射流密度 S i 性散射粒子散射粒子中心半径 R 球面意点接收散射流密度：
瑞利散射时雷达截面：
单球形粒子散射
定义量纲尺度参数：α2πrλ
α<<1时：Rayleigh散射称分子散射空气分子见光散射
01<α<50：Mie散射气中云滴见光散射
雷达截面散射截面
定义：粒子四周作球面波形式性散射符号表示通距离R球面总散射功率入射波流密度雷达截面量纲面积
意义：表示粒子散射力强弱散射截面越粒子散射力越强样条件产生回波信号越强
雷达反射率：定义单位体积全部降水粒子雷达截面称雷达反射率表示常单位反应单位体积群云雨滴天线处产生回波功率
雷达反射率子：单位体积中降水粒子直径6次方总称反射率子Z表示常单位Z值取决云雨滴谱情况
Z正D6方面表明粒子越Z越回波功率越方面表明Z贡献源少数雨滴
等效雷达反射率子：满足瑞利散射条件降水粒子根雷达气象方程求Z值代表降水实际谱分布情况等效Z值(Ze)称等效雷达反射率子
衰减：电磁波量眼传播路径减弱现象
衰减系数：衰减作单位接收功率气中返单位距离时衰减掉量（量纲1距离1m）
气象雷达方程：数字表达式定量表示气象目标雷达回波强度（功率）雷达技术参数气象目标性质目标物距雷达距离间介质传输衰减等影响素间关系方程式
效射深度：波束中距离RR+h2范围粒子散射回波时刻达天线称h2量波束效射深度
效射体积：波束宽度范围粒子产生回波时达天线空间体积称效射体积
充塞系数：气象目标物效射体积充满程度<1
影响充塞系数素：波束宽度素距离素降水云尺度素天线仰角素
折射指数N：
气折射指数实际应单位简称折射指数N单位
折射指数N气压P水汽压e增增温度减增
等效球半径：设想球半径加某数值R'm时R'm半径球表面直线传播超短波探测距离真实球表面折射曲线轨道传播探测距离相R'm称等效球半径
普勒效应：波源接收者间存着相互运动造成接收者接收频率波源发出频率间发生变化
普勒频移：相运动造成频率变化
模糊距离Rmax：雷达脉脉发射前遇目标物回波够返回雷达距离
中Rmax模糊距离c光速T脉重复周期PRF脉重复频率
距离折叠（模糊）：超模糊距离探测回波屏幕会产生距离模糊目标物位Rmax外时雷达目标物显示Rmax某位置目标物方位正确距离错误
模糊速度：普勒雷达够测量脉脉相移180°（π弧度）180°相移应目标物径速度称模糊速度
速度模糊：果目标真实径速度（）Vrmax（Vrmax）普勒雷达出错误速度信息
普勒雷达两难：根模糊距离模糊速度表式知特定雷达言确定频率探测距离速度时兼顾
距离折叠：指雷达确定目标物方位正确距离错误(模糊)目标物位雷达模糊距离（Rmax）外时雷达目标物显示Rmax某位置形象称距离折叠’
雷达扫描方式：
PPI扫描 固定仰角雷达360度方位做圆锥面扫描
PHI扫描 固定方位角雷达垂直面做扫描
VOL体扫描仰角PPI组合扫描
气象回波：气象目标物雷达电磁波散射反射引起回波
（降水回波：层状云降水流云降水混合云降水非降水回波：云雾晴空回波）
非气象回波：非气象目标物电磁波散射反射雷达性引起虚假回波
（物超折射（远处物）波长干扰飞机船海浪假回波）
阵风锋：流风暴中心冷性沉气流达低空外扩散低层暖湿空气交汇引发强风前缘~
普通单体风暴：生命史中始终孤立单体风暴生命尺度510km生命史1h
雷达回波特征：回波较垂直称少移灾害
单体风暴：处发展阶段流单体组成具统环流强风暴系统
超级单体风暴：种高度组织化部环流特殊结构强风暴
旁瓣回波：天线特性造成虚假回波回波顶出现条细长回波
二次回波：距离折叠者层回波目标物位模糊距离外时会产生距离折叠出现二次回波
新代天气雷达常规雷达相优势？
答：常规天气雷达种模拟信号雷达云雨降水质点散射回信号模拟显示器显示出降水云体空间位置范围新代天气雷达仅提供降水分布定量估测提供降水区风场信息 完成部雷达联合组网实时定量探测基础利雷达测雨观测资料结合卫星观测进行更范围降水预报
Rayleigh散射Mie散射点：
Rayleigh：前散射相等侧散射零
Mie：散射前散射α越前散射占越侧散射零
关系：
Mie散射包含Rayleigh散射Rayleigh散射Mie散射特殊
瑞利散射性质
①粒子散射力波长四次方成反波长越短散射越强
②粒子散射力直径 6 次方成正粒子半径越散射越强
③粒子前散射散射粒子侧散射散射截面纺锤形
相态球型粒子雷达截面：
粒子 雪冰粒回波弱
粒子 冰雹回波非常强
外包水膜融化冰球：理处理：折射指数介质组成心球
瑞利散射区：着融化水膜厚度增加融化冰球雷达截面增
米散射区：着融化水膜厚度增加融化冰球雷达截面减
亮带回波（1820km）
解释冬天北方降雪（干雪）回波较弱南方降雪（湿雪认外包水膜冰球）回波较强形成0度层亮带原融化作
气电磁波衰减：
气体雷达波散射忽略2cm雷达波吸收忽略天气雷达测量降水基考虑气体天气雷达衰减mm波长探测时气体衰减考虑
气雷达波衰减湿度e温度T气压P关Pe越气体衰减系数越T越高气体衰减系数越
气气体电磁波衰减吸收雷达波气气体水汽氧气
云衰减：
衰减截面：
特点：1液态云衰减温度降低增（冰云相反）2液滴组成云衰减波长增迅速减波长较短雷达（3cm雷达）考虑云层衰减作3波长较长雷达忽略云层电磁波衰减作冰云衰减液态云衰减2~3量级原冰晶介电常数水
雨衰减：1雨衰减系数般降水强度成正关系
2雨衰减系数定温度波长关系
3波长增加减少（雷达截面波长四次方成反衰减波长成反影响）
面积雨3cm雷达雨衰减考虑
面积中雨3cm5cm雨衰减考虑
面积雨冰雹3cm5cm10cm均考虑
雪冰雹雷达波衰减：
1干雪波长较短降水强度较距离较远时干雪衰减考虑
2湿雪衰减干雪形状子影响时超相情况雨衰减
3冰雹衰减考虑衰减系数雷达波长雹谱分布冰雹直径等关
衰减造成影响：
① 造成回波偏弱弱回波消失
② 减回波区域面积
③ 回波分布情况失真
④ 估测雨强雨量偏
⑤ 导致回波识踪困难
写出雷达气象方程 中参数含义讨该雷达方程适范围
（常数项雷达参数项充塞子项距离子项气象子项衰减子项）
回波接受功率发射功率h脉长度水波束宽度垂直波束宽度G天线增益气象子分影响目标物散射特性波束路径种粒子雷达波衰减作R表示距离（回波功率距离增变距离方成反）方程瑞利散射条件成立
雷达气象方程讨：雷达气象方程：①雷达机参数②气象子③目标物雷达机间距离
雷达机参数：①发射功率②脉宽度脉长度③波瓣宽度④天线增益等
发射功率：增加发射功率通常提高信噪增探测距离探测距离取决脉重复频率目标物高度雷达架设高度球曲率等影响
脉宽度脉长度两者增加时雷达脉空间体积增加时间里电磁波射降水粒子数量增回波接收功率增弱雨区等容易发现 缺点：1）雷达距离分辨率变低 2）雷达盲区变
波束宽度θ 水波束宽度垂直宽度愈天线发射量愈分散入射流密度距离增加较快减造成回波量变弱天线增益增加
天线增益 G 天线增益增加时回波功率方倍数增提高雷达探测力提高 G必须增圆抛物面口径面积带转动性抗风力差缺点增天线口径面积提高天线增益减波束宽度增雷达探测力探测角分辨率
波长：雷达重参数云雨粒子电磁波散射力衰减力波长密切关系
气象子作
1） 目标物散射特性反映子 Z
R
2） 波束路径种粒子雷达波衰减作反映子1002ò0 kdR
距离子影响 回波功率Pr距离R方成反样强度降水远处处弱 ②模糊距离Rmax
射线曲率折射指数垂直分布间关系：
讨：<0 K>0 曲线弯曲般气
>0 K<0 曲线弯曲反常气
0 K0 直线传播均质气
射线曲率等效球半径
讨：0 ’射线直线传播（零折射）
>0 ’<（负折射）
<0 0<<1 ’>（标准折射）
<0 较 0 ’（界折射）
<0 <0 ’<0 （超折射）
形成超折射气象条件：逆温干湿
超折射回波分类
辐射超折射：发生陆晴朗夜晚面辐射层迅速降温形成辐射逆温特
面潮湿时逆温水汽输送
流超折射：干暖空气移较冷水面时
雷暴超折射：超折射发生消散期强沉气流造成逆温逆温抑制水汽输送形成超折射
折射物理质？折射散射吸收异点？
点：
折射：超短波介质均匀介质中传播速度引起传播方改变现象散射：仅改变电磁波传播方电磁波四面八方传播没电磁波量改变形式吸收：改变电磁波量形式
相点：时发生
气折射雷达探测影响：
探测距离较远时雷达波束偏离面低目标物观测
目标物移雷达站波束探测高度断降低出现回波新生虚假现象
目标物远离雷达站波束探测高度断增加出现回波减弱消散虚假现象
球形面造成回波分布变形
测高公式：
ZI关系：
假设：1降水时空分布均匀滴谱(76)式表示
2面垂直气流弱忽略
3雨滴散射满足瑞利散射条件
4雨滴落末速度(710)式表示
雷达估测降水原理
雷达反射率子Z雨强I雨滴谱分布关ZI雨滴直径D雨滴数浓度N(D)关Z正雨滴直径6次方R正雨滴直径3次方建立ZI关系式ab系数雷达探测获雷达反射率子Z通ZI关系式雨强I
雷达估计降水误差原
原ZI关系稳定相雷达反射率子Z应雨强I者相I应ZZI关系中ab系数区季节降水类型
雷达测雨误差素：1物阻挡2充塞系数1 3 虚假噪声极端值4旁瓣回波影响5衰减影响（雨衰减）6物回波超折射7零度层亮带8雨滴谱变化9蒸发10高度影响11风影响面风12天线罩衰减13雷达发射功率稳定硬件定标
VAD方反演均匀风场：VAD技术速度—方位显示方法雷达天线某固定仰角作方位扫描探测降水粒子某距离方位径速度VR（）记录显示出
非气象回波：
◆物回波
特点：块体强度回波边缘清晰位置固定变回波物位置致
常识方法：
降水回波变化较物固定少变
注意两次观测移动移动物
晴空时探测
PPI探测时改变天线仰角识法
RHI探测法识
◆超折射回波
特点：发生超折射现象时产生回波通常物回波距离出现物回波实质物回波
气象意义：预示着气低层中层存逆温层气较稳定
降水程中出现时预示着流已减弱降水中终止
长期存时需发出环境污染预报
强冷空气入侵时出现强流天气
产生超折射回波气象条件：逆温干湿 辐射超折射流超折射雷暴超折射
降水回波
◆层状云连续性降水——片状回波
回波特征
PPI回波特征：分布成片面积较结构均匀边缘模糊强度较弱（般20－30dBZ）
RHI回波特征：结构均匀顶部整相起伏较（相流云降水）垂直厚度（般5－6km区季节）水尺度垂直尺度
零度层亮带：层状云降水重特征通常出现零度等温线百米处高回波强度带
亮带意义：层状云连续降水重特征
反映类降水中明显冰水转换区
表明层状云降水中气流稳定明显流活动
亮带位置致确定0°等温线高度
亮带形成原：融化效应碰聚合效应速度效应粒子形状效应
◆流云阵性降水——块状回波
回波特征
PPI回波特征：通常许分散单体组成结构密实边界清晰回波强度
RHI回波特征：柱状顶部常云砧状花菜状结构中强中心厚度67km夏天10km
◆积层混合云降水——絮状回波
回波特征
PPI回波特征：分布范围边缘破碎夹结实团块结构均匀时会出现完整零度层亮带
RHI回波特征：回波顶高度起伏存流云阵性降水回波特征层状云连续降水回波特征
非降水回波
云回波
回波特征（层云积云混合云）：类似相应降水回波
雾回波
类似层云面12km强度10dBZ薄纱状
层状云降水流云降水雷达回波特征
答：层状云：（1）强度PPI图回波呈片状分布结构较均匀强度梯度较时出现强度特窄带（零度层亮带）成弧状圆环状（2）反射率子空间梯度反射率子般15dBZ35dBZ
流云：（1）PPI许分散回波单体组成排列成带状条状离散状形状回波单体结构紧密边界清晰棱角分明回波强度强持续时间变化单体尺度较公里十公里（2）RHI回波单体呈柱状砧状花菜状纺锤状般发展较高数6—7km区季节气系统差异高达流层顶高度（3）反射率子空间梯度强中心反射率子般35dBZ
较降雪回波降雨回波差异
答：关雨雪回波差异：
雪回波通常更弱复折射指数项更雪花数浓度低
雪回波高度更低弱降水系统发展高度低适合低仰角探测显示（PPI）
降雨分成流型层状云混合型降水系统降雪通常层状云降水系统回波分布相均匀
降雨回波中出现零度层亮带降雪回波中会出现
超级单体风暴
定义：种特殊结构强雷暴高度组织化部环流
尺度生命史：水尺度十千米生命史时
天气现象：强灾害天气冰雹龙卷（击暴流）雷雨风
典型环境：气层结强烈稳定云层强风切变风高度强烈转云均风强
风暴结构：PPI：1 单体（圆椭圆）2移右侧界弱回波区（BWER）中层BWER呈圆洞形准圆形低空钩状回波出现超级单体特征回波3弱回波左侧强回波4 回波游（云高处）砧状回波
RHI（弱回波区（入流缺口逆风区）悬挂回波（冰雹胚胎帘孕育冰雹区）回波穹窿回波墙（强弱回波区分界）强回波区（落雹区）云砧（高空风致强出流））
风暴中气流：升沉环境风
雹块增长：次托起雹块
◆冰雹云典型回波特征：
PPI：钩状回波V型缺口
RHI：1超级单体风暴中穹窿回波墙悬挂回波2强回波高度高（云砧）3旁瓣假回波4辉斑回波5回波强中心游伸展达60150km甚更远砧状回波
速度图正负速度中心分布径线两侧螺旋结构会出现速度模糊谱宽图高值区
强雷暴云面天气：
1TBSS（冰雹云指状回波）成
答：称辉斑回波雷达探测冰雹云时冰雹强中心面次反射电磁波传播距离变长产生异常回波信号回波返回额外时间雷达显示成更远处回波表现冰雹云中强回波中心径方延伸出尖峰称TBSS(ThreeBody Scattering Spike)
3较层状云降水流型降水回波特点（20分）
APPI：层状云降水回波范围成片分布片弱回波区中嵌着较强回波回波边缘模糊会出现环状半环状亮圈周围回波强称零度层亮带融化带层状云降水重特征持续时间相较长 流型降水回波通常许分散回波单体组成单体水尺度km十km回波单体结构紧密边界清晰棱角分明回波强度强持续时间变化回波生消快相层状云降水寿命较短突发性带灾害相层云较
BRHI：层状云降水回波特征结构较均匀顶部起伏流云顶部较整出现明显泡体垂直厚度般5~7KM左右方季节变化回波水尺度垂直尺度会出现条展较强回波带高度通常零度等温线百米方 流型降水回波呈柱状结构强单体回波顶高较高顶部呈砧状花菜状垂直剖面般会回波强中心方流泡
C速度径图：层状云降水图风场范围径速度等值线分布较稀疏切梯度零径速度线两侧常分布着范围数值正负速度中心常存流场辐合辐散区 流型降水回波径速度场分布尺度较径速度等值线分布较密集切梯度较RHI径速度图回波强度分布致相呈柱状砧状花菜状等
D谱宽图：层云均谱宽流云谱宽值偏流云湍流层云
什零度层亮带？产生原什？
冰晶落通溶化层时外表面开始溶化溶化层（0°层面）面包着水外衣冰晶反射率子非常高产生增强雷达信号PPI象弧形结构雷达图做亮带亮带会造成降水率高估计
A融化作 B碰聚合效应 C速度效应 D粒子形状作
叙述典型流单体生命史阶段特征
答：根积云中盛行垂直速度方普通风暴单体生命史通常包括三阶段：1）塔状积云阶段 2）成熟阶段3）消亡阶段
塔状积云阶段：1）升气流控制升速度般高度增加升速度般5～10ms达25ms2）初始回波水尺度1km左右垂直尺度略水尺度初始回波顶通常40C～160C间高度回波底00C高度附初始回波形成回波时增长回波强度强云体中部3）塔状积云期降水够激发沉气流
成熟阶段：1）风暴成熟阶段升气流沉气流存成熟阶段开始降水时认雷达回波流单体成熟阶段开始2）云中升气流达出现冷性沉气流垂直水方扩展单体运动前方低层暖湿空气交汇形成飑锋称阵风锋3）成熟阶段流单体云顶伸张流层顶附时发展该处环境风风方扩展出现水伸展云砧
消亡阶段：1）沉气流扩展整单体2）降水发展整流云体3）雷达回波强中心降面附回波强度减弱
雷达脉重复频率（PRF）300Hz时分计算10cm雷达5cm雷达探测距离模糊速度
答案：10cm Rmax500km Vmax75ms
5cm： Rmax500km Vmax375ms
果模糊径速度值45ms邻值55ms径速度60ms节径速度值什？
答案：VVr+()2nVmax452x6075ms
假设1立方米730雨滴中729雨滴直径1mm1直径3mm计算1立方米水滴产生反射率子Z
答案：Z∑Di6729x16+1x36729+7291458mm6m3
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