雷达气象学Microsoft Office Word 文档
气象知识 Microsoft Word 文档
一、台风预警信号1、白色台风信号。
图形符号为，颜色为白色。
其含义为：热带气旋48小时内可能影响本地。
防御指引：警惕热带气旋对当地的影响。
注意收听、收看有关媒体的报道或通过气象咨询电话等气象信息传播渠道了解的最新情况，以决定或修改有关计划。
2、绿色台风信号。
图形符号为，颜色为绿色。
其含义为：本地未来24小时内可能受热带气旋影响，平均风力可达6～7级（39～61千米／小时）；或已经受热带气旋影响，平均风力为6～7级。
防御指引：做好防风准备。
注意收听广播和电视随播、增播、报道热带气旋的最新消息和有关抗风通知；把门窗、围板、棚架、临时搭建物等易被风吹动的搭建物固紧；将露于阳台的花盆及其他可能被风吹走的物品移入室内；疏通沟渠。
3、黄色台风信号。
图形符号为，颜色为黄色。
其含义为：本地未来12小时内可能受热带气旋影响，平均风力可达8级（62～74千米／小时）以上；或已经受热带气旋影响，平均风力为8～9级（62～88千米／小时）。
防御指引：进入防风状态。
幼儿园、托儿所停课；关紧门窗；不要在迎风的窗户旁站立；移走在风口位的家具及贵重物品；危险地带和危房居民应到避险场所避风；切断霓虹灯招牌及危险的室外电源；船舶进入避风锚地抛锚避风。
其它同绿色台风信号。
4、红色台风信号。
图形符号为，颜色为红色。
其含义为：本地受热带气旋影响，未来12小时内平均风力可达10级（89～102千米／小时）以上；或已经受热带气旋影响，平均风力为10～11级（89～117千米／小时）。
防御指引：进入紧急防风状态。
居民切勿随意外出；远离迎风门窗；确保小童留在家中最不当风的安全地方；当门窗被风损毁时，应待风力没有威胁时再行安装；停止露天集体活动和室内大的集会，立即疏散人员。
其他同黄色台风信号。
5、黑色台风信号。
图形符号为，颜色为黑色。
其含义为：热带气旋将在未来12小时内在本地或附近登陆，平均风力12级（118～133千米／小时）或以上；或已经受热带气旋影响，平均风力12级或以上。
(整理)经典雷达资料-第23章 气 象 雷 达-1
第23章气象雷达RobertJ.Serafin23.1 引言当编写这本手册时，雷达气象学领域正发生着巨大的变化。
虽然大多数雷达工程师熟悉当前所使用的气象雷达，但几乎没有人意识到过去20年里在气象雷达领域中所取得的发展。
例如，应用现代数字信号处理技术和显示技术的多普勒雷达气象学发展得如此迅猛，致使美国正计划用新一代的多普勒雷达系统（NEXRAD）代替现行使用的气象雷达网络。
该系统将对暴风雪、降雨量、飓风、龙卷风及其他重要天气现象提供定量的和自动的实时信息，并在空间上和时间上比以往具有更高的分辨力[1]。
在机场终端区域，第二个多普勒雷达网络将对阵风前沿、风切变、微爆和其他天气危害作出定量测量，以提高美国主要机场运行的安全性[1][2]。
运用平板天线、彩色显示器和固态发射机的新一代多普勒雷达现在可供商业飞机使用，而且这些技术有许多已被世界各国推广应用。
气象雷达研究界采用多部多普勒雷达获得三维风场[3]。
机载多普勒雷达[4][5]已经用来模仿这些能力，提供更高的机动性。
极化分集技术[6]用来辨别水中的冰雪微粒，以提高对降雨的定量测量，并检测冰雹。
同时，在新型雷达系列中，UHF和VHF固定波束系统正被用来得到连续的水平气流分布图[7]。
这些例子是研究领域活力的例证。
本章将向读者介绍气象雷达，特别是气象雷达所特有的系统特性。
在这一点上，应当注意的是大多数气象雷达与其他用途的雷达具有很多相似之处，即脉冲和脉冲多普勒系统是一致的；均使用抛物面天线、焦点馈电、低噪声固态接收机、磁控管、锁相磁控管、速调管、行波管及其他形式的发射机。
气象雷达和其他用途雷达的主要区别在于目标属性的不同。
气象目标分布在空间中，占据大量雷达观察的空间分辨单元，且为了估计降雨量、降雨类型、空气流动、湍流及风切变等参数，必须对接收信号的特征进行定量的测量。
另外，由于许多的雷达分辨单元都含有有用的信息，因此气象雷达要求有高数据率的记录系统和为实时显示提供有效的方法[8][9]。
雷达气象学期末复习重点
雷达系统组成：触发信号产生器，发射机，天线转换开关,天线，接收机，显示器 脉冲重复频率PRF ：每秒钟产生的脉冲数目，脉冲间隔决定了探测距离；脉冲重复周期PRT ：两个相邻脉冲之间的时间间隔，PRT ＝1/PRF ；脉冲宽度τ：脉冲发射占有时间的宽度，单位微秒波长λ：电磁波在一个周期内在空间占有的长度；脉冲发射功率P ：发射机发出的探测脉冲的峰值功率；平均功率Pa:发射机在一个脉冲重复周期里的平均功率。
天线方向图：在极坐标中绘出的通过天线水平和垂直面上的能流密度的相对分布曲线图。
波束宽度: 在天线方向图上，两个半功率点方向的夹角。
波束宽度越小，定向角度的分辨率越高，探测精度越高。
天线增益：辐射总功率相同时，定向天线在最大辐射方向上的能流密度与各向均匀辐射的天线的能流密度之比。
灵敏度：雷达检测弱信号的能力。
用最小可辨功率Pmin 表示，就是回波信号刚刚能从噪声信号中分辨出来时的回波功率。
平面位置显示器PPI ：雷达天线以一定仰角扫描一周时，测站周围目标物的回波。
以极坐标形式显示。
距离高度显示器RHI ：显示雷达天线正对某方位以不同的仰角扫描时目标物的垂直剖面图 散射现象：当电磁波传播遇到空气介质和云、降水粒子时，入射的电磁波会从这些质点向四面八方传播相同频率的电磁波，称为散射现象。
散射过程：入射电磁波使粒子极化，正负电荷中心产生偏移而构成电偶极子或多极子，并在电磁波激发下作受迫振动，向外界辐射电磁波，就是散射波。
单个球形粒子的散射定义无量纲尺度参数：α=2πr/λ当α<<1时：Rayleigh 散射，也称分子散射。
如空气分子对可见光的散射。
当0.1<α<50：Mie 散射。
如大气中的云滴对可见光的散射。
当α>50：几何光学：折射。
如大雨滴对可见光的折射、反射，彩虹等光现象。
瑞利散射：方向函数的具体形式：当雷达波是平面偏振波时，瑞利散射在球坐标中的方向函数为：()()ϕϕθλπϕθβ222222464sin cos cos 2116,++-=m m r 当入射雷达波长一定，散射粒子的大小和相态一定（即r 、m 为常数），则:()()ϕϕθϕθβ222sin cos cos ,+=C米散射：单个球形粒子的散射Rayleigh 散射与Mie 散射不同点：Rayleigh ：前后向散射相等，侧向散射为零。
雷达气象总复习
前言1) 按遥感方式划分，天气雷达属于主动遥感设备或有源遥感设备。
2) 我国目前已经布网了160多部新一代多普勒天气雷达。
按波长划分，已布网的新一代多普勒天气雷达有S 波段和C 波段两种类型，S 波段雷达部署在大江大河流域及沿海地区，C 波段雷达部署在东北、西北、西南等内陆地区。
3) 天气雷达起源于军事雷达，最早出现天气雷达是模拟天气雷达。
4) 天气雷达最常用的扫描方式有PPI 扫描、RHI 扫描和VOL 体扫描。
5) S 波段天气雷达波长在10cm 左右；C 波段天气雷达波长在5CM 左右；X 波段天气雷达波长在3cm 左右第1章散射1) 散射是雷达探测大气的基础，大气中引起雷达波散射的主要物质有大气介质、云和降水粒子。
2) 粒子在入射电磁波的极化作用下，做强迫的多极震荡而产生次波就是散射波。
3) 什么是瑞利散射及瑞利散射的特点？当 α <0.13时，发生瑞利散射当 α >0.13时，发生米散射当θ = 0º 或 180º 时.表明粒子的前向和后向散射为最大;当θ = 90º 或 270º 时.表明粒子没有侧向散射。
若θ = 0º 或 180º，则表明其在 Y-O-Z 平面内各向同性散射。
4) 什么是米散射及米散射的特点？散射波的能流密度是各向异性的，大部分散射能量集中在θ = 0º 附近的向前方向上，且α 值越大，向前散射的能量占全部散射能量的比重越大；2rD ππαλλ==其中λ 为雷达波长， r 为粒子半径， D 为粒子直径5) 雷达截面也称作后向散射截面，它的大小反映了粒子的后向散射能力的大小，雷达截面越大，粒子的后向散射能力越强。
6) 什么是雷达反射率η？单位体积内全部降水粒子的雷达截面之和称为雷达反射率。
7) 相关研究表明，对于小冰球粒子，其雷达截面要比同体积小水球的小很多；对于大冰球粒子，其雷达截面要比同体积大水球的大很多；8) 晴空回波产生的原因是什么？湍流大气（折射指数不均匀）对雷达波的散射作用；大气对雷达波的镜式反射（大气中折射指数的垂直梯度很大）。
雷达气象学之第三章(多普勒天气雷达探测原理和方法)
2、脉冲对处理法（PPP）
在一定假设条件下对每一个距离库内的连 续两个取样值作成对处理．从而获得平均 多普勒频率和频谱宽度。此法优点在于能 实时处理．并且有一定精度，但它不能得 到频率谱。
3、相干记忆滤波器（CMF）处理法
此法只需要一个线路，在不设置距离库的 情况下同时对雷达探测范围内各个距离上 作粗略的谱分析，并能用如PSI(平面切变 线是其)等直接显示出来。但它精度不高；
垂 直 风 廓 线
补充风符号
1.风向杆 表示风的 来向。 2.风羽每 条代表风 速4米/秒， 半条代表2 米/秒，三 角旗代表 20米/秒。
谱 宽
反 射 率
三、影响速度谱宽的气象因子
• 多普勒速度谱宽表征着有效照射体内不同 大小的多普勒速度偏离其平均值的程度， 实际上它是由散射粒子具有不同的径向速 度所引起的。对气象目标物而言，影响速 度谱宽的主要因子有四个：
• 显然，雷达有效照射体中粒子直径的差别 越大，由此造成的多普勒速度谱越宽。
• 因此速度的谱宽实际上也取决于降水粒子 的谱分布。
• 当雷达水平探测时，粒子的下落末速度在 雷达波轴上的径向分量为零，所以它对多 普勒速度谱宽没有任何影响。
• 而当雷达垂直指向探测时，粒子下落末速 度即为径向速度，故由此造成的谱曾宽作 用最大。
• 在实际工作中需要了解的是有效照射体内
平均的多普勒速度和速度谱宽度，根据以
上关系式，并注意到 f 2v 关系式，则平均
多普勒速度
v
,和速度谱方差
2 v
分别为：
v 1 v v dv
Pr
2 v
1 Pr
vv
2
v dv
径向速度谱密度、平均径向速度、径向速度 谱宽三者的关系示意图
雷达气象期末复习整理版(DOC)
雷达气象期末复习整理版雷达气象第一章第一节1 雷达的含义，雷达气象含义及其用处Radar ：通过无线电技术对目标物进行探测和定位，确定目标位置和强度的技术。
气象雷达：是用于探测气象要素和各种天气现象的雷达，常称为“千里眼、顺风耳”。
雷达气象：利用气象雷达，进行大气探测和研究雷达波与大气相互作用的学科，是大气物理学、大气探测和天气学共同研究的一个分支。
雷达气象学在突发性、灾害性天气的监测、预报和警报中具有极为重要的作用。
2 气象雷达的特点气象雷达是雷达中的一个重要成员，探测的对象是覆盖整个地球的大气，不受季节、昼夜和天气条件的影响，能全天时、全天候工作，不受能见度，探测条件的影响。
采用大功率发射机、高增益天线、高灵敏接收机，可增加雷达威力，探测数百公里外的目标。
现代化的雷达机，与计算机技术结合，使其数据处理技术进一步提高，测定目标的精度更高。
3 我国雷达分布情况根据天气现象：? 沿海地区：暴雨台风多，S波段（5cm）为主? 内陆地区：一般性降水，C波段（10cm）为主电磁特性：暴雨，S波段穿透能力强，衰减小；一般性降水，S波段反射弱，C波段反射强4 我国天气雷达的应用强对流天气的监测与预警：灾害性大风、冰雹和暴洪。
天气尺度和次天气尺度降水系统的监测。
应用：人工影响天气、降水测量、风的测量、数据同化。
第二节1 我国新一代雷达的组成部分----雷达的硬件系统新一代天气雷达系统的三个部分：（1）数据采集子系统（RDA）；定义：用户所使用雷达数据的采集系统。
功能：产生和发射电磁波，接收目标物对这些电磁波的散射能量，并形成数字化的基数据。
主要结构：①发射机RDA是取得雷达数据的第一步——发射电磁波信号。
RDA主要是由放大器来完成，产生高功率且非常稳定的电磁波信号。
稳定是非常重要的，产生的每个信号必须具有相同的初位相，以保证回波信号中的多普勒信息能够被提取。
一旦信号产生，就被送到天线。
②天线(天线沿一定的仰角，围绕自身旋转360°，圆锥面扫描)将发射机产生的脉冲信号以波束的形式发送到大气，并接收返回的能量，确定目标物的强度，同时确定目标物的仰角、方位角和斜距，进行定位。
雷达气象学期末复习重点
雷达系统组成：触发信号产生器，发射机，天线转换开关,天线，接收机，显示器 脉冲重复频率PRF ：每秒钟产生的脉冲数目，脉冲间隔决定了探测距离；脉冲重复周期PRT ：两个相邻脉冲之间的时间间隔，PRT ＝1/PRF ；脉冲宽度τ：脉冲发射占有时间的宽度，单位微秒波长λ：电磁波在一个周期内在空间占有的长度；脉冲发射功率P ：发射机发出的探测脉冲的峰值功率；平均功率Pa:发射机在一个脉冲重复周期里的平均功率。
天线方向图：在极坐标中绘出的通过天线水平和垂直面上的能流密度的相对分布曲线图。
波束宽度: 在天线方向图上，两个半功率点方向的夹角。
波束宽度越小，定向角度的分辨率越高，探测精度越高。
天线增益：辐射总功率相同时，定向天线在最大辐射方向上的能流密度与各向均匀辐射的天线的能流密度之比。
灵敏度：雷达检测弱信号的能力。
用最小可辨功率Pmin 表示，就是回波信号刚刚能从噪声信号中分辨出来时的回波功率。
平面位置显示器PPI ：雷达天线以一定仰角扫描一周时，测站周围目标物的回波。
以极坐标形式显示。
距离高度显示器RHI ：显示雷达天线正对某方位以不同的仰角扫描时目标物的垂直剖面图 散射现象：当电磁波传播遇到空气介质和云、降水粒子时，入射的电磁波会从这些质点向四面八方传播相同频率的电磁波，称为散射现象。
散射过程：入射电磁波使粒子极化，正负电荷中心产生偏移而构成电偶极子或多极子，并在电磁波激发下作受迫振动，向外界辐射电磁波，就是散射波。
单个球形粒子的散射定义无量纲尺度参数：α=2πr/λ当α<<1时：Rayleigh 散射，也称分子散射。
如空气分子对可见光的散射。
当0.1<α<50：Mie 散射。
如大气中的云滴对可见光的散射。
当α>50：几何光学：折射。
如大雨滴对可见光的折射、反射，彩虹等光现象。
瑞利散射：方向函数的具体形式：当雷达波是平面偏振波时，瑞利散射在球坐标中的方向函数为：()()ϕϕθλπϕθβ222222464sin cos cos 2116,++-=m m r 当入射雷达波长一定，散射粒子的大小和相态一定（即r 、m 为常数），则:()()ϕϕθϕθβ222sin cos cos ,+=C米散射：单个球形粒子的散射Rayleigh 散射与Mie 散射不同点：Rayleigh ：前后向散射相等，侧向散射为零。
单站雷达_精品文档
单站雷达简介：单站雷达是一种用于探测和监测大气中的目标的仪器，通常用于气象和航空领域。
相比于传统的多站雷达系统，单站雷达由一个独立的站点操作，能够提供一系列的大气观测数据。
本文将介绍单站雷达的原理、工作方式以及在不同领域的应用。
一、原理单站雷达运作的基本原理是利用无线电波与大气中的杂波进行回波的相互作用。
雷达发送器会发出一束无线电波，当此无线电波遇到一个目标时（比如云雾、降水等），就会返回一个回波。
单站雷达接收器会接收并分析这些回波，从而获取目标的相关信息。
二、工作方式1. 发射：单站雷达的发射器会产生一束射频脉冲信号，并通过天线发送出去。
这个射频脉冲信号具有一定的频率和功率，以充分穿透大气并与目标发生相互作用。
2. 接收：单站雷达的接收器会接收来自目标的回波信号。
它可能采用多种技术来提取和处理这些信号，以获得目标的特征和位置信息。
3. 分析：接收到回波信号后，单站雷达会对其进行分析。
这包括计算目标的距离、速度、方向等，并生成相应的数据。
4. 显示：最后，单站雷达会将分析结果显示在操作界面上，以便用户能够对数据进行查看和分析。
三、应用领域1. 气象学：单站雷达在气象学中被广泛应用，用于监测和预测天气现象。
它可以检测和追踪降水、云雾、雷暴等，从而为气象部门和研究人员提供重要的数据。
2. 航空：单站雷达在航空领域中也发挥着重要的作用。
它可以监测飞机附近的天气状况，包括降水、风速、风向等，从而帮助飞行员做出更安全的飞行决策。
3. 环境保护：单站雷达可以用于监测大气中的污染物，如颗粒物、雾霾等。
通过分析雷达回波，可以得知污染物的浓度和分布情况，从而更好地保护环境。
4. 军事：单站雷达在军事领域中也有广泛应用。
它可以用于监测和追踪敌方飞行器、导弹等目标，并提供预警和定位信息。
5. 科研：由于其高精度和高分辨率的特点，单站雷达在科学研究中也有广泛应用。
它可以用于研究大气物理学、雷达成像、信号处理等领域。
四、发展趋势随着雷达技术的不断发展，单站雷达也在不断演进。
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雷达气象学
一、判断题
1、试题编号：04KG02QX0001
雷达系统的灵敏度越高，动态范围越大，就能观测到很弱的降水和晴空回波。
正确
2、试题编号：04KG02QX0002
从雷达气象方程可以分析出，相同的发射功率，雷达的波长越长，回波功率会越大，越能探测到弱的气象目标。
但是，雷达的波长越长，电磁波的衰减也就越大，大大的影响雷达的探测精度和探测距离。
错误
二、填空题
1、试题编号：04KG03QX0001
雷达气象方程中与雷达发射机有关的参数是( )、脉冲宽度、脉冲功率、脉冲重复频率。
答：波长（或答“频率”）
3.3天气学
一、选择题
1、试题编号：04KG01TQ0001
在天气预报中,( )是重要的气象要素之一,因为它不仅作为目前天气的指标,而且是未来天气演变的征兆。
答案：A
A、云
B、雨
C、温度
D、气压
2、试题编号：04KG01TQ0002
降水量是指降水在地面上所形成的水层的深度，以( )为单位。
答案：C
A、米
B、厘米
C、毫米
D、英寸
二、填空题
1、试题编号：04KG03TQ0001
在地面或地面附近，一股强下沉气流从雷暴云或对流云下方冲出，到近地面处基本成直线型的向外辐射的气流。
这被称做( )。
答：微下击暴流
2、试题编号：04KG03TQ0002
雷达探测时可以选择( )，这样波束的有效照射深度和有效照射体积增大，使回波功率加大，能提高探测到远距离弱回波的能力。
答：宽的发射脉冲
3、试题编号：04KG03TQ0003
降水对飞行的影响主要有使( )降低、造成飞机积冰，从而妨碍飞机起飞着陆、影响跑道的使用。
答：能见度
4、试题编号：04KG03TQ0004
在气象上，风向是指风的( )。
答：来向
5、试题编号：04KG03TQ0005
空气在上升过程中，由于膨胀降温作用使空气趋于饱和或过饱和，当空气中有充足的( )，足够多的凝结核时便形成了云。
答：水气。