雷达气象学期末复习重点
气象学期末复习重点
气象学期末复习重点绪论：1.天气：是指某地区在某一瞬间或某一短时间内大气状态和大气现象的综合。
2.气候：是在太阳辐射，大气环流，下垫面和人类活动在长时间相互作用下，某一时段内大量天气过程的综合。
3.气象：它是指发生在天空里的风，云，雨，雪等一切大气的物理现象。
4.气象学：研究大气的特性和状态的科学。
5.天气和气候的区别：①天气是指在特定短时间内大气的活动情况，而气候则是对月，季或者年时间尺度上大气状况的一种估计，是对多年观测的统计结果。
②气候可以持续不断，天气只能延续几天。
第一章：1.气压：大气压强，它是空气具有重量和空气分子运动的综合反映。
在静止大气中任意高度上的气压值等于其单位面积上所承受的大气柱的重量。
2.气温：气温表示空气冷热程度的物理量。
温度是分子平均动能大小的度量。
①摄氏温标：规定在一个标准大气压下，纯水的冰点为零度（0℃），沸点为100度（100℃），其间分为100等分，每等分表示1℃。
②华氏温标：规定在一个标准大气压下，水的冰点为32度（32F）,沸点为212度（212F），其间分为180等分，每等分即为1F。
③绝对温标：也称开式温标，用K表示。
绝对温标中一度的间隔和摄氏度标完全相同，不同是它是以理论上所说的分子热运动将完全停止时的温度记为零度，—273.16℃作为零度。
3.三种温标的换算：T=t+273；tF=9/5t+32；t=5/9（tF-32）T为绝对温度，t为摄氏温度，tF为华氏温度。
P94.相对湿度：相对湿度（f）是指空气的实际水汽压（e）与同一温度下的饱和水汽压（E）之比，以百分数表示。
f=e/E*100%（温度变化时，E和e都要变化，但e的变化小于E的变化。
温度上升，f会减小，反之）5.绝对湿度：单位体积湿空气中所含的水汽质量，称为绝对湿度（a）绝对湿度不能直接测量，可间接算出。
a=289*e/T。
6.比湿：在湿空气中，水汽质量与该团空气总质量之比。
7.大气垂直划分的依据：①根据极光出现的最大高度②以大气密度接近星际气体的密度的高度作为标准。
雷达原理复习总结（可编辑）
雷达原理复习要点第一章（重点）1、雷达的基本概念雷达概念(Radar)：radar的音译，RadioDetectionandRanging的缩写。
无线电探测和测距，无线电定位。
雷达的任务：利用目标对电磁波的反射来发现目标并对目标进行定位，是一种电磁波的传感器、探测工具，能主动、实时、远距离、全天候、全天时获取目标信息。
从雷达回波中可以提取目标的哪些有用信息,通过什么方式获取这些信息？斜距R:雷达到目标的直线距离OP方位α:目标斜距R在水平面上的投影OB与某一起始方向(正北、正南或其它参考方向)在水平面上的夹角。
仰角β：斜距R与它在水平面上的投影OB在铅垂面上的夹角，有时也称为倾角或高低角。
2、目标距离的测量测量原理式中，R为目标到雷达的单程距离，为电磁波往返于目标与雷达之间的时间间隔，c为电磁波的传播速率(=3×108米/秒)距离测量分辨率两个目标在距离方向上的最小可区分距离最大不模糊距离3、目标角度的测量方位分辨率取决于哪些因素4、雷达的基本组成雷达由哪几个主要部分，各部分的功能是什么同步设备：雷达整机工作的频率和时间标准。
发射机：产生大功率射频脉冲。
收发转换开关:收发共用一副天线必需，完成天线与发射机和接收机连通之间的切换。
天线：将发射信号向空间定向辐射，并接收目标回波。
接收机：把回波信号放大，检波后用于目标检测、显示或其它雷达信号处理。
显示器：显示目标回波，指示目标位置。
天线控制(伺服)装置：控制天线波束在空间扫描。
电源第二章1、雷达发射机的任务为雷达提供一个载波受到调制的大功率射频信号，经馈线和收发开关由天线辐射出去2、雷达发射机的主要质量指标工作频率或波段、输出功率、总效率、信号形式、信号稳定度3、雷达发射机的分类单级振荡式、主振放大式4、单级振荡式和主振放大式发射机产生信号的原理，以及各自的优缺点单级振荡式：脉冲调制器：在触发脉冲信号激励下产生脉宽为τ的脉冲信号。
优点：简单、廉价、高效；缺点：难以产生复杂调制，频率稳定性差，脉冲间不相干；主振放大式：固体微波源：是高稳定度的连续波振荡器。
雷达与卫星气象学期末复习
名词解释雷达：能辐射电磁波并利用目标物对该电磁波的反射（散射）来发现目标物，并测定目标物位置的电子探测系统瑞利散射：一种光学现象，属于散射的一种情况。
又称“分子散射”。
粒子尺度远小于入射光波长时（小于波长的十分之一），其各方向上的散射光强度是不一样的，该强度与入射光的波长四次方成反比，这种现象称为瑞利散射。
a<<2。
雷达反射率η：描述粒子群后向散射能力的物理量∑==N i i1ση天线方向图：天气雷达的天线具有很强的方向性，它所辐射的功率集中在波束所指方向上，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称为天线方向图。
增益：接收机必须接受足够的放大倍数才能使回波信号在显示器显示，放大倍数用增益来表示雷达系统组成部件：同步脉冲,发射机，接收机，收发天线，伺服系统，显示器，计算机接口雷达工作原理：天气雷达间歇性向空中发射脉冲式电磁波，电磁波在大气中以接近光波的速度，近似与直线的路径传播，如果在传播路径遇到了气象目标物，脉冲电磁波会被气象目标物向四面八方散射，其中一部分电磁波能被散射回雷达天线，在雷达显示器上显示出气象目标物的空间位置分布，和强度等特征有效照射深度：只有在波束中距离为R 到R+h/2范围内的那些粒子散射的回波，才能在同一时刻到达天线，称h/2这个量为波束有效照射深度有效照射体积：在波束宽度),(φθ范围内，粒子所产生的回波能同时到达天线的空间体积，称为有效照射体积径向速度：目标运动平行于雷达径向的分量。
速度模糊：表现为从正 负速度的最大值突变为负 正速度的最大值。
多普勒两难：根据最大不模糊距离与不模糊速度的表式知，PRF C R⨯=2max ，4max PRF V ⨯=λ对每个特定雷达而言，在确定的频率下，探测的最大距离和最大速度不能同时兼顾。
二次回波：超过雷达脉冲间隔所能探测最远距离之外的目标物回波。
简答：雷达图显示方式：雷达回波图，从蓝色到紫色表示回波强度由小到大（10-70dBz ），从不同颜色回波可以判断降雨强度，雨区范围、未来降雨强度和移动。
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1-知识点综合3
《雷达气象学》知识点--2014版本第一章前言1 天气雷达的主要功能2 天气雷达回波的形成的两种机制。
3 天气雷达系统的组成和主要参数（λ，PRF，τ）。
4 天气雷达的常用观测方式PPI、RHI、VCP（VOL体扫）5 我国新一代天气雷达网的业务情况介绍第二章气象目标物对雷达电磁波的散射1 散射的物理本质2、Rayleigh散射和Mie散射的概念、区别与联系；3、若干基本物理量（散射函数，散射截面，雷达截面，雷达反射率，雷达反射率因子，等效反射率因子）的概念、物理意义以及他们之间的联系。
4、Z和dBZ的转化计算。
5、后向散射截面σb与尺度参量α的关系。
6、水滴球、冰球、外包水膜冰球的散射能力比较。
7、介质小椭球体的散射8、晴空回波的成因第三章大气、云、降水粒子对雷达波的衰减1、衰减的物理本质2、电磁波在大气传输过程中的衰减特性及衰减公式。
3、大气气体、云、雨、雪、冰雹等对雷达电磁波的衰减能力及比较。
4、衰减对雷达探测的影响。
5、衰减和波长的关系第四章雷达气象方程1、单个目标的雷达方程的推导。
2、云及降水的雷达气象方程的推导。
3、雷达气象方程的讨论。
4、雷达方程成立的条件。
5、有效照射体积、照射深度、波束宽度、天线方向图、天线增益6、雷达常数及简化的雷达方程7、雷达气象方程的应用8、考虑充塞系数和衰减的雷达方程第五章雷达电磁波在大气中的折射1、产生折射现象的物理原因和折射规律2、折射指数N单位与温度、压力和水汽压的关系3、射线的曲率和等效地球半径的概念。
4、折射指数随高度变化的几种形式。
5、地球球面和大气折射对雷达探测远距离气象目标的影响。
6、订正折射指数M、B的含义7、大气折射对雷达探测的综合影响（高度、回波探测能力、地物回波）8、有利于形成超折射的气象条件分析第六章雷达探测能力和精度＊＊1、径向分辨率2、切向分辨率（方位θ、俯仰Φ）3、雷达观测模式与时间分辨率4、回波涨落和样本平均5、天气雷达探测能力的讨论第七章雷达定量测量降水1、Z-I关系建立与雷达定量测量降水的原理。
气象雷达原理期末
设 R 为雷达天线到目标的距离。从雷达天线发射出去，到后向散射回来至天线接收，其 2R • 2π 4π R dφ 4π dR 4π = = • = • v =2π f d 总的相位变化量为： φ = ωd = l l dt l dt l
fd =
2v
l
（ν向着雷达靠近为正，fd 为正，频率增加）
5. 雷达系统中，发射系统与接收系统要求的阻抗匹配存在差异 雷达系统中，发射系统要求阻抗匹配，主要是为了发射大功率微波由发射机至天线的最大 程度传输，且不产生反射，以免形成驻波对发射机造成损坏。要尽量实现发射机的输出阻抗与 波导阻抗匹配，波导阻抗与天线阻抗匹配，即完全匹配状态，无反射，电压驻波比为1。接收 系统要求阻抗匹配，主要是为了最大限度的实现从天线到接收机（各级）的最大程度信号功率 传递，避免驻波产生而影响信号特性。 6. 瞬时自动增益控制器 IAGC 的特点：
4.
5.
6.
7.
ห้องสมุดไป่ตู้
播，能流密度的距离平方衰减被距离增加引起的体目标体积的增加“补偿”了。 10. 雷达天线罩是辅助设备，起保护作用。它能消除风沙雨雪等环境负载对天线运动的影响、 改善工作条件，提高雷达天线乃至整机可靠性。天线罩主要用于保护天线，它必须满足 对电磁波传播几乎没有影响的特性。但是，强降水在天线罩表面形成的水膜会严重影响 雷达性能。 11. 天线方向性增益是指在等距球面上某个方向的功率密度与球面平均功率密度之比， 它与辐 射效率因子的乘积即为功率增益。 雷达天线增益一般用 dBi 表征， 它是以全向性天线的辐 射能流密度为参考基准的，单位为 dB。 12. 雷达中常设置低噪声放大器以降低接收机的噪声系数， 它作为接收机的第一级， 要求非线 性失真小、动态范围大、承受的输入功率较大。低噪声放大器主要为了降低接收机的噪声 系数，提高灵敏度，其噪声系数小（1-3dB） 、功率增益大（20—30dB） ，在其带宽下工作 稳定可靠。 13. 雷达定向耦合器是利用波在传播中的相位关系， 将主波导中入射行波或反射行波的部分功 率耦合至辅波导，用于功率或频率等监视的微波元件，耦合度是重要指标。 隔离器是一 种利用波在传播中的相位关系制成的不可逆的衰减器，在正方向(或需要传输的方向上)衰 减量(或插入损耗)很小，而反方向则很大，隔离度是重要指标。 环流器是一种多端口定 向传输电磁波的微波部件， 其输入任一端口的功率， 都会按照一定顺序传输到下一个端口。 隔离度是重要指标， 常用作雷达的收发开关。 旋转关节是用来把高频信号从一个固定的 平台传输到另外一个需要连续旋转的平台上的微波部件，用于雷达馈线的“旋转连接” 。 14. 风廓线雷达主要用于垂直风廓线的探测，根据其使用波长的不同，分为边界层、对流层、 平流层等三个区域。边界层风廓线雷达在大气边界层空气质量、中尺度天气预报、垂直风 切变、湍流、尾涡流等方面发挥着重要的作用。结合 RASS 技术，可获取低空温度廓线资 料。 15. 对不同用途，雷达杂波的定义是存在差异的：气象雷达中，天气回波是需要的回波，地物 回波与海面回波是杂波；导航雷达中，飞机回波是需要的回波，地物回波与海面回波和气 象回波是杂波；杂波的定义至于是否干扰正常参量的观测有关，与散射性质无关。天气雷 达的地物杂波必须被抑制掉，因为地物杂波会引起反射率因子和平均径向速度估计的误 差。 16. 一部脉冲雷达探测远距离目标，测得电磁波走过的时间是 1mS，如果电磁波传播速度为 3×108m/S，则该目标距离约是 150 Km。一部脉冲雷达探测到距离 100 Km 的目标，如果电 磁波传播速度为 3×108m/S，则该电磁波走过的时间约是 0.666 mS。 17. 地球曲率会影响雷达测得高度偏低， 必须经过修正才能使用。 究其原因是雷达测量远距离 （如 100Km）目标时，雷达天线水平射出的电磁波，到达目标处已高出地面一定高度。 18. 大气是电磁波传播的一种介质， 其垂直结构的改变会导致一些特殊的电磁波传播现象， 如 高度位置误差和超折射地杂波现象，天线大于一定仰角后出现无目标的“晴空”回波。大 气并非均匀结构、难以出现各向同性的特征，这就会引起电磁波传播的折射，最终导致位 置测量的水平和垂直方向均可能出现偏差。
雷达气象学复习重点
雷达气象复习1 多普勒天气雷达可获取的基数据有反射率因子、平均径向速度和速度谱宽。
2天气雷达一般分为X 波段、 C 波段、 S 波段，波长分别是3厘米、5厘米、10厘米3目前我国 CINRAD-SA降水模式中使用的体扫模式为VCP11、VCP21、VCP31。
其中VCP11通常在强对流风暴出现的情况下使用，而VCP21在没有强对流单体有显著降水的情况下使用，晴空情况下使用VCP314目前我国 CINRAD-SA使用两种工作模式，即降水模式和晴空模式5我国新一代天气雷达的降水估测只使用最低的4个仰角：0.5°，1.5°，2.4°，3.4°，分别使用在50km以外，35-50km，20-35km和0-20km的距离范围内。
6我国新一代天气雷达系统主要由雷达数据采集子系统（RDA）、雷达产品生成子系统（RPG）、主用户处理器（PUP）、通讯线路。
7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。
8天气雷达的局限性：波束中心的高度随距离增加而增加、波束宽度随距离的增加而展宽、静锥区的存在。
9获取雷达接收到的降水回波信号是降水粒子对雷达所发射电磁波的散射产生的，因此电磁波在降水粒子上的散射是天气雷达探测降水的基础。
10当雷达波长λ确定后，球形粒子的散射情况主要取决于粒子直径d 。
对于d<<λ的小球形粒子的散射，称为瑞利散射；d≈λ的大球形质点的散射称为米散射。
11反射率因子在瑞利散射条件下的定义：单位体积中降水粒子直径6次方的总和称为反射率因子，用Z表示，其常用单位为mm6/m3，即∑=单位体积6 iDZ12后向散射截面的定义：设有一理想的散射体，其截面为σ，它能全部接收射到其上的电磁波能量，并全部均匀地向四周散射，若该理想散射体返回雷达天线处的电磁波能流密度，恰好等于同距离上实际散射体返回雷达天线的电磁波能流密度，则该理想散射体的截面σ就称为实际散射体的后向散射截面。
雷达气象学考试复习知识讲解
雷达气象学考试复习1.说明和解释冰雹回波的主要特点（10分）。
答：冰雹云回波特征：回波强度特别强（地域、月份、>50dBZ ）；回波顶高高（>10km ）；上升（旋转）气流特别强(也有强下沉气流，)。
PPI 上，1、有“V ”字形缺口，衰减。
2、钩状回波。
3、TBSS or 辉斑回波。
画图解释。
RHI 上：1、超级单体风暴中的穹窿（BWER ，∵上升气流）、回波墙和悬挂回波。
2、强回波高度高。
3、旁瓣回波。
画图解释。
4、辉斑回波。
5、在回波强中心的下游，有一个伸展达60-150km 甚至更远的砧状回波。
速度图上可以看到正负速度中心分布在径线的两侧，有螺旋结构。
有可能会出现速度模糊。
2.画出均匀西北风的VAD 图像从VAD 图像上可以获得环境风速和风向的信息，西北风的风向对应7/4π(315°)如图所示，零速度线是从45°—225°方位的一条直线（可配图说明）。
由此可绘出VAD 图像。
3.解释多普勒频移：多普勒频移：由于相对运动造成的频率变化设有一个运动目标相对于雷达的距离为r ，雷达波长为λ。
发射脉冲在雷达和目标之间的往返距离为2r ，用相位来度量为2π•2r/λ。
若发射脉冲的初始相位为φ0，则散射波的相位为φ=φ0+4πr/λ。
目标物沿径向移动时，相位随时间的变化率（角频率）44r d d r v d t d t ϕππλλ==另一方面，角频率与频率的关系2D d f d t ϕωπ==则多普勒频率与目标运动速度的关系fD=2vr/λ4.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。
天气雷达的天线具有很强的方向性，它所辐射的功率集中在波束所指的方向上。
反映了雷达波束的电磁场强度及其能流密度在空间的分布；曲线上各点与坐标原点的连线长度，代表该方向上相对能流密度大小。
图中能流密度最大方向上的波瓣称为主瓣，侧面的称为旁瓣，相反方向的称为尾瓣。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
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。
Mie ：散射前向大于后向散射，α越大向前散射所占比越大，侧向散射不为零。
关系：Mie 散射包含Rayleigh 散射，Rayleigh 散射是Mie 散射的特殊。
后向散射：θ= 180º，只有后向散射能量才能被雷达天线接收。
雷达截面：粒子向四周作球面波形式的各向同性散射，并以符号σ表示总散射功率与入射波能流密度之比，即雷达截面is S R S 24)(ππσ=或)(4ππβσ=瑞利散射时的雷达截面：)(4ππβσ==2224652116+-m m r λπ 区分小粒子和大粒子：小粒子： σ冰 <σ水 ，冰粒是同体积水滴的1/5，所以雪和小冰粒回波弱；大粒子： σ 冰>σ 水，米散射区随冰粒直径的增大，雷达截面也增大，最大达水滴的10倍，所以大冰雹的回波非常强外包水膜的融化冰球：理论处理：由不同折射指数的介质所组成的同心球。
瑞利散射区：随着融化水膜厚度的增加，融化冰球的雷达截面增大。
米散射区：随着融化水膜厚度的增 加，融化冰球的雷达截面减小。
亮带回波（1.8-2.0km ）解释冬天北方降雪（干雪）回波较弱，而南方降雪（湿雪，认为是外包水膜的冰球）回波较强。
形成0度层亮带的原因之一就是融化作用。
雷达反射率：定义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，并以η表示，常用单位是32/m cm 即∑=单位体积i ση雷达反射率因子：单位体积中降水粒子直径6次方的总和称为反射率因子，用Z 表示，其常用单位是36/m mm ，即dD D D n Z D Z i 606)(,⎰∑∞==单位体积 Z 值的大小只取决于云雨滴谱的情况；Z 正比于D 6，一方面表明粒子越大，Z 越大，回波功率也就越大，另一方面也表明Z 的贡献主要来源于少数的大雨滴；等效雷达反射率因子：对不满足瑞利散射条件的降水粒子，根据雷达气象方程求得的Z 值就不能代表降水的实际谱分布情况，只能是等效的Z 值(Ze)，称为等效雷达反射率因子。
衰减系数：由于衰减作用，单位接收功率在大气中往返单位距离时所衰减掉的能量dR P P d k L γγ2-=衰减截面：从电磁场理论吸收截面、散射截面和衰减截面可表示为))(12(Re 212n n n i t t b a n S P Q ++-==∑∞-πλ )()12(22212n n n i s s b a n S P Q ++==∑∞-πλ s t ia a Q Q S P Q -== 云的衰减：衰减截面：=+=Qa Qs Q t ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+--=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+--21Im 21Im 822322222m m m m r απλλπ 特点：1.液态云的衰减随温度的降低而增大（冰云相反）2.由液滴组成的云的衰减随波长的增大而迅速减小。
对于波长较短的雷达（如3cm 以下的雷达），要考虑云层的衰减作用 3.对于波长较长的雷达，可忽略云层对电磁波的衰减作用；冰云的衰减要比液态云的衰减小2~3个量级，原因在于冰晶的介电常数小于水。
雨的衰减：1.雨的衰减系数一般与降水强度近于成正比关系；2.雨的衰减系数在给定温度下还与波长有关系；3.随波长的增加而减少（雷达截面与波长四次方成反比，衰减和波长成反比的影响） 大面积小雨，3cm 雷达，雨的衰减要考虑。
大面积中雨，3cm 和5cm ，雨的衰减要考虑。
大面积大雨或冰雹，3cm ，5cm 和10cm 均要考虑。
雪、冰雹对雷达波的衰减：1.对于干雪，在波长较短、降水强度比较大、距离较远时，干雪的衰减要考虑2.湿雪的衰减比干雪大的多，由于形状因子的影响，有时可以超过相同情况下雨的衰减3.冰雹衰减要考虑，衰减系数与雷达波长、雹谱分布、最大冰雹直径等有关。
雷达气象方程：雷达气象方程是定量的表示云和降水的回波强度与有关因子之间关系的方程。
利用雷达气象方程，可以根据回波的强度判断降水区的物理状况，并正确地选择雷达的参数。
（对应的参量，均匀的）单个目标的雷达方程推导：天线增益G ：定向辐射天线最大辐射方向的能流密度与各向均匀辐射天线的能流密度之比：avS S G m ax = 各项均匀辐射天线的能流密度：24)(R P R S t av π= 则天线定向辐射方向上距离R 处的能流密度为2max 4R G P GS S t av π== 雷达截面σ根据雷达截面的定义：()max24S R s s ππσ= 散射回天线的后项散射能流密度：()σππG R P S ts 224)(=天线有效截面积Ae ：能接收到后向散射波的天线面积比天线外口径截面积小 根据天线理论G A e πλ42= 因此，天线接收到的总功率为()43224)(R G P A S P t e s πσλπ==讨论：1.一个普遍的雷达方程，适用于任何单目标物体的探测2.雷达接收的回波功率Pt 的大小，取决于自身的发射功率Pt ，天线增益G ，波长λ，还与目标的距离R ，以及雷达截面σ有关；3.对于给定的一部雷达，已知各雷达参数，当已知目标物离雷达站的距离R ，就能够根据回波功率的强弱来大致判定目标物的一些性质。
有效照射深度：只有在波束中距离为R 到R+h/2范围内的那些粒子散射的回波，才能在同一时刻到达天线，称h/2这个量为波束有效照射深度有效照射体积：在波束宽度()Φ,θ范围内，粒子所产生的回波能同时到达天线的空间体积，称为有效照射体积充塞系数：气象目标物在有效照射体积内被充满的程度。
<=1影响充塞系数的因素：波束宽度因素；距离因素；降水云尺度因素；天线仰角因素 写出雷达气象方程 ⎰⋅+-=-R kdR t r Z m m R hG P P 02.0222221123102112ln 1024ψλϕθπ中各参数的含义，并讨论该雷达方程的适用范围（常数项，雷达参数项，距离因子项，充塞因子项，气象因子项，衰减因子项） r P 回波接受功率，t P 发射功率，h 脉冲长度，1θ水平波束宽度，1ϕ垂直波束宽度，G 天线增益，⎰⋅+--RkdR Z m m 02.02210,21都是气象因子分别影响是目标物的后向散射特性；波束路径上各种粒子对雷达波的衰减作用，R 表示距离（回波功率随距离增大而变小，与距离平方成反比）；此方程只在瑞利散射条件下成立发射功率:增加Pt ，可增大最大探测距离，但单靠增加Pt 去增加探测距离(1)技术上有难度(2)还取决于PRF脉冲宽度(脉冲长度) :决定有效照射深度，有效照射体积，盲区τ增加，Pr 增大，提高探测能力；但有两个缺点（1）雷达距离分辨率变低（2）雷达盲区变大折射指数N ：大气折射指数的实际应用单位，简称折射指数N 单位)(10)1(6T Be P T A n N +=⋅-= 实际大气中折射指数的分布在实际大气中，一般 P 、T 、e 都随高度的增大而减小，但P 、e 下降速度较快。
所以N 的垂直变化中P 、e 起主导作用。
即N 随高度升高而减小。
射线曲率与折射指数垂直分布之间的关系：dh dn K -≈ 讨论：dhdn <0 ,K>0 曲线向下弯曲，一般大气 dhdn >0 ,K<0 曲线向上弯曲，反常大气 dhdn =0 ,K=0 直线传播，均质大气 等效地球半径：设想地球半径加大到某一数值Rm'时，使得Rm'为半径的地球表面上沿直线传播的超短波的最大探测距离和真实的球表面上沿折射曲线轨道传播的最大探测距离相同，则Rm'就称为等效地球半径折射指数随高度变化的几种形式：负折射，无折射，标准折射，临界折射，超折射 形成超折射的气象条件：逆温；上干下湿超折射回波的分类辐射超折射：发生大陆上晴朗的夜晚，由于地面辐射使近地层迅速降温而形成辐射逆温。
特 别当地面潮湿时，逆温使水汽不能向上输送。
平流超折射：干暖的空气移到较冷的水面时。
雷暴超折射：超折射发生在消散期，强大的下沉气流造成逆温，逆温又抑制了水汽的向上输送，形成超折射。
大气折射对雷达探测的影响：地球球面和大气折射对探测距离的影响探测距离较远时，雷达波束偏离地面，一些低目标物观测不到当目标物移向雷达站，波束探测高度不断降低，出现回波新生的虚假现象当目标物远离雷达站，波束探测高度不断增加，出现回波减弱，消散的虚假现象 测高公式：()()+=+22cos δR R H m ()⇒++2sin δR h R m m R R R h H 2sin 2++=δ或'2sin 2m R R R h H ++=δ Z-I 关系：b AI Z =假设：1.降水的时空分布均匀，且滴谱可用(7.6)式表示；2.近地面的垂直气流很弱，可以忽略；3.所有雨滴的散射满足瑞利散射条件；4.雨滴下落的末速度可以用(7.10)式表示。