雷达气象部分名词解释

雷达气象

名词解释

1.脉冲重复频率：脉冲重复频率是每秒钟雷达发射脉冲波的次数。两个相邻脉冲波之间的时间间隔叫做脉冲重复周期。用F 表示脉冲重复频率，T 表示脉冲重复周期，他们互为倒数关系

2.平均功率：平均功率是指脉冲功率在其重复周期内的平均值。用Pt 表示脉冲，t P 错误!未指定书签。表示平均功率，有T

P P t t τ⨯= 3.脉冲功率：脉冲功率是指发射机发射脉冲波期间产生的高频功率。脉冲功率也叫峰值功率。脉冲功率大，雷达接收到来自云雨的回波比较强，雷达可以探测比较远，比较弱的目标

4.方向性图：表示天线向外辐射电波能量方向性情况的图叫做方向性图

5.波束宽度：为了定量的表示天线辐射能量的定向程度，可以用方向性图上主波瓣最大辐射方向两侧，辐射能量为最大辐射能量一半的两个矢量之间的夹角的大小表示，该角叫做波束宽度

6.天线增益：定向天线最大辐射方向上的功率密度和天线各向均匀辐射能量时同一距离上功率密度的比值。天线增益数值越大，表示天线定向辐射的能力越强

7.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i

s S R S 2

4)(ππσ=或)(4ππβσ= 8.雷达反射率：单位体积内全部降水粒子的雷达截面之和，并以η表示，常用单位是3

2/m cm 即∑=单位体积i σ

η 9.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3

6/m mm ，即dD D D n Z D Z i 606)(,⎰∑∞==单位体积

10.分贝(dB):功率比的常用对数的10倍 dR k P P R L r r ⎰-=0343.42lg 100

11.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 γγ

2-=

12.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 21

2n n n i t t b a n S P Q ++-==∑∞-πλ )()12(22

212n n n i s s b a

n S P Q ++==∑∞-πλ

s t i

a a Q Q S P Q -== 13.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）

14.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

15.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

16.折射指数N 单位 ))

()(4810)(()(6.7710)1)((6h T h e h P h T h n N +=⋅-= 17.折射指数B 单位 6610)4()(104)1()(m

m R h h N R h n h B +=⎥⎦⎤⎢⎣⎡

+-= 18.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

19.多普勒效应：由于波源和接收者之间存在着相互运动而造成接收者接收到的频率与波源发出的频率之间发生变化

20.多普勒两难：最大不模糊速度Vmax ：雷达能够不模糊地测量的最大平均径向速度，其对应的相移是180度。最大不模糊距离 Rmax: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

21.距离折叠：指雷达确定的目标物方位是正确的，但距离是错误（模糊）的。当目标物位于雷达的最大不模糊距离（Rmax)之外时，雷达却把目标物显示在Rmax 以内的某个位置，我们称为距离折叠

22.气象回波：形成这的直接原因是大气中云、降水中的各种水汽凝结物对电磁波的后向散射和大气中温、压、湿等气象要素剧烈变化引起的。降水回波：层状云连续性降水回波、对流云阵性降水回波、积层混合云降水回波、雪的回波、其它类型降水回波（冻雨、沙暴中降水、第二次扫描回波）。非降水回波：云的回波、雾的回波、闪电信号及其回波、晴空大气回波（点状或圆点状、窄带状、细胞状、层状、大气波动和湍流、环状、海风）。

23.非气象回波：形成的直接来源是地物、飞机等非气象目标物对电磁波的反射以及由于雷达的性能而引起的虚假回波。但是在这类回波中，有些回波的出现也和气象条件有关，有：地物回波、超折射回波、同波长干扰回波、飞机、船只等的回波、海浪回波、由天线辐射特性造成的虚假回波

24.虚假回波：当旁瓣、尾瓣发射的电磁波在近距离遇到强降水，或因主瓣存在一定宽度所产生的回波。

25.零度层亮带：强度PPI 图上回波呈片状分布结构较均匀，强度梯度较小，有时出现强度特别大的窄带称为零度层亮带，亮带也可能成弧状或圆环状

26.雷暴单体：雷暴云的基本组成单元，是具有强烈上升和伴随有下降气流的云中紧密区域

27.速度矢端图：垂直风切变矢量大小和方向的变化极大的影响着对流风暴的组织和演变。速度矢端图是反映垂直风廊线信息的一种工具。其主要目的是将风向、风速随高度变化或风

的垂直切变三维空间特征在一个采用极坐标的平面上表示出来。极坐标中风矢量以大小和方向表示。

28.多单体风暴：多单体风暴，是强对流风暴中出现机会最多的一种。雷暴经常组织成复合系统，这种系统被称为多单体风暴，它由一个演变着的单体系列组成，每个单体能区分出大致轮廓

29.中气旋：中气旋是指尺度小于10km的漩涡，满足或超过一定的气旋（切变）、垂直伸展和持续性判据

简答题

1.新一代天气雷达与常规雷达相比有何优势?

新一代天气雷达，不仅提供降水分布和定量估测，还提供了降水区内风场信息。在完成多部雷达联合组网实时定量探测的基础上，可利用雷达测雨观测资料，结合卫星观测，进行更大范围的降水预报。常规天气雷达是一种模拟信号雷达，将雨云降水质点散射回的信号在模拟显示器上显示，给出降水及其云体的空间位置和范围

2.天气雷达的基本工作原理？

基本原理同一般雷达，定向地向空中发射电磁波列（探测脉冲），然后接受被气象目标散射回来的电磁波列（回波信号），并在荧光屏（或计算机系统）上显示出来，从而确定气象目标物的位置和特性

3.雷达天线的作用和组成？

雷达天线的作用是定向地辐射高频脉冲波和接收来自该方向的回波。气象上使用的雷达天线一般由两部分组成：

（1）天线辐射喇叭，把发射机产生的高频脉冲能量向外辐射

（2）天线反射器，把来自辐射喇叭的脉冲电波，以很小的张角高度定向地向外反射

4.PPI、RHI

平面位置显示器是天气雷达应用得最多的显示器，简称平显，也叫PPI。当天线仰角为0，天线围绕铅直轴转动时，平面位置显示器表示的是波束扫描平面上的降水分析。

为了了解云、雨的形成和垂直结构情况，在天气雷达上还有一种常用的显示器——距离高度显示器。距离高度显示器简称高显或RHI。在高显中，横坐标表示云、雨目标的斜距，纵坐标是云雨目标的高度

5.粒子群的回波功率能否是单个粒子的回波功率之和？为什么？

粒子群内部各粒子之间的无规则运动，使粒子群造成的瞬时回波功率会出现脉动性。那么，对于处在某一固定距离上具有一定滴谱分布的云、雨，就不能测得确定的回波功率瞬时值与它相对应，即粒子群造成的回波，不能简单地看作各个粒子单独产生的回波叠加

6.有了雷达反射率，为什么还要引入雷达反射率因子？

反射率因之Z值的大小，反映了气象目标内部降水粒子的尺度和数密度，常用来表示气象目标的强度。由于反射率因子Z只取决于气象目标本身而与雷达参数和距离无关，所以不同参数的雷达所测得的Z值可互相比较

7.决定雷达最大探测距离的因素有哪些？

增加Pt，减小脉冲重复频率，目标物最大高度，雷达架设高度，地球曲率等影响，与波长—4成正比，与雷达接收机灵敏度以及电磁波在途中衰减情况等

8.大气水平分布非均一情况下出现探测盲区的原因是什么？

大气水平分布不均一时引起折射与超短波在垂直方向上类同，会产生水平临界折射和超折射（即全反射），因此，在锋面另一侧方向上，雷达天线无法探测到，形成探测盲区

9.解释距离折叠的成因？

雷达测距公式R=0.5ct，t为脉冲发出到返回的时间