雷达气象学复习重点.docx
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、VCP2K 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, 20-35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当雷达波长人确定后，球形粒子的散射情况主要取决于粒子直径d。对于d« 入的小球形粒子的散射，称为瑞利散射；入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，其常用单位为山胡/疗，即z= Z'612后向散射截面的定义：设有一理想的散射体，其截面为一?体皙能全部接收射到 其上的电磁波能量，并全部均匀地向四周散射，假设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，那么该理想散射体的截面。就称为实际散射体的后向散射截面。13单位体积中降水粒子后向散射截面的总和，称为气象目标的反射率，用n表示, 常用单位是cn）7m314电磁波能量沿传播路径减弱的现象，称为衰减。大气、云、降水粒子对雷达波 的衰减是由于散射和吸收引起的，衰减的结果将使回波图象、定量测量情况与实 际情况出现偏差。15距离折叠是指雷达对产生雷达回波的目标物位置的一种识别错误。距离折叠现 象常见于速度和谱宽产品，距离折叠现象只偶尔出现在反射率产品。16最大不模糊距离是当雷达发出一个脉冲遇到该距离处的目标物产生的后向散 射波返回到雷达时，下一个雷达脉冲刚好发出。也即：雷达波传播到位于最大不 模糊距离处的目标物，然后其回波再返回雷达所用的时间刚好是两个脉冲之间的 时间间隔。17多普勒天气雷达的最大不模糊距离和最大不模糊速度与雷达的脉冲重复频率 和波长的关系表达式分别是a=。 和v =应空。多普天气雷达使用低脉 maX 2XPRF曲 4冲重复频率PRF测反射率因子，用高脉冲重复频率PRF测速度。18当雷达发出的电磁波投射到降水粒子上时，它们就散射电磁波，雷达回波就是 被雷达天线所接收的后向散射波。19压、湿随高度变化的不同，导致了折射指数分布的不同，使电磁波的传播发生 弯曲，一般有负折射、零折射、标准大气折射、临界折射、超折射五种折射现象。 20超折射一般发生在湿度随高度升高而迅速减少和温度随高度升高而增加大气 层。逆温引起的超折射主要出现在子夜和清晨，而湿度随高度迅速减小的情况大 多出现在大雨刚刚过后。21当脉冲重复频率PRF增大时，最大探测距离Rmax减小，最大不模糊速度V.增大; 当重复频率PRF减小时，最大探测距离Rmax增大，最大不模糊速度Lx却减小，这 就是多普勒两难问题。22常用的雷达导出产品是组合反射率CR、垂直液态含水量VIL、回波顶ET、反射 率因子垂直剖面、风廓线、风暴跟踪信息STI、相对于风暴的平均径向速度SRM、 冰雹指数HI、一小时累积降水0HR、强天气分析SWA、中气旋M等产品。23揭示了所有回波中最高反射率因子的产品是组合反射率因子；风暴相对平均径 向速度与基本速度产品类似，只不过减去了由风暴跟踪信息（STD识别的所有风暴 的平均运动速度（缺省值），或减去由操作员选定的风暴运动速度。24垂直累积含水量表示的是将反射率因子数据转换成等价的（液态水值），并且 假定反射率因子是完全由液态水反射得到的。25新一代雷达可用于定量估测大范围降水，用雷达回波估测的降水值与实际降水 存在着一定的差异，其主要的影响因素是雷达本身的精度、雷达探测高度和地面 降水的差异。26垂直剖面产品只能通过用户处理器中（PUP）中的“请求日常产品集（RPS）”。 27某点的径向速度为零，实际上包含两种情况。一种是该点处的真实风向与该点 相对于雷达的径向互相垂直；另一种情况是该点的真实风速为零。28在径向速度场上，零速度线呈“S”和反“S”弯曲，表示实际风随高度顺时针 旋转和实际风随高度逆时针旋转，即分别表示在雷达探测范围内有暖平流和冷平 流。29辐合（或辐散）在径向风场图像中表现为一个最大和最小的径向速度对，两个 极值中心的连线与雷达的射线平行。30具有辐合（或辐散）的气旋（或反气旋），在径向速度图像中表现出径向速度 的最大、最小值连线与雷达射线走向呈一定的夹角。31气流中的小尺度气旋（或反气旋）在径向速度图像中也表现为一个最大和最小 的速度对，但两个极值的中心连线与雷达的射线垂直。32冷锋的识别方法：零速度线有明显折角，由NE-SW走向折向NW-SE走向，零速度 线附近等值线密集；有时零线仅为NE-SW走向而无折角，可能也有冷锋存在；有 NE-SW走向的雷达回波带与冷锋配合；冷锋位于等值线密集带附近靠近远离速度中 心的一侧，并向零速度线折角方向延伸；折角位于测站以北，冷锋未过境，位于 测站以南，冷锋已过境。33非降水回波包括：地物回波、海浪回波、昆虫和鸟的回波、大气折射指数脉动 引起的回波、云的回波等。34在0。c层附近，反射率因子回波突然增加，会形成零度层亮带。零度层亮带 通常在高于2. 4。的仰角比拟明显。35降水的反射率因子回波分积云降水回波、层状云降水回波、积云层状云混合 降水回波。36根据对流云强度回波的结构特征，风暴分为单体风暴、多单体风暴和超级单体 风暴。37垂直风切变是指水平风随高度的变化，垂直风切变的大小往往和形成风暴的强 弱有关。38强风暴的雷达回波特征有，主要是多单体风暴和超级单体风暴；雷达回波强度 特别强，可达50dBz甚至更强；回波顶高，可达对流层顶；上升和下降气流特别 强；PPI上常出现V形缺口、钩状回波、辉斑回波等现象；RHI上常出现穹隆、回 波墙、悬挂回波、指状回波等现象39多单体风暴由几个处于不同开展阶段的单体所组成，通常在多单体风暴前进方 向的右侧不断有新单体生成和并入，并在风暴内部继续开展增强成为主要单体， 而原来老单体那么减弱消散。40超级单体风暴是一种具有特殊结构的强风暴，常伴有强风、局地暴雨、冰雹、 下击暴流，龙卷，在低层风暴的运动右后方为钩状回波。41超级单体风暴出现的典型环境大气层结强烈不稳定；云下的平均环境风较强， 达10 m/s ;通过云层，有强的垂直风切变；风随高度强烈旋转，可超过90°。42强冰雹的主要雷达识别判据：反射率因子的三维空间结构、有界弱回波区或弱 回波区域大小，垂直累计液态水含量的大值区,风暴顶辐散,冰雹的三体散射现象。 43座线是满足线状或窄带状MCS标准的中尺度对流天气系统，是一条规那么、活跃 的风暴线。44超级单体最本质的特征是具有一个深厚持久的中气旋。45 “弓形回波”是地面大风的一个很好指标。46中气旋的水平尺度一般不超过10km；垂直厚度相应对流风暴厚度的三分之一； 垂直涡度的量级为10 业务上通常将中气旋分为弱、中、强三个级别，在距离 雷达50km处对应的旋转速度分别为12、16和22m/so47中气旋的转动速度指的是最大入流速度和最大出流速度绝对值之和的二分之 48非超级单体非强风暴低层反射率因子的大值区位于中心，超级单体反射率因子 的核心区偏向一侧，而且在风暴右后侧出现钩状回波。49三体散射现象是指由于雷达发射波束在强反射率因子区向地面散射的能量又 反射回云中强回波处时，再产生后向散射并考虑到其时间上的延迟而形成的异常 回波。50三体散射回波(TBSS)有如下特点：异常回波强度通常W20dBZ；呈类似 细长的钉子状，从强回波区沿径向伸展；径向速度很小，谱宽很大。这种回波 简称TBSS可作为识别大冰雹的特征之一。51热带气旋风雨区的外围有时候有一条强对流回波带，过境时，常常出现短时间 的风向突变，风速增大，气压下降，有强对流天气，此强对流回波带称为台前飕 线。52涡旋特征TVS是业务上用以探测强烈龙卷的一种方法。TVS的定义有三种指标： 切变、垂直方向伸展厚度、持续性。
