2025年大學(xué)《大氣科學(xué)》專業(yè)題庫(kù)——大氣科學(xué)中的氣象雷達(dá)技術(shù)考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題1.下列哪項(xiàng)不是氣象雷達(dá)發(fā)射電磁波的主要方式？A.脈沖發(fā)射B.連續(xù)波發(fā)射C.調(diào)制發(fā)射D.脈沖調(diào)制發(fā)射2.雷達(dá)方程中，決定雷達(dá)探測(cè)距離的主要因素之一是？A.發(fā)射功率B.接收機(jī)靈敏度C.雷達(dá)波束寬度D.以上都是3.多普勒雷達(dá)的主要功能是？A.探測(cè)降水粒子B.測(cè)量降水粒子的徑向速度C.判斷降水粒子的相態(tài)D.繪制天氣圖4.下列哪種雷達(dá)主要用于探測(cè)高空水汽和云層？A.X波段雷達(dá)B.C波段雷達(dá)C.S波段雷達(dá)D.頻率調(diào)制連續(xù)波雷達(dá)5.雷達(dá)回波強(qiáng)度主要與下列哪個(gè)因素有關(guān)？A.發(fā)射功率B.接收到的回波功率C.雷達(dá)波束寬度D.以上都是6.下列哪種氣象回波通常表示強(qiáng)對(duì)流天氣？A.積云回波B.層狀云回波C.龍卷風(fēng)回波D.霰暴回波7.雷達(dá)無(wú)法直接探測(cè)到的是？A.降水粒子B.風(fēng)場(chǎng)C.溫度D.水汽8.用來(lái)衡量雷達(dá)分辨率的概念是？A.波束寬度B.脈沖重復(fù)頻率C.濾波器類型D.距離分辨率9.雷達(dá)數(shù)據(jù)產(chǎn)品“基本徑向速度圖”主要顯示？A.降水粒子的尺度B.降水粒子的相態(tài)C.氣流的徑向速度D.氣流的垂直運(yùn)動(dòng)10.下列哪項(xiàng)技術(shù)不屬于氣象雷達(dá)與衛(wèi)星數(shù)據(jù)融合的范疇？A.雷達(dá)校正B.數(shù)據(jù)同化C.衛(wèi)星反演D.雷達(dá)拼圖二、填空題1.氣象雷達(dá)利用電磁波的________散射原理來(lái)探測(cè)大氣中的降水粒子。2.雷達(dá)方程中，R代表________，P_r代表________。3.多普勒天氣雷達(dá)通過(guò)測(cè)量回波的多普勒頻移來(lái)________。4.雷達(dá)的波束寬度越小，其________就越高。5.雷達(dá)回波圖上的亮區(qū)通常表示________區(qū)域。6.毫米波雷達(dá)具有________的特點(diǎn)，可以探測(cè)到更細(xì)微的降水粒子。7.雷達(dá)數(shù)據(jù)產(chǎn)品“垂直積分液態(tài)水含量”(VIL)表示________。8.雷達(dá)網(wǎng)絡(luò)通過(guò)多部雷達(dá)的________來(lái)獲取大范圍的三維天氣信息。9.雷達(dá)技術(shù)的局限性之一是________，即對(duì)非水成物粒子（如沙塵、火山灰）的探測(cè)能力較差。10.氣象雷達(dá)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)之一是________，即提高雷達(dá)的探測(cè)精度和分辨率。三、名詞解釋1.波束寬度2.氣象回波3.多普勒效應(yīng)4.徑向速度5.雷達(dá)方程四、簡(jiǎn)答題1.簡(jiǎn)述脈沖雷達(dá)的工作原理。2.簡(jiǎn)述多普勒雷達(dá)如何測(cè)量風(fēng)速。3.簡(jiǎn)述雷達(dá)回波圖上不同類型回波的特征。4.簡(jiǎn)述雷達(dá)技術(shù)在強(qiáng)對(duì)流天氣監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用。五、計(jì)算題1.一部發(fā)射功率為1kW，波長(zhǎng)為5cm的雷達(dá)，其天線增益為30dB，接收機(jī)靈敏度為人射信號(hào)功率為10^-13W。假設(shè)雷達(dá)與目標(biāo)距離為100km，目標(biāo)雷達(dá)截面為1平方米。請(qǐng)計(jì)算該雷達(dá)能否探測(cè)到該目標(biāo)？2.一部多普勒雷達(dá)探測(cè)到某處回波的多普勒頻移為+100Hz，已知雷達(dá)的工作頻率為950MHz，請(qǐng)計(jì)算該處氣流的徑向速度。六、論述題試述氣象雷達(dá)技術(shù)在現(xiàn)代天氣預(yù)報(bào)中的作用和意義。試卷答案一、選擇題1.C2.D3.B4.D5.D6.D7.C8.A9.C10.C二、填空題1.散射2.雷達(dá)與目標(biāo)之間的距離；接收到的回波功率3.測(cè)量氣流的徑向速度4.分辨率5.降水強(qiáng)度大的6.分辨率高的7.單位體積大氣中液態(tài)水含量的總量8.覆蓋9.對(duì)非水成物粒子探測(cè)能力有限10.向更高頻率發(fā)展三、名詞解釋1.波束寬度：指雷達(dá)波束在水平面或垂直面上擴(kuò)散的角度范圍，通常用度來(lái)表示。波束寬度越小，雷達(dá)的分辨率越高。2.氣象回波：雷達(dá)發(fā)射的電磁波在大氣中遇到降水粒子（如雨滴、雪花、冰雹等）發(fā)生散射，部分散射波被雷達(dá)接收機(jī)接收到的現(xiàn)象?；夭◤?qiáng)度與降水粒子的濃度、大小以及雷達(dá)與粒子之間的距離有關(guān)。3.多普勒效應(yīng)：當(dāng)波源和觀察者相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，觀察者接收到的波的頻率會(huì)發(fā)生變化。多普勒天氣雷達(dá)利用多普勒效應(yīng)來(lái)測(cè)量大氣中氣流的徑向速度。4.徑向速度：指大氣中某一點(diǎn)的風(fēng)速在雷達(dá)視線方向上的分量。多普勒雷達(dá)可以通過(guò)測(cè)量回波的多普勒頻移來(lái)計(jì)算徑向速度。5.雷達(dá)方程：描述雷達(dá)探測(cè)性能的基本方程，它將雷達(dá)接收到的回波功率與雷達(dá)的發(fā)射功率、天線增益、工作頻率、雷達(dá)與目標(biāo)的距離、目標(biāo)的雷達(dá)截面以及大氣衰減等因素聯(lián)系起來(lái)。四、簡(jiǎn)答題1.脈沖雷達(dá)的工作原理：脈沖雷達(dá)先發(fā)射一短促的電磁波脈沖，然后在一段時(shí)間內(nèi)接收目標(biāo)反射回來(lái)的回波。通過(guò)測(cè)量脈沖的發(fā)射和接收時(shí)間來(lái)計(jì)算雷達(dá)與目標(biāo)之間的距離，通過(guò)比較不同脈沖的回波強(qiáng)度來(lái)估計(jì)目標(biāo)的強(qiáng)度。2.多普勒雷達(dá)測(cè)量風(fēng)速：多普勒雷達(dá)發(fā)射連續(xù)的電磁波脈沖，并接收目標(biāo)反射回來(lái)的回波。通過(guò)測(cè)量回波信號(hào)與發(fā)射信號(hào)之間的多普勒頻移，可以計(jì)算出目標(biāo)相對(duì)于雷達(dá)的徑向速度。由于大氣中的風(fēng)是不均勻的，多普勒雷達(dá)可以通過(guò)掃描不同的角度來(lái)獲取二維或三維的風(fēng)場(chǎng)信息。3.雷達(dá)回波圖上不同類型回波的特征：*積云回波：通常呈白色或灰白色，強(qiáng)度較弱，結(jié)構(gòu)較為松散，移動(dòng)速度較慢。*層狀云回波：通常呈大片白色或灰白色，強(qiáng)度較弱，結(jié)構(gòu)較為均勻，移動(dòng)速度較慢。*龍卷風(fēng)回波：通常呈柱狀或漏斗狀，強(qiáng)度很強(qiáng)，結(jié)構(gòu)較為緊密，移動(dòng)速度很快。*霰暴回波：通常呈強(qiáng)回波，結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，可能包含鉤狀回波或穹頂狀回波。4.雷達(dá)技術(shù)在強(qiáng)對(duì)流天氣監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用：雷達(dá)可以探測(cè)到強(qiáng)對(duì)流天氣系統(tǒng)中的降水粒子、風(fēng)場(chǎng)和風(fēng)暴結(jié)構(gòu)等信息，幫助氣象學(xué)家識(shí)別和追蹤雷暴、龍卷風(fēng)等強(qiáng)對(duì)流天氣系統(tǒng)，并發(fā)布預(yù)警，為公眾提供及時(shí)的氣象信息服務(wù)。五、計(jì)算題1.解：*發(fā)射功率P_t=1kW=1000W*天線增益G=30dB=10^3*工作頻率f=5cm=0.05m*波長(zhǎng)λ=c/f=3x10^8/0.05=6x10^6m*接收機(jī)靈敏度P_r=10^-13W*雷達(dá)與目標(biāo)距離R=100km=10^8m*目標(biāo)雷達(dá)截面σ=1m^2*雷達(dá)方程：P_r=(P_t*G^2*σ)/((4π)^3*R^4*λ^2)*將數(shù)值代入方程：10^-13=(1000*10^3*1)/((4π)^3*(10^8)^4*(6x10^-2)^2)*計(jì)算結(jié)果：P_r=3.98x10^-14W*由于P_r(3.98x10^-14W)>接收機(jī)靈敏度(10^-13W)，因此該雷達(dá)能夠探測(cè)到該目標(biāo)。2.解：*多普勒頻移f_d=100Hz*雷達(dá)工作頻率f=950MHz=950x10^6Hz*徑向速度V=f_d*c/(2f)*光速c=3x10^8m/s*將數(shù)值代入方程：V=100*3x10^8/(2*950x10^6)=15.79m/s*因此，該處氣流的徑向速度約為15.79m/s。六、論述題氣象雷達(dá)技術(shù)在現(xiàn)代天氣預(yù)報(bào)中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。首先，雷達(dá)可以探測(cè)到大氣中的降水粒子，幫助氣象學(xué)家了解降水的類型、強(qiáng)度、分布和移動(dòng)等信息，為降水預(yù)報(bào)提供重要的數(shù)據(jù)支持。其次，多普勒雷達(dá)可以測(cè)量大氣中的風(fēng)速和風(fēng)向，幫助氣象學(xué)