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1、多普勒天气雷达基础理论知识一、填空题1. 雷暴单体的生命史分为三个阶段，分别是 塔状积云 阶段、 成熟 阶段和 消散 阶段。2. 雷暴或深厚湿对流产生的三个要素是 大气垂直层结不稳定 、 水汽 和 抬升触发机制 。3. 强冰雹的产生要求雷暴内具有 强烈上升气流 ；而雷暴大风的产生通常要求雷暴内具有 强烈下沉气流 。4. 在瑞利散射条件满足的情况下，降水粒子集合的反射率因子只与降水粒子本身的（ 尺寸 ）和（ 数密度 ）有关。5龙卷涡旋特征TVS的定义有三个指标，包括（ 切变 ）、（ 垂直方向伸展 ）以及（ 持续性 ）6.积状云降水回波强度中心的反射率因子通常在( 35 )dBZ以上。而层状云降水
2、回波的反射率因子一般大于( 15 )dBZ，小于35dBZ。大片的层状云或层状云-积状云混合降水大都会出现明显的( 零度层亮带 )。7如果大范围的环境风场零速度线呈反“S”型变化，表示实际风向（随高度反时针旋转），并且在雷达有效探测范围内为（冷平流）。8在雷达径向方向，若某区域最大入流速度中心位于左侧，表示该区域存在（气旋性旋转）；若最大入流速度中心位于右侧，表示该区域存在（反气旋性旋转）。9、弓形回波是移动（迅速）、（凸状）的与灾害性的下击暴流紧密相关的低层回波，最强风经常发生在（弓形回波前方）。10. 降水回波功率随降水粒子（大小）、（相态）、（几何形状）不同而异。二、选择题1下列特征中哪
3、个不是雷暴大风的雷达回波特征：（ D）A、反射率因子核心不断下降；B、中层径向辐合MARC；C、低层强烈辐散；D、有界弱回波区BWER的出现；2下列因子中哪个不是有利于强冰雹产生的环境因素：（ B）A、CAPE值较大；B、对流层中层相对湿度较大；C、0层高度不过高；D、环境垂直风切变较大；3下列特征中哪个不是经典超级单体风暴的典型特征：（ C）A、钩状回波；B、有界弱回波区；C、中层径向辐合；D、中气旋；4下图中代表的大气稳定情况是( C )。A、稳定层结 B、不稳定层结C、潜在不稳定层结 D、无法判断5下列陈述中哪个是对的。（ D ）A、中气旋的直径通常超过20kmB、中气旋通常局限于大气边
4、界层以内C、中气旋通常位于中尺度对流辐合体内D、中气旋是雷暴尺度的涡旋6.强雷暴云团的云型特征是（ B、C ）A、具有气旋性弯曲的云区边界 B、具有向外凸起的弧状边界 C、具有多起状的上冲云顶（或称为穿弄性对流云顶）D、光滑的云顶。7.下列因素中哪些有利于雷暴的产生：（ A、C、E ）A、较大的对流有效位能CAPEB、较大的对流抑制CINC、存在边界层辐合线D、低层水汽很少E、存在积云8.下列哪些因素有利于雷暴消散：（ B、D、E ）A、边界层辐合线与雷暴相遇；B、雷暴逐渐远离其出流边界；C、雷暴与另一个雷暴相遇；D、雷暴进入一个稳定区；E、白天雷暴由陆地移到很大的湖面上；9暴雨产生必须满足的
5、条件是（ A、D ）和较长的维持时间。A、充分的水汽供应 B、较强的冷空气补充C、存在阻塞高压 D、强烈的上升运动10、下图属于新一代天气雷达（ B ）体扫模式。A、VCP11 B、VCP21 C、VCP31 D、VCP3211. CR产品最有用的方面是不用对每个仰角进行寻找就可显示风暴中最高（ d ）。A、径向速度 B、上升速度 C、反射率 D、反射率因子12. 三体散射现象是指由于雷达能量在强反射率因子（回波很强）区向前散射而形成的异常回波。具有的特征是（ a 、b、c ）。A、强度通常20dBZ；B、呈类似细长的钉子状（“ spike”）从强回波区沿径向伸展，简称TBSS；C、它的径向速
6、度很小；D、谱宽很大。13、多普勒两难是指( B )。A、不能同时测速度和强度 B、不能同时得到好的速度和强度 C、不能同时测速度和谱宽 D、不能同时测谱宽和强度14、强度不变的同一积雨云从雷达站的3150方向200kM处向东南方向移动，在雷达上看起来积雨云回波的强度愈来愈强，这是因为（ D ）。A、积雨云高度愈来愈高 B、积雨云尺度愈来愈大C、大气的衰减愈来愈小 D、距离衰减愈来愈小15、请根据下图判断雷达站周围风随高度如何变化（C ）。 A：低空为偏北风，风速随高度增加，上空为偏SWB：低空为偏南风，风随高度作顺时针转变，上空为偏SW风C：低空为偏北风，风随高度略作顺时针转变，风速先增后减
7、D：低空为偏南风，风随高度作逆时针转变，上空为偏NE风16、新一代天气雷达提供的基本产品是（A、C、D）A、反射率因子 B、基数据C、平均径向速度 D、谱宽17、经典超级单体风暴反射率因子回波的主要特征（A、C、D）A.低层的钩状回波 B.中气旋 C.中高层的悬垂回波 D.中层的弱回波区18、某一天气系统从西北方向移向雷达站，下图为某一时刻雷达探测到的径向速度图，其中分析正确的有(A、C) 。A：锋区已移过雷达站 B：锋区仍然在雷达站西北向，还未到达雷达站C：锋前为西南风，锋后基本为西北风D：风向随高度顺转，风速随高度增加19、多普勒雷达的局限性（A、B、D）使其探测能力下降或受限A.波束中心
8、的高度随距离增加 B.波束中心的宽度随距离增加 C.距离折叠 D.静锥区的存在20、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（C）。A 雷达观测时间； B 雷达站的地理位置；C、雷达本身的精度、雷达探测高度和地面降水的差异。三、简答题1、附图1所示为某个对流风暴1.5、4.3、6.0仰角反射率因子和4.3仰角径向速度图，该对流风暴向着雷达方向快速移动，雷达最大不模糊速度为27m/s，箭头位置距离雷达55km。请判断：A) 在径向速度图上可否识别出中气旋？如果可以，请给出中气旋的旋转速度；B) 你认为该对流风暴是一个强烈雹暴吗？如果
9、是，请给出理由；C) 你认为该对流风暴属于那种风暴类型？ 附图1：答案要点A) 可以识别中气旋，其旋转速度为25m/s（回答23-27m/s都算正确）；B) 是一个强烈雹暴，主要理由包括非常明显的三体散射，明显的有界弱回波区，低层弱回波区和中高层回波悬垂，以及强烈中气旋；C) 该风暴属于超级单体风暴；2、附图2所示为一次强对流天气过程15:20(北京时)雷达回波产品。本次过程回波快速向南偏东方向移动。a、b分别为0.5、1.5 仰角反射率因子，c为0.5 仰角平均径向速度图，d为风廓线图（显示时间为世界时）。雷达最大不模糊速度为27m/s，50km/圈。根据以上图示信息请判断：A）白色实箭头和
10、空箭头所指处分别将会出现何种天气并给出出现该天气的理由。（4分）B）图d中什么条件下某高度处风向、风速标为“ND”？（任选两条即可）答案要点：A）白色实箭头处将会出现雷雨大风和冰雹（1分）；该处回波强度强达到65dBz以上，1.5 仰角反射率因子图上出现三体散射（1分）。白色空箭头处将出现雷雨大风（1分）；该处近距离0.5 低仰角平均径向速度图离开雷达的径向速度达到27m/s，另外从风廓线上看此时雷达站附近3km以下偏北风速明显加大，有动量下传（1分）。（实况：白色实箭头处最近站点出现9mm雷阵雨、16.3m/s瞬时大风和30mm冰雹，只答冰雹或答雷雨大风和冰雹都正确，只答强降水不能给分；白色
11、空箭头处最近站点出现1mm雷阵雨、26m/s瞬时大风，答大风或雷雨大风都正确，本过程回波移动速度快，没有出现短时强降水）。B）VAD风廓线算法中规定满足下列条件之一，相应高度处的风向、风速标为没有数据ND。1）有效数据点不到25个；2）拟合均方根误差超过5m/s；3）对称性超过7m/s。（1分）（答对任两条得1分，多答不加分）。3、 利用新一代天气雷达回波图像分析强对流天气系统时主要是用哪些产品？并给出强对流回波一般具有的特征。（至少写出8个产品及4个特征。8分）回答要点：对强对流系统的雷达探测产品有：反射率因子R、平均径向速度V、相对于风暴的平均径向速度SRM、组合反射率因子CR、反射率因子垂直剖面、垂直累积液态水量VIL、回波顶ET、冰雹指数HI、一小时累积降水OHR、强天气分析SWA、中气旋M等产品。它们可能是下列特征：弱回波区、有界弱回波区、中气旋、风暴顶辐散、三体散射长钉、钩状回波、前侧V型槽口、后侧入流V型槽口等。4. 下图为一幅3.4仰角的径向速度图，描述一下雷达上空风向风速随高度变化的情况，并指出低空急流和对流层中层急流的方向和大小（对于3.4仰角，距离雷达10km处的高度约为0.8km，距离雷达75km处的高度约为5km）？（4分）10
