2025年大学二年级（气象探测技术）雷达气象学试题及答案.doc

2025年大学二年级（气象探测技术）雷达气象学试题及答案

（考试时间：90分钟 满分100分）
班级______ 姓名______

第I卷（选择题，共30分）
答题要求：本卷共10小题，每小题3分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。

1. 雷达气象学主要研究的是雷达回波与哪种气象要素之间的关系？
A. 温度
B. 湿度
C. 降水
D. 风
答案：C

2. 以下哪种雷达不是气象探测中常用的雷达类型？
A. 脉冲多普勒雷达
B. 相控阵雷达
C. 合成孔径雷达
D. 天气雷达
答案：C

3. 雷达探测降水时，降水粒子对雷达波的主要散射机制是？
A. 瑞利散射
B. 米散射
C. 几何光学散射
D. 无选择性散射
答案：B

4. 雷达气象方程中，与雷达发射功率成正比的是？
A. 回波功率
B. 目标物反射率
C. 雷达天线增益
D. 波长
答案：A

5. 当降水粒子直径远大于雷达波长时，雷达反射率因子与降水强度的关系是？
A. 线性关系
B. 平方关系
C. 立方关系
D. 指数关系
答案：C

6. 气象雷达的距离分辨率主要取决于？
A. 发射脉冲宽度
B. 天线波束宽度
C. 接收机带宽
D. 雷达波长
答案：A

7. 雷达探测降水时，降水回波的强度主要取决于？
A. 降水粒子的数量
B. 降水粒子的大小
C. 降水粒子的速度
D. 降水粒子的数量和大小
答案：D

8. 以下关于雷达测风的说法，正确的是？
A. 主要利用多普勒效应
B. 只能测量水平风
C. 不能测量垂直风
D. 测量精度不受雷达参数影响
答案：A

9. 雷达波束在大气中传播时，会发生折射，其主要原因是？
A. 大气温度不均匀
B. 大气湿度不均匀
C. 大气压力不均匀
D. 大气成分不均匀
答案：A

10. 气象雷达的天线增益越高，则？
A. 探测距离越远
B. 距离分辨率越高
C. 方位分辨率越高
D. 对弱目标探测能力越弱
答案：A

第II卷（非选择题，共70分）

二、填空题（共10分）
答题要求：本大题共5小题，每小题2分。请将答案填写在题中的横线上。

1. 雷达气象学是研究雷达波与______相互作用及其在______中的传播、散射和衰减规律的学科。
答案：大气中降水粒子等目标物；大气

2. 气象雷达的主要性能指标包括______、______、分辨率等。
答案：探测距离；测量精度

3. 降水粒子对雷达波的散射类型主要有瑞利散射、______和______。
答案：米散射；无选择性散射

4. 雷达气象方程中，考虑了大气衰减后，回波功率与发射功率的关系表达式为______。
答案：具体表达式略

5. 雷达测风时，通过测量降水粒子的______来获取风场信息。
答案：多普勒频移

三、简答题（共20分）
答题要求：本大题共4小题，每小题5分。简要回答问题。

1. 简述雷达气象学的研究内容。
答案：研究雷达波与大气中降水粒子等目标物相互作用，包括雷达波在大气中的传播、散射和衰减规律，以及利用雷达回波探测降水、风等气象要素的原理和方法等。

2. 说明雷达反射率因子与降水强度的关系。
答案：当降水粒子直径远小于雷达波长时，反射率因子与降水强度呈线性关系；当降水粒子直径远大于雷达波长时，反射率因子与降水强度呈立方关系。

3. 影响雷达探测降水精度的因素有哪些？
答案：包括雷达参数（如发射功率、天线增益等）、大气衰减、降水粒子特性（大小、分布等）、雷达探测角度、距离分辨率和方位分辨率等。

4. 简述雷达测风的原理。
答案：利用多普勒效应，当降水粒子随气流运动时，其散射回波会产生多普勒频移，通过测量多普勒频移来获取降水粒子的径向速度分量，进而推算风场信息。

四、分析题（共20分）
答题要求：阅读以下材料，回答问题。
材料：在一次气象观测中，使用某型号天气雷达对降水进行探测。雷达发射功率为P0，天线增益为G，波长为λ，探测到的回波功率为Pr。已知大气衰减系数为α，雷达与降水区域的距离为R。
问题：
1. 写出考虑大气衰减后的雷达气象方程表达式，并说明各参数的含义。
答案：Pr = (P0G2λ2σ)/(16π2R4e2αR)，其中P0是发射功率，G是天线增益，λ是波长，σ是目标物反射率因子，R是距离，α是大气衰减系数，e是自然常数。

2. 若要提高雷达对降水的探测能力，可以采取哪些措施？
答案：可增大发射功率，提高天线增益，选择合适波长，优化雷达参数以提高分辨率，减少大气衰减影响（如选择合适探测时段、高度）等来提高探测能力。

五、综合题（共20分）
答题要求：阅读以下材料，回答问题。
材料：某地区在一段时间内，利用气象雷达对降水进行了连续观测。观测数据显示，该地区降水回波强度随时间变化明显，且不同区域的回波强度差异较大。同时，通过雷达测风数据发现，该地区存在明显的风切变现象。
问题：
1. 分析降水回波强度随时间变化明显以及不同区域回波强度差异较大的可能原因。
答案：降水回波强度随时间变化明显可能是由于降水系统的移动、发展和减弱，不同时刻降水粒子的数量、大小等特性发生改变。不同区域回波强度差异较大可能是因为各区域降水类型不同（如雨、雪等），降水粒子特性不同，以及地形等因素对降水分布的影响。

2. 阐述风切变现象对该地区气象条件和相关活动（如航空、农业等）可能产生的影响。
答案：对航空而言，风切变会使飞机起降时遭遇危险，影响飞行安全。对农业来说，风切变可能改变农田小气候，影响农作物生长环境，如带来异常的温度、湿度变化，还可能导致农作物倒伏等情况，影响农作物产量和质量。