文档介绍：雷达气象学总结
2009-12-26
任课教师:官莉
缩略语
名词解释(Explanation)—E 问答题(Question & Answer)—Q
选择题(Multiple Choice)—MC 计算题(Calculation)—C
填空题(Fill-in)—F 证明题(Proof)—P
折射的物理本质?折射、散射、吸收的异同点?Q
不同点:
折射:超短波在不同介质或不均匀介质中,由传播速度不同引起的传播方向改变的现象
散射:仅改变电磁波传播方向,使电磁波向四面八方传播,没有使电磁波能量改变形式
吸收:改变电磁波能量的形式
相同点:同时发生
等效地球半径,定义、公式?Q
' '
等效地球半径(定义 1):设想地球半径加大或缩小到某一数值 Rm ,使得 Rm 为半径的球面上沿直线传
'
播的超短波的最大探测距离和真实地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
等效地球半径(定义 2):H 高目标物的最大探测距离在真实地球和真实射线情况下与假想地球和直
线传播的情况下相同,称这时假想的地球半径为等效地球半径
公式推导(相对曲率不,Rm=6370km)
1 dn
雷达波在真实大气中传播时,射线的轨道半径为: K ==−
Rn dh
1 111dn
地球半径为Rm ,曲率为,则两者的相对曲率为−=+
Rm RmnRRdh m
11
若用' 表示等效条件下射线的曲率半径,则等效条件下的相对曲率为
Rn ''−
RmnR
1
由于等效条件下是把射线看做沿直线传播,所以' ,因此等效相对曲率为,根据相对曲
Rn →∞'
Rm
11dn
率保持不变的条件,可以得到
' =+
RmmRdh
R
所以等效地球半径 R' 为: R' = m
m m dn
1+ R
m dh
讨论
dn
==0, R' R 电磁波直线传播(匀质大气)
dh mm
dn
><0, R' R 电磁波向上弯
dh mm
07 人影杨泽
⎧ dn dn '
⎪较小,0<+ 1RRRmmm < 1, > ,电磁波向下传播
dn ⎪ dh dh
< 0,⎨
dh ⎪ dn dn
较大,100,+<<RRmm , 超折射,电磁波向下弯曲非常厉害
⎩⎪ dh dh
折射指数 n 随高度变化的几种形式?(画图以及产生条件)Q
:射线的传播路径不是直线,而是略向下弯曲,但曲率小于地球表面的曲率
1 dn
射线的绝对曲率 Km'4==−=×10−81−
Rdhm′
1
地球表面的绝对曲率 K == × 10−81m−
Rm
14
因此 KKR' <=, ′≈=R8500 km
mmdn
1+ R 3
m dh
:射线与地球表面的相对曲率为零时的折射
1 dn
射线的绝对曲率 Km' ==−=× 10−81−
Rdhm′
1
地球表面的绝对曲率 Km== × 10−81−
Rm
''
因此: KKR==, m ∞
:射线曲率为零的折射
1 dn
射线的绝对曲率 Km'0==−=−1
Rdhm′
1
地球表面的绝对曲率 Km== × 10−81−
Rm
'
因此: Rmm==Rk6375 m
:射线曲率小于零的折射
1 dn
射线的绝对曲率 K '0==−<m−1
Rdhm′
1
地球表面的绝对曲率 Km== × 10−81−
Rm
'
因此: Rmm<=Rk6375 m
(大气波导传播):射线曲率大于地球表面曲率时的折射
1 dn
射线的绝对曲率 Km' ==−>× 10−81−
Rdhm′
1
地球表面的绝对曲率 K == × 10−81m−
Rm
''
因此: KKR><,0m
超折射产生的气象条件?Q
07 人影杨泽
∂e
: < 0
∂h
∂T
: > 0
∂h
超折射回波的物理意义?Q
辐射超折射:晴空晚上到清晨,由于地面的长波辐射,近地面产生逆温;特别地面潮湿时,对流在
逆温层受抑止,产生超折射
平流超折射:干暖空气移到冷水面上易产生超折射
雷暴超折射:雷暴消散期,下沉气流有时导致逆温(下沉逆温),因下雨地面潮湿,对流受抑止,易
产生雷暴超折射,