2025年大学《气象技术与工程》专业题库- 气象雷达监测技术在农业气象中的应用

2025年大学《气象技术与工程》专业题库——气象雷达监测技术在农业气象中的应用考试时间：______分钟总分：______分姓名：______一、选择题（每题2分，共20分。请将正确选项的字母填在括号内）1.气象雷达通过发射电磁波并接收目标回波来探测大气，其基本工作原理是基于（）。A.光的折射B.电磁波的反射C.声波的传播D.大气分子的电离2.在气象雷达监测中，分辨率主要指的是（）。A.雷达探测的最大水平距离B.雷达能够区分的两个目标的最小距离C.雷达发射电磁波的频率D.雷达接收到的信号强度3.用于农业气象应用的天气雷达，通常优先选用哪种极化方式的数据？（）A.垂直极化B.水平极化C.差分极化D.交叉极化4.雷达反演作物叶面积指数（LAI）的主要物理依据是（）。A.作物对特定波长电磁波的吸收特性B.作物冠层对雷达波的散射特性C.作物蒸腾作用的强弱D.作物根系的分布情况5.利用气象雷达监测降水时，其探测的主要水汽载体是（）。A.大气中的液态水滴和冰晶B.大气中的水蒸气分子C.大气中的尘埃颗粒D.大气中的臭氧分子6.雷达测量的“零度层亮带”（ZBL）通常对应于（）。A.地面B.零度等温线高度C.雷达最大探测高度D.云顶高度7.在农业气象中，利用雷达监测大气水汽含量，对于（）具有重要意义。A.作物水分胁迫评估B.土壤墒情预测C.农业病虫害预警D.农业政策制定8.雷达数据在农业气象应用中，通常需要进行质量控制，其主要目的是（）。A.提高雷达的探测距离B.增强雷达的分辨率C.减少或消除系统误差和随机误差D.改变雷达的极化方式9.与传统地面观测相比，气象雷达进行农业气象监测的主要优势在于（）。A.观测站点密集B.可以进行大范围、连续的时空监测C.观测数据时间分辨率极高D.数据获取成本极低10.雷达监测到的风场信息，在农业生产中可用于（）。A.精准农业变量施用指导B.农业机械化作业安全评估C.农作物生长模型参数校准D.农田小气候特征分析二、填空题（每空1分，共15分。请将正确答案填在横线上）1.气象雷达发射的电磁波频率通常在________GHz到_______GHz之间。2.雷达方程是描述雷达探测性能的基本理论，它表明接收信号强度与发射功率、接收机灵敏度、_______、_______和目标雷达截面等因素有关。3.利用雷达数据估算作物参数时，常用的反演模型包括物理模型和_______模型。4.农业气象中，雷达监测到的降水信息对于________、________等农业生产活动有直接影响。5.雷达探测到的风场数据，结合其他气象资料，可用于________和________的预报。6.为了提高雷达数据在农业气象中的应用精度，常常需要与其他观测资料（如地面气象站数据）进行________。三、简答题（每题5分，共20分。请简要回答下列问题）1.简述气象雷达探测降水的基本原理。2.简述雷达数据在监测农业干旱中的应用方法。3.简述影响雷达反演作物参数（如LAI）精度的主要因素。4.简述气象雷达在农业灾害预警中的应用场景。四、论述题（每题10分，共30分。请围绕下列问题展开论述）1.论述气象雷达技术在精准农业中的应用潜力和面临的挑战。2.分析雷达反演作物水分含量的原理及其在农业水资源管理中的价值。3.结合实例，论述如何利用多普勒天气雷达监测和预警对农业生产有重大影响的气象灾害（如冰雹、强风）。试卷答案一、选择题1.B2.B3.C4.B5.A6.B7.A8.C9.B10.B二、填空题1.1；352.距离的四次方；目标雷达截面3.半经验4.灌溉；防洪5.降水；风6.融合三、简答题1.解析思路：雷达通过发射电磁波，电磁波遇到降水粒子（水滴、冰晶）发生散射，雷达接收部分接收散射回波。回波信号的强度与降水粒子的大小、数量（浓度）以及与雷达的距离有关。通过测量回波信号强度（反射率因子Z）、相位信息、多普勒频移等，可以反演降水类型、强度、速度、分布等大气参数。2.解析思路：雷达可以通过探测降水（或结合温度资料反演含水量）来间接指示干旱状况。例如，监测干旱区域降水的缺失或减少；利用雷达估算的土壤湿度或植被含水量指标；监测与干旱相关的对流性天气活动（如午后雷暴）的异常。关键在于理解雷达不同参数如何反映水分状况。3.解析思路：主要因素包括：雷达本身性能（分辨率、极化方式、仰角等）；大气条件（气溶胶、地形对雷达波的干扰）；作物本身特性（种类、结构、生长阶段、含水量等）；反演模型的准确性；数据融合的质量（如果使用了其他数据源）。需要考虑从雷达信号到作物参数的整个反演链路上的误差累积。4.解析思路：雷达通过探测回波强度和速度信息，可以识别和定位灾害性天气系统。例如，利用强回波特征识别冰雹云；利用多普勒雷达探测风场中的强风区、垂直风切变等特征来预警龙卷风、狂风等。重点在于雷达如何探测这些天气系统的关键物理特征。四、论述题1.解析思路：潜力方面：雷达可大范围、连续监测农田气象要素（降水、温湿、风场、水分等），为精准灌溉、施肥、病虫害预警、农机作业安全等提供实时依据。面临的挑战：雷达数据成本相对较高；数据处理和反演模型复杂，需要专业知识；雷达探测存在盲区，且精度受多种因素影响；数据时空分辨率有限；如何将雷达信息有效集成到现有的精准农业管理系统中。2.解析思路：原理方面：利用雷达后向散射系数与作物冠层水分含量、结构的关系，结合经验或物理模型，反演得到作物冠层含水量或土壤含水量信息。价值方面：可提供大范围、连续的农田水分监测，弥补地面站点稀疏的不足；有助于及时评估作物水分胁迫状况，指导灌溉决策；为区域水资源管理提供重要信息；可与其他遥感手段结合，提高监测精度和可靠性。3.解析思路：实例方面可选取冰雹或强风。例如，多普勒雷达通过探测冰雹云特有的强回波顶、回波形态（如“穹顶”、“V”型缺口）以及云内强的