南京信息工程大學(xué)

南京信息工程大學(xué)碩士研究生招生入學(xué)考試大綱

科目代碼：T10

科目名稱：雷達(dá)與衛(wèi)星氣象學(xué)

《雷達(dá)氣象學(xué)》占50%，《衛(wèi)星氣象學(xué)》占50%

第一部分 目標(biāo)與基本要求

一、 課程目標(biāo)

《雷達(dá)氣象學(xué)》與《衛(wèi)星氣象學(xué)》是大氣探測(cè)專業(yè)學(xué)生的兩門重要專業(yè)課�！独走_(dá)氣象學(xué)》主要包括雷達(dá)探測(cè)基礎(chǔ)理論和回波信息分析與應(yīng)用兩大部分，系統(tǒng)地講述雷達(dá)探測(cè)氣象目標(biāo)的基礎(chǔ)理論，即回波的產(chǎn)生、電磁波在大氣中的衰減和折射，雷達(dá)定量測(cè)量降水原理和方法，脈沖多普勒天氣雷達(dá)工作原理，回波信息的分析原則及其應(yīng)用，等等。《衛(wèi)星氣象學(xué)》主要包括衛(wèi)星遙感基礎(chǔ)理論和衛(wèi)星云圖資料的分析應(yīng)用技術(shù)和衛(wèi)星探測(cè)資料處理的一些概念。

通過雷達(dá)氣象學(xué)和衛(wèi)星氣象學(xué)的學(xué)習(xí)，為從事雷達(dá)、衛(wèi)星氣象遙感研究提供理論基礎(chǔ),并掌握雷達(dá)、衛(wèi)星資料在天氣預(yù)報(bào)及相關(guān)學(xué)科的一些應(yīng)用。

二、基本要求

要求學(xué)生掌握雷達(dá)回波的產(chǎn)生、電磁波在大氣中的衰減和折射，雷達(dá)定量測(cè)量降水原理和方法，雷達(dá)回波信息的分析原則及其應(yīng)用;要求學(xué)生掌握衛(wèi)星遙感基本概念、衛(wèi)星軌道特征、衛(wèi)星輻射遙感理論和方法，衛(wèi)星資料處理和分析的基本原則，衛(wèi)星云圖在天氣分析中的應(yīng)用，了解由衛(wèi)星資料定量估算氣象參數(shù)，并不斷提高自學(xué)能力。

第二部分 具體內(nèi)容

《雷達(dá)氣象學(xué)》部分

第一章 引言

了解雷達(dá)氣象學(xué)的相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)，如：雷達(dá)氣象學(xué)的主要研究?jī)?nèi)容、天氣雷達(dá)的發(fā)展史、中國(guó)天氣雷達(dá)的發(fā)展概況、天氣雷達(dá)的應(yīng)用領(lǐng)域、天氣雷達(dá)的基本工作原理，天氣雷達(dá)的主要設(shè)備。

第二章 散射

了解散射現(xiàn)象及散射的分類，掌握并理解散射方向函數(shù)，雷達(dá)散射截面、雷達(dá)反射率、雷達(dá)反射率因子。

第三章 衰減

掌握衰減系數(shù)，了解實(shí)際大氣的衰減問題，理解衰減截面、吸收截面、標(biāo)準(zhǔn)化截面、云雨粒子的散射和衰減截面、云雨粒子的衰減系數(shù)等。

第四章 雷達(dá)氣象方程

掌握單目標(biāo)雷達(dá)氣象方程、云和降水的雷達(dá)氣象方程以及考慮充塞程度和衰減因子的雷達(dá)氣象方程的推導(dǎo)，理解雷達(dá)氣象方程相關(guān)問題的討論(包括雷達(dá)探測(cè)能力與精度)。

第五章 折射

了解射線的曲率，理解等效地球半徑、訂正折射指數(shù)、折射指數(shù)隨高度變化的五種形式，能夠分析地球球面和大氣折射對(duì)雷達(dá)探測(cè)距離的影響。

第六章 雷達(dá)定量測(cè)量降水

掌握Z(yǔ)-I關(guān)系法測(cè)量降水的原理與技術(shù)，能夠分析誤差來源和校準(zhǔn)方法等。

第七章 多普勒雷達(dá)探測(cè)

掌握多普勒雷達(dá)探測(cè)基本原理，理解速度模糊、多普勒兩難等。

第八章 熟悉和掌握典型雷達(dá)回波(強(qiáng)度，速度) 特征和分析。

第九章 雙偏振雷達(dá)基本原理

熟悉和掌握雙偏振雷達(dá)測(cè)得的物理量，熟悉雙偏振雷達(dá)在定量測(cè)量降水應(yīng)用上的優(yōu)勢(shì)。

《衛(wèi)星氣象學(xué)》部分

第一章 緒論

了解衛(wèi)星遙感的基本特點(diǎn)

第二章 衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)規(guī)律和氣象衛(wèi)星軌道

掌握衛(wèi)星軌道傾角、升交點(diǎn)、周期等參數(shù)的意義;理解太陽(yáng)同步衛(wèi)星軌道和地球同步衛(wèi)星軌道及實(shí)現(xiàn)的原理;了解目前的主要?dú)庀笮l(wèi)星系列及其軌道特點(diǎn)。了解極軌衛(wèi)星軌道報(bào)的含義和直接用途。

第三章 衛(wèi)星遙感輻射基礎(chǔ)

1、理解輻亮度、亮溫度等基本輻射量的概念。

2、掌握輻射傳輸?shù)幕�本概念，理解輻射傳輸方程中各因子的意義。

3、了解CO2、 O2、H2O等大氣成分以及云和常見地表等物質(zhì)的輻射和吸收特征、它們與可見光、紅外、微波等波段電磁波的相互作用。

4、理解權(quán)重函數(shù)在衛(wèi)星遙感輻射傳輸方程中的含意。

5、能利用輻射傳輸方程在一定的簡(jiǎn)化條件下估算無云和有云時(shí)衛(wèi)星接收到的輻射。

6、掌握衛(wèi)星遙感觀測(cè)地球及其大氣的原理。

第四章 衛(wèi)星資料的獲取、接收和處理

1、掌握中心波長(zhǎng)、波段寬度、通道等星載儀器性能參數(shù)的含義及各通道的特點(diǎn)和用途，了解星載儀器的空間分辨率、時(shí)間分辨率、光譜分辨率和輻射分辨率等概念。

2、了解AVHRR， HIRS，AMSU，MODIS等當(dāng)前一些重要的有代表性的極軌衛(wèi)星觀測(cè)儀器(主要性能和用途)。

3、了解VISSR、S-VISSR等當(dāng)前一些重要的有代表性的靜止衛(wèi)星觀測(cè)儀器(主要性能和用途)。

4、了解極軌和靜止衛(wèi)星對(duì)地掃描觀測(cè)地球大氣的工作方式。

5、了解衛(wèi)星接收的主要工作，如，軌道升交點(diǎn)時(shí)間和精度的推算，大圓盤的制作和使用。

6、了解衛(wèi)星接收處理系統(tǒng)的主要結(jié)構(gòu)和處理系統(tǒng)的主要功能。

7、了解衛(wèi)星云圖的增強(qiáng)顯示原理。

第五章 衛(wèi)星圖象分析基礎(chǔ)

1、了解日常使用的云圖的主要類別(衛(wèi)星、波段)。

2、掌握云圖上識(shí)別云的六個(gè)判據(jù)，會(huì)應(yīng)用云的識(shí)別判據(jù)和衛(wèi)星觀測(cè)通道特征區(qū)分卷云、積雨云、中云、積云濃積云，層積云、層云和霧，及多層云。

3、了解地表特征在衛(wèi)星云圖上的表現(xiàn)，陸地、海洋、冰雪、沙塵的云圖特征。

第六章 中緯度天氣系統(tǒng)的衛(wèi)星云圖分析

1、掌握衛(wèi)星云圖上天氣尺度云系的主要特點(diǎn)，會(huì)分析衛(wèi)星云圖分析天氣尺度云系，如逗點(diǎn)云系、細(xì)胞狀云系、斜壓葉狀云系和變形場(chǎng)云系。

2、了解水汽圖上的一些重要邊界的特點(diǎn)。

3、掌握衛(wèi)星云圖上高空槽云系的主要特點(diǎn)，會(huì)應(yīng)用衛(wèi)星云圖確定確定高空槽線、脊線的位置。

4、掌握衛(wèi)星云圖上冷鋒、暖鋒、錮囚鋒和靜止鋒等天氣系統(tǒng)的云圖特點(diǎn)，會(huì)應(yīng)用衛(wèi)星云圖確定冷鋒、暖鋒、錮囚鋒和靜止鋒的位置。

5、掌握衛(wèi)星云圖上鋒面氣旋的各階段主要云圖特點(diǎn)，識(shí)別鋒面氣旋云系。

6、了解高空急流云系的主要特點(diǎn)，用衛(wèi)星云圖確定高空急流軸的位置。

第七章 衛(wèi)星云圖在熱帶天氣分析和預(yù)報(bào)中的應(yīng)用

1、了解衛(wèi)星云圖上的熱帶云團(tuán)、熱帶渦旋云系、赤道輻合帶等。

2、掌握云圖上的臺(tái)風(fēng)云系結(jié)構(gòu)(眼、螺旋云帶、中心稠密云區(qū))，會(huì)估計(jì)臺(tái)風(fēng)的中心位置。

3、了解副熱帶高壓的衛(wèi)星云圖特征。

第八章 夏季對(duì)流性云系的云圖分析

1、理解水汽、層云(霧)、積云濃積云、山地、海岸等對(duì)對(duì)流云的觸發(fā)作用。

2、了解颮鋒云系特點(diǎn)，會(huì)識(shí)別颮鋒云系。

3、了解暴雨云團(tuán)、雹暴云團(tuán)的特點(diǎn)，會(huì)區(qū)別這兩類云系。

第九章 由衛(wèi)星資料定量估算氣象參數(shù)

了解利用衛(wèi)星資料估算降水、衛(wèi)星測(cè)風(fēng)、衛(wèi)星反演云參數(shù)、大氣溫度、水汽含量、臭氧、大氣氣溶膠等氣象參數(shù)的原理和方法

第十章 衛(wèi)星遙感表面特性參數(shù)

1、了解衛(wèi)星反演海面溫度、地面反照率

3、了解衛(wèi)星資料在農(nóng)業(yè)等其他領(lǐng)域的應(yīng)用

4、了解氣象衛(wèi)星資料監(jiān)測(cè)森林火災(zāi)、水災(zāi)等

第三部分 有關(guān)說明

1、命題說明(可包含題型設(shè)計(jì))：

(1)本課程的命題考試是根據(jù)本大綱規(guī)定的考試內(nèi)容來確定的、組配試卷，適當(dāng)掌握試題的內(nèi)容、覆蓋面、能力層次和難易度。

(2)其難易度分為易、較易、較難、難四級(jí)，每份試卷中四種難易度，試題分?jǐn)?shù)比例一般為2：3：3：2。

(3)試卷中對(duì)不同能力層次要求的試題所占的比例大致是：“了解(知識(shí)”占15%，“理解(熟悉、能、會(huì))”占40%，“掌握(應(yīng)用)”占45%。

(4)試題主要題型有填空題、單項(xiàng)選擇題、簡(jiǎn)單計(jì)算題、計(jì)算題、應(yīng)用題等多種題型。

(5)試題主要測(cè)驗(yàn)考生對(duì)本學(xué)科的基礎(chǔ)理論、基本知識(shí)和基本技能掌握的程度，以及運(yùn)用所學(xué)理論分析、解決問題的能力。試題要有一定的區(qū)分度，難易程度要適當(dāng)。一般應(yīng)使本學(xué)科、專業(yè)本科畢業(yè)的優(yōu)秀考生能取得及格以上成績(jī)。

(6)題型舉例

●名詞解釋

反照率

空間分辨率

●單項(xiàng)選擇題：

如果在可見光云圖上呈白色，紅外云圖上呈灰色，這目標(biāo)物可能是

①卷云，②積雨云，③低云，④中云，⑤積云濃積云。

●填空題

太陽(yáng)同步衛(wèi)星軌道平面與太陽(yáng)始終保持________取向，其傾角必須___________，為實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)同步衛(wèi)星軌道，其軌道平面每天必須____________________________________

●計(jì)算題

風(fēng)云1號(hào)氣象衛(wèi)星的周期為102.08分鐘，求截距?若第N條衛(wèi)星軌道的升交點(diǎn)經(jīng)度為1750W，試求(1)N條軌道降交點(diǎn)經(jīng)度?(2)N+1條軌道升交點(diǎn)經(jīng)度?

●問答題

對(duì)下面紅外輻射遙感方程，說明其各項(xiàng)意義和衛(wèi)星遙感中的用途?

● 應(yīng)用題

定出下圖中的槽線、脊線、急流的位置和畫出流線

2、參考書目: 《雷達(dá)氣象學(xué)(第二版)》，張培昌等，氣象出版社，2001;《衛(wèi)星氣象學(xué)(第三版)》，陳渭民，氣象出版社，2017。

3、其他規(guī)定：考試方式為閉卷筆試，總分100分(分值在考試科目列表內(nèi)查詢)，考試時(shí)間為120分鐘(碩士初試、復(fù)試的考試科目考試時(shí)間均為180分鐘，同等學(xué)力加試科目的考試時(shí)間為120分鐘;博士初試的考試科目考試時(shí)間為120分鐘)。

4、本科目考試不得使用計(jì)算器。