民國115年 普通考試 氣象 大氣測計學概要
第5題
試以雷達方程式說明氣象雷達如何觀測到雷達回波訊號以及方程式中 各參數所代表的意義。（15 分）
題目
試以雷達方程式說明氣象雷達如何觀測到雷達回波訊號以及方程式中 各參數所代表的意義。（15 分）
參考解答（AI 生成，非官方）
- 一、觀測原理：氣象雷達發射電磁波脈衝，遇降水粒子產生散射，其中後向散射部分返回天線被接收；依回波時間延遲 t 求目標距離 R = c·t／2（c 為光速），再依回波功率強弱反演降水強度。都卜勒雷達另可測徑向速度與速度譜寬。
- 二、氣象雷達方程式：Pr = (Pt G² λ² θ φ h |K|² Z) ／ (1024 ln2 · R²)，其中 h = cτ／2 為脈衝長度、τ 為脈衝寬度。此式由通用雷達方程式改寫，以單位體積內降水粒子的雷達反射率 Z 取代單一目標的散射截面積。
- 三、參數意義：Pr 為接收功率；Pt 為發射尖峰功率；G 為天線增益；λ 為波長；θ、φ 分別為水平與垂直波束寬；h 為脈衝長度（決定距離解析度）；|K|² 為介電因子（水約 0.93、冰約 0.20）；Z 為雷達反射率因子（mm⁶ m⁻³），Z = ΣD⁶，實務上以 dBZ 表示。
- 四、方程式意涵與限制：Pr 與 Z 成正比、與 R² 成反比（因取樣體積隨 R² 增大），故須作距離補償；孔徑填充、大氣衰減、地物雜波、昆蟲與鳥等非降水目標，以及雷利散射（Rayleigh scattering，粒徑遠小於波長）與粒徑分布假設，均會造成反演誤差，冰水相態差異亦影響 |K|² 判讀。
AI 依官方試題文字產生的參考解答，非考選部公告答案，內容僅供備考參考。