高考申論題
113年
[氣象] 大氣測計學(包括傳統觀測與遙測)
第 一 題
氣象都卜勒雷達是監測降水系統重要的觀測工具，但其觀測訊號常包含許多問題，例如海面雜波、地形雜波、風速折錯、二次回波等等情形，試分別說明產生這些雜訊的原因。（20 分）
📝 此題為申論題
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看到此題，應立即將雷達觀測誤差分為兩大類：第一類為『電磁波傳播路徑與交互作用』造成的非氣象回波（海面與地形雜波）；第二類為『雷達脈衝發射機制（PRF）之物理極限』造成的訊號模糊（風速折錯與二次回波）。作答時，前兩者需強調超折射或旁瓣效應，後兩者必須寫出最大無延遲距離與最大無折錯速度之物理公式（測距測速兩難）以展現專業度。
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【破題】 氣象都卜勒雷達發射微波探測大氣，但觀測品質常受限於電磁波的傳播環境（如大氣折射率變化）以及儀器本身的脈衝重複頻率（Pulse Repetition Frequency, PRF）物理極限，進而產生非氣象雜訊與訊號模糊。以下分別說明其產生機制： 【論述】
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都卜勒雷達雜訊與模糊
💡 掌握大氣折射率對波束的路徑影響，及 PRF 對測速與測距的物理限制。
| 比較維度 | 環境雜波 (Clutter) | VS | 系統模糊 (Folding) |
|---|---|---|---|
| 主要成因 | 大氣折射、旁瓣碰撞 | — | PRF 採樣物理極限 |
| 關鍵參數 | 折射率 (N)、仰角 | — | 脈衝重複頻率 (PRF) |
| 資料特徵 | 速度趨於 0、高 Z 值 | — | 速度反轉、長條放射狀 |
💬環境雜波源於傳播路徑異常，系統模糊則源於儀器採樣頻率與解析能力的兩難。
