《大气探测学》习题参考答案
第1章绪论
1．大气探测学研究的对象、范围和特点是什么？
大气探测是对表征大气状况的气象要素、天气现象及其变化过程进行个别或系统的连续的观察和测定，并对获得的记录进行整理。研究范围是近地层大气、高空大气以及一些特殊区域的大气（如大气边界层，城市热岛环流，峡谷风场，海陆风场等）。大气探测的特点：随着科学技术的发展，大气探测的要素量和空间范围越来越大。分为近地面层大气探测、高空大气层探测和专业性大气探测。近几十年来，作为主动遥感的各种气象雷达探测和作为被动遥感的气象卫星探测，以及地面微波辐射探测等获得较多信息的大气探测方法，正在逐步进入常规大气探测领域。这些现代大气探测技术应用于大气科学的研究领域，极大的丰富了大气探测的内容。
2．大气探测的发展主要有那几个时期？
①创始时期。这是在16世纪末发明第一批大气探测仪器以前的漫长时期，这期间发明了相风鸟、雨量器和风压板等，不能对大气现象进行连续记录。
②地面气象观测开始发展时期。16世纪末，随着气象仪器的发明，开始了气象要素定量测量阶段。
③高空大气探测的开始发展时期。这时期陆续有人采用系留气球、飞机及火箭携带仪器升空，进行高空大气探测。
④高空大气探测迅速发展时期。这时期，前苏联、德国、法国、芬兰等国家都开始研制无线电探空仪，以及其他高空探测技术，为高空大气探测事业开辟了新的途径。
⑤大气探测的遥感时期。1945年美国首次将雷达应用于气象观测，后来发射了气象火箭和探空火箭，把探测高度延伸到了500千米。
⑥大气探测的卫星遥感时期。这个时期，大气探测不仅从根本上扩大了探测范围，也提高了对大气探测的连续性。3．简述大气探测原理有那几种方法？
①直接探测。将探测元件直接放入大气介质中，测量大气要素。应用元件的物理、化学性质受大气作用而产生反应作用的原理。
②遥感探测。根据电磁波在大气中传播过程中信号的变化，反演出大气中气象要素的变化，分为主动遥感和被动遥感。
③施放示踪物质。向大气施放具有光学或金属性质的示踪物质，利用光学方法或雷达观测其随气流传播和演变规律，由此计算大气的流动状况。
④模拟实验。有风洞模拟和水槽模拟。风洞模拟大气层边界层风、温及区域流场状况。水槽模拟大气层环流、洋流、建筑物周围环境流场特征。可调控温度场，模拟大气边界层的温度层结。
4．大气探测仪器的性能包括那几个？
①精确度。即测量值与实际值的接近程度。又包括仪器的精密度和准确度。精密度考察的是连续测量值彼此相互间的接近程度。准确度考察的是测量值与实际值的接近程度。探测仪器的精确度取决于感应元件的灵敏度和惯性。
②灵敏度。即单位待测量的变化所引起的指示仪表输出的变化。
③惯性（滞后性）。即仪器的动态响应速度。具有两重性，大小由观测任务所决定。
④分辨率。即最小环境改变量在测量仪器上的显示单位。
⑤量程。即仪器对要素测量的最大范围。取决于所测要素的变化范围。
5．如何保证大气探测资料的代表性和可比性？
代表性分为空间代表性和时间代表性。要保证大气探测资料的空间代表性，原则上要确定台站地形具有典型性。站址的选择、观测站的建立要防止局地地形地物造成大气要素不规则变化。一般说来，平原地区的台站资料代表性较好，山区、城市台站资料代表性较差。要保证时间代表性，则要保证大气要素观测的同时性。
要保证大气探测资料的可比性，则要求观测时间、观测方法、仪器类型、观测规范、站台地理纬度、地形地貌条件等的一致性。
第2章云的观测
1．叙述积状云、层状云、波状云的基本特征。
积状云：积状云包括积云，积雨云和卷云，积状云一般个体比较明显，云块之间多不相连；
层状云：层状云包括卷层云，高层云，雨层云和层云，它们的共同特征是云体均匀成层；
波状云：波状云包括卷积云，高积云和层积云，它们的共同特征是云块常成群，成行，呈波状排列。
2．叙述卷积云与高积云、高积云与层积云各有何异同？
①卷积云与高积云
共同点：云块比较小，一般成群，成行，呈波状排列；
不同点：卷积云呈白色细鳞片状，像微风吹拂水面而成的小波纹；而高积云在厚薄，形状上有很大差异，薄的云呈白色，能见日月轮廓，厚的云呈暗灰色，日月轮廓分辨不清，常呈扁圆状，瓦块状，鱼鳞片或水波状的密集云条。
②高积云与层积云
共同点：云块在厚薄，形状上都有很大差异，云块一般成群，呈层，呈波状排列；
不同点：高积云云块较小，轮廓分明常呈扁圆状，瓦块状，鱼鳞片或水波状的密集云条，层积云云块一般较大，有
的成条，有的成片，有的成团；高积云薄的云块呈白色，能见日月轮廓，厚的云块呈暗灰色，日月轮廓分辨不清，层积云常呈灰白色或灰色，结构比较松散，薄的云块可辨太阳的位置。
3．叙述卷层云与高层云、高层云与雨层云、雨层云与层云有何异同？
①卷层云与高层云
相同点：云体均匀成层；
不同点：卷层云呈透明或乳白色，透过云层日月轮廓清楚，地物有影，常有晕的现象；
高层云呈灰白色或灰色，运抵常有条文结构，常布满全天；
②高层云与雨层云
相同点：云体均匀成层，常布满全天；
不同点：高层云呈灰白色或灰色，云底常有条纹结构；雨层云低而漫无定形，能完全遮蔽日月，呈暗灰色，云底常有碎雨云；
③雨层云与层云
相同点：云体均匀成层；
不同点：云层云低而漫无定形，能完全遮蔽日月，呈暗灰色，云底常伴有碎雨云，层云呈灰色，很象雾；雨层云云层厚度常达到4000-5000米，层云云底很低但不接触地面。
4．叙述荚状、堡状、絮状云的形成机理，各代表什么气层状况？
荚状云：在山区由于谷地聚集充沛的水汽，受地形抬升作用，常常在山脊上空形成荚状云，另外由于过山气流，或上升、下沉气流汇合而形成的驻波也会产生荚状云，多预示晴天；
堡状云：包括堡状层积云和堡状高积云，，堡状层积云是由于较强的上升气流突破稳定层之后，局部垂直发展所形成；堡状高积云是由于中云的局部对流强烈而在局部垂直发展而形成的；如果天空出现堡状层积云而且大气中对流持续增强，水汽条件也具备，则往往预示有积雨云发展，甚至有雷阵雨发生；堡状高积云一般预示有雷雨天气；
絮状云：絮状云有絮状高积云，是由强烈的湍流作用将使空气抬升而形成，预示将有雷阵雨天气来临。
5．叙述碎积云、碎层云、碎雨云的外形与成因有何不同？
从外形上看：
碎积云通常个体很小，轮廓不完整，形状多变，多为白色碎块；
碎层云的云体为不规则的碎片，形状多变，移动较快，呈灰色或灰白色；
碎雨云的云体低而破碎，形状多变，移动较快，呈灰色或暗灰色；
从成因上看：
碎积云往往是破碎了的或初生的积云，当大气中对流增强时，碎积云可以发展成淡积云，若有强风和湍流时，淡积云的云体会变的破碎，形成碎积云；
碎层云往往是由消散中的层云或雾抬升而形成；
碎雨云常出现在许层云，积雨云或厚的高层云下，是由于降水物蒸发，空气湿度增大，在湍流作用在下水气凝结而成。6．简述对流云从淡积云Cu hum发展到鬃积雨云Cb cap的物理过程。
淡积云cu hum云体不大，轮廓清晰，底部较平，顶部呈圆弧形突起，垂直发展不旺盛，云底较扁平；
当大气对流运动增强时，淡积云向浓积云发展此时轮廓仍然清晰，云底仍然较平，但云体个体高大而且底部比较阴暗，云的垂直发展旺盛，垂直高度一般大于水平宽度，顶部的圆弧形开始重叠突起，变得象花椰菜的样子；
当对流继续增强，云继续垂直发展，云顶就开始冻结，云顶花椰菜形的轮廓渐渐模糊，即形成了秃积雨云，此时云的丝絮状就够还不太明显，云体的其余部分仍有浓积云的特性；
到积雨云发展的成熟阶段会形成鬃积雨云，它的云顶呈白色，丝絮状结构明显，常呈马鬃状和铁砧状，底部阴暗，气流混乱。
以上就是从淡积云Cu hum——浓积云Cu cong ——秃积雨云Cb calv——鬃积雨云Cb cab 的过程。
7．对下面的记录进行分析，并描述天空状况，包括云状、云量、云的特征及可能伴随出现的天气现象等。
答：在8h时，天空中的总云量为4/10，低云量占2/10。低云为淡积云或碎积云，或两者同时存在。低云的云状为：
云的个体不大，轮廓清晰，底部较平，顶部呈圆弧形的突起，云块较扁平分散孤立在天空，或者是个体很小，轮廓不完整，形状多变的白色碎积云。中云为积云状高积云（絮状的或堡状的）或堡状层积云。云状为云块的边缘破碎，象破碎的棉絮团，云块大小以及在空中的高低都很不一致，或者是云块细长，底部水平，顶部凸起有垂直发展的趋势，看上去象城堡或长条形锯齿。高云为毛卷云，云状为云体很薄，呈白色，毛丝般的纤维状结构清晰，云丝分散。从中云的情况来看，空中的气层不稳定，有较强的上升气流，云层可能会继续发展。
在10h 时，总云量为6/10，低云量占4/10。低云已经发展为浓积云伴有淡积云和层积云。云状为：浓积云的个体高大，轮廓清晰，底部较平，比较阴暗，垂直发展较旺盛，顶部呈圆弧形重叠。中云为由积云扩展而成的积云性高积云。云块大小不一致，呈灰白色，外形略有积云特征。高云已由毛卷云发展成为密卷云。云体较厚，云丝密集，聚合成片，边缘毛丝般纤维结构仍较明显。浓积云在早晨的发展，预示着大气层结不稳定，也许会有积雨云产生。
在12h 时，总云量继续增多，占到8/10，低云量也在增多，占到6/10。低云为浓积云的继续发展，中云为积云性高积云的继续发展。高云不能观测清楚。从云的发展来看，大气层结仍处于不稳定状态，天气可能还要进一步地转坏。 在14h 时，低云已经遮满天空，即总云量和低云量都为10/10。低云已经发展成为鬃积雨云，带有砧状，并且可伴有积云、层积云、层云或恶劣天气下的碎云。鬃积雨云的云顶有明显的白色毛丝般的纤维结构，并扩展成为马鬃状或铁砧状，底部阴暗混乱。在云底可能有形状破碎、多变，移动较块，呈灰色或暗灰色的碎雨云。由于低云的遮挡，这时看不清属于CM 和CH 的云。鬃积云的出现表明对流云已经发展到极盛阶段，并发展成为成熟的积雨云，这会产生较强的阵性降水，可能伴有大风、雷电等现象。
在16h 时，总云量仍为10/10，低云布满天空，但有空隙。低云为恶劣天气下的碎雨云，通常在高层云或雨层云之下。它的云体低而破碎，形状多变，移动较快，呈灰色或暗灰色。透过低云的云缝隙，可辨别中云为混乱天空的高积云，云底的高度不同，中空不稳定。高云不可辨别。由中云和低云预测大气层结仍处于不稳定状态，可能会由雷雨天气。 第3章 能见度的观测
1． 影响能见度的因子有哪些？
影响能见度的因子有大气透明度、目标物和背景的亮度对比和观测者的视力指标——对比视感域ε。
大气透明度是影响能见度的主要因子。大气中的气溶胶粒子通过反射、吸收、散射等机制削弱光通过大气的能量。导致目标物固有亮度减弱。所以，大气中杂质愈多，愈浑浊，能见度就愈差。
在大气中目标物能见与否，取决于本身亮度，又与它同背景的亮度差异有关。比如，亮度暗的目标物在亮的背景衬托下，清晰可见；或者亮的目标物在暗的背景下，同样清晰可见。表示这种差异的指标是亮度的对比值K 。
在白天当，当K=0时，难以准确辨别目标物。当K 逐渐增大，即亮度差异逐渐增大，当K 值增大到某一值时，才能准确地辨别目标物。这个亮度对比值叫做对比视感域，用ε表示。 2． 气象能见度的定义是什么？
影响目标物能见度的因子很多，而气象工作中，需要能见度只反映大气透明状况，这就必须选定和统一实行某种观测方法，以固定其它因子，使测定的最大水平能见距离只表达大气透明程度的单一因子影响。这样测出的能见度是气象能见度。气象能见度分白天气象能见度和夜间气象能见度。 3． 白天能见度与夜间能见度的观测有何不同？ 白天能见度：
目标物背景对比度衰减规律： 一般白天目标物为扩展反射光源，目标物背景的固有亮度对比值，取 观测者、目标物背景的视亮度对比为: 为经L 距离后,目标物的固有亮度;
为经L 距离后,背景的固有亮度。 由（3.12）式可写成：
则： 令： 称作传输函数，则有：
白天气象能见度及其观测法：
若选择水平天空作为背景，那么，背景的固有亮度 应等于水平天空的视亮度 '
0B H
B '
00
0'0B B K B -=''
L L
L L
B B K B -=L B 'L B 0(1)
L L L H B B e B e σσ--=+-''0(1)L L L H B B e B e σσ--=+-'
00
'00'011(1)L L B B K B B e B σ--=+-0'
01()1(1)L
F L B e B σ-=+-0()L K K F L =
即 则有 称为科希米德（Koschmieder)定律，它表达了目标物与水平天空背景亮度对比度衰减规律。 当这种衰减达到 时，相应的能见度距离为L 若选择深色物体作为目标物，即 ，相应 再取 ，则定出的最大能见度距离为： 按上述规定的条件进行观测，测定的 只与大气消光系数成单一函数关系。它只反映大气透明度的单一 影响，故视程 为气象能见距离，或气象视距。 夜间能见度：
夜间由于光照条件的限制，已不能使用一般的目标物，而只能用发光物体作为目标物。灯光目标物是点源，不象扩展光源那样考虑亮度对比问题，对其观测要用点源在眼睛上产生的照度来衡量。而夜间决定目标能见与否的眼睛的指标是眼睛的灵敏度，即所能感受的最小照度，又叫照度视觉阈值，以 表示。拜克维尔给出了 与背景亮度 的统计表达式： 与灯光色彩有关，黄光的照度视觉阈值 最大，红光的 最小，故用红色灯光易于辨认。
影响灯光能见度的因子有：灯光强度、大气透明度和眼睛的灵敏度。设灯光强度为 ，与观测者为距离L ，则
在观测者眼睛上产生的照度可由阿拉德（Allard ）定律定义：
当观测者离灯光距离为S 时，灯光产生的照度达到阈值 ，这时目标灯恰好能见，称S 为灯光能见距离，即
将（3.18)式代入(3.16)式，得：
按（3.19)式，可将灯光能见距离换算成气象能见距离，实际工作中，常按(3.18)式绘制好灯光能见距离与气象能见度换算列线图，由图便可根据灯光强度I 和距离S 查算最大能见距离Lmax 。 4． 能见度的器测法主要有哪几种，说明它们的优缺点和工作原理。 能见度的器测法主要有： 1.遥测光度计
原理：由目标物、天空背景的视亮度比较→给出大气消光系数→推算气象能见度。 2.测大气透射率表
气象能见度Lmax 或气象光学距离P 均可写成大气透射率（T ）的函数，即
如果选择两点间的距离为B 的长度作为测量基线，将上式中L 取为B ，测出两点间的透射率，即可算出气象能见度。 测量透射率的仪器由光发射器，反射器和接受器构成。光发射器和接收器合成一体安置在基线一端，反射器安置在基线另一端。
发射器发射的光被分成两束，一束透过大气层经反射器反射回来被接受器接收；另一束光则不射入大气层，作为参考光，直接进入接收器，回波信号与参考光信号同轴地照在光电接收器件上，由比较法确定其透射率。 光程差越大，能见度越小。 3、大气散射仪
应用透射仪需要基线，不适合高山、沿海、船舶台站使用。大气散射仪的主要原理是光脉冲发射机发射光脉冲信号，被空气散射后，由接收机接收。光敏元件把光脉冲转换成电脉冲，由纪录器和显示器给出能见度值。电脉冲信号越强，能见度越小。
5．请写出水平均一大气的目标物亮度方程（3.5)，并说明方程各项的意义。
目标物固有视亮度为 ；通过距离L 的空气层后减为 , 为大气层消光系数，单位为 。目标物亮度随距离以指数衰减。 '
0H B B =()L F L e σ-=0L
L K K e σ-=L K ε=0
1ln K
L σε=00B =01K =0.02ε=max 11 3.912
ln 0.02L σσ
==max L σmax L 0E b B 0lg 6.950.887lg b E B =-+0E 0E 0E I 2L
I E e L σ-=0E 20/L E e I S σ-=0(ln ln 2ln )/S I E S σ
=--0(ln ln 2ln )/I E S S σ=--0E max 0
3.912ln 2ln S L I S
E =
-max 3.912ln L L T =-ln 0.053ln ln L P L T T
==-00L L B B e σ-=0B 0L B σ1
cm -
6．请写出人眼所见目标物的总视亮度方程(3.12)，并说明方程各项的意义。 为距离L 内所有空气的气幕光视亮度。 为水平天空的视亮度， 、 的意义同上题， 7．请写出目标物一水平天空背景亮度对比度衰减规律方程(3.14)，并说明各项意义。 目标物背景的固有亮度对比值 观测者、目标物背景的视亮度对比为:
第4章 天气现象的观测
1．连续性、间歇性和阵性降水，应按那些特征进行判断？
a)连续性：雨或雪不间断地下，而且比较均匀，强度变化不大，一般下的时间长，范围广，降水量也比较大。 b)间歇性：雨或雪时下时停，或强度有明显变化，但变得比较缓慢。下的时间时短时长。 c)阵性：骤降骤停或强度变化突然，下降速度快，强度大，但往往时间不长，范围也不大。 2．如何区别吹雪和雪暴？
吹雪是本地或附近有大量积雪时，强风将积雪吹起所致。能见度<10km 。
雪暴是本地或附近有大量积雪，强风将地面积雪成团卷起，不能分辨是否在降雪，能见度<1km 。区别就在雪暴不能分辨是否在降雪，且能见度有差别。
3．阐述浮尘与霾；霾与轻雾；浮尘、扬沙和沙尘暴间的区别。
形成浮尘的沙尘是由远处传播而来，而霾不是。一般浮尘的能见度更小，并且垂直能见度也不大。霾常出现在干燥时期，浮尘不一定。
霾由大量极细微沙尘均匀漂浮在空气中，使空气混浊，能见距离<10km 。常出现在气团稳定较干燥时期。 浮尘出现在冷空气过境前后无风或风小时，由远处沙尘经高空气流传播而来。或由
或
天气过后尚未下沉的
沙尘浮游在空中所致。能见距离小于1km ，垂直能见度也很差。
霾和轻雾的组成不同，霾是大量沙尘漂浮在空气中，而轻雾是由水滴组成。并且霾常出现在气团稳定较干燥时期，而轻雾不一定。
轻雾由细小水滴组成的稀薄雾幕。水平能见距离<10km 。呈灰白色。早晚较多出现。
浮尘是由远处沙尘经高空气流传播而来，或由扬沙、沙尘暴天气过后尚未下沉的沙尘浮游在空中所致。而扬沙、沙尘暴则是由本地或附近的沙尘被吹起所致。浮沉出现在风较小时，但扬沙和沙尘暴出现时风力较大，沙尘暴还常伴有强对流或雷雨过境。一般说来，浮尘和沙尘暴天气的能见度比扬沙更小。
扬沙由于本地或附近的沙尘被吹起，使能见度显著下降，能见距离一般为1-10km 。天空混浊，风力较大。在北方春夏，冷空气过镜或空气不稳定时出现。
沙尘暴成因与扬沙相似，但能见度<1km 。风力很大。常伴有强对流或雷雨过境。 4．阐述虹、晕和华的区别。
虹、晕、华的反、折射的物体不同，出现的位置不同。
虹是由日光或月光经水滴反射、折射而成的天气现象，出现在日月相反方向的低云或雾层中。 日晕是由日光经冰晶折、反射而成的光学现象，出现在日周围卷层云Cs 或卷云Ci 中。 月晕是由月光经冰晶折、反射而成的光学现象，出现在月周围卷层云Cs 或卷云Ci 中。
日华是由日光经云滴、冰晶衍射而成的光学现象，常出现在环绕日光的高积云Ac （卷积云Cc ，层积云Sc ）上。 月华是月光经云滴、冰晶衍射而成的光学现象，常出现在环绕月光的高积云Ac 上。 5．记录下列天气现象：
（1）某日下午积雨云发展，16：14狂风突起，风力达8级，风向、气压、气温等急剧变化，地面沙尘吹起，能见度3.0km ，16：16降至0.8km ，16：18风力减至8级以下，16：20降雨数滴，16：22能见度1.2km 。16：25西北方向有雷声，16：35（北）、16：40（北）、16：46（东北）、16：56（东）、17：12（东南）、17：27（东南）有雷声，但不见闪电。
（2）6月8日13：25西北闻雷声，13：32开始有阵雨，雷声频繁，13：52移至天顶，夹降冰雹，13：55-13：59间
'
00(1)L L L L L H B B B B e B e σσ--=+=+-'
L
B H B 0L B 0B 0L L K K e σ-='
0'0
B B K B -='
'
L L L L B B K B -=
纯为冰雹，以后又是阵雨冰雹夹降，14：06冰雹止，14：07雷声移至东方，阵雨维持到15：22，19：28有降阵雨，19：55西方闻雷声，20：05移至西北方，于20：21在北方消失，阵雨于23：11转为间歇性降水，3：40终止。 （1）
16:14—16:18
16:14 —— 16:16—— 16:20—— 16:22——
16：25——16：35——16：40——16：46——16：56；17：12——17：27
（2） 13：25——13：32 —— 13:32 ——13:52—13:55---13:59——
13:59—14:06 14:06-15：22;19:28_23:11;—— 14：07;19:55—20:05;20:21;--- ●23:11—3:40
6．译出下列电码：31656，50905，11152，10026，20122，39862，40088，52052，54000，60061 31656：本站气压为1165.6hPa 。
50906：总云量为6，东风，风速9米/秒 11152：本站气温为-15.2摄氏度。 10026：本站气温为2.5摄氏度。 20122：本站露点为12.2摄氏度。 39862：本站气压为986.2hPa 。 40088：海平面气压为1008.8hPa 。
52052：过去三小时内本站气压变化为5.2hPa 。 54000：过去三小时内本站气压无变化。
60061：过去六小时内本站降水量为6毫米。 第5章 温度的观测
1．什么叫温标？常用温标有哪几种？如何换标？
温标是为了定量地表示温度,而选定的一个衡量温度的标尺。
常用温标有：开尔文温标（绝对温标）(K)；摄氏温标 (℃)；华氏温标(F)。 换标公式为：K ——C 换算：273.15K C =+；273.15C K =-
C ——F 换算：()5329C F =
-；9
325F C =+ K ——F 换算：()532273.159K F =-+；()9
273.15325
F K =-+
2．试述玻璃温度表测温原理。
液体玻璃温度表的感应部分是一个充满液体的玻璃球，示度部分为玻璃毛细管。由于玻璃球内的液体的热膨胀系数远大于玻璃，当温度升高时，液体柱升高，反之下降。液柱的高度即指示温度的数值。
设0 ℃时表内液体的体积为V0，此时球部和这段毛细管的容积也为V0，当温度升高 t ? 时，毛细管中液体柱的长度变化为L ?，则体积的改变量为： ()0V t S L μγ-?=?? 式中
μ 为液体的热膨胀系数; γ 玻璃球的热膨胀系数;S 为毛细管的截面积。将上式改写成
()0
V L t S
μγ?=-? 等式左边称作温度表的灵敏度。表示温度改变1℃引起的液体高度变化，灵敏度高的仪器，刻度精密。
3．最高最低温度标测温原理。 最高温度表：
毛细管较细，液体为水银。在玻璃球部焊有一根玻璃针，其顶端伸至毛细管的末端，使球部与毛细管之间的通道形成一个极小的狭缝。升温时，球部水银膨胀，水银热膨胀系数大于玻璃热膨胀系数，水银被挤进毛细管内；但在降温时，毛细管内的水银不能通过狭缝退回到球部，水银柱在此中断。因此，水银柱顶可指示出一段时间内的最高温度。 最低温度表：
毛细管较粗，内装透明的酒精，游标悬浮在毛细管中，观测时将游标调整到酒精柱的顶端，然后将温度表平放。升温时，酒精从游标和毛细管之间的狭缝过，游标不动；温度下降时，液柱顶端表面张力使游标向球部方向移动，因此，游标指示的温度只降不升，远离球部的一端将指示出一定时段的最低温度。 4．双金属片测温原理。
双金属片测温测温原理如下图所示：
2
2112()
()2()
B A
ds L dt h h ?αα?
=-+；式中L 是双金属片的弧线总长度； h1和h2为两种金属片的厚度；12αα和为
两种金属片的热膨胀系数；A 为系数，取决于两种金属杨氏模量的比值
1
2E E ； ()B ??
为弧线角?的函数。 5．平衡和不平衡电桥测温原理。
（i ）平衡电桥：
平衡电桥的测温电路原理如下图所示：
当环境温度变化时，Rt 的阻值改变，可借助对r3 的调整(r3 为可调电阻），使电桥达到平衡，并做出r3与t 的刻度关系，或Rt 与t 的关系式，就可由r3的刻度盘读数或计算式来确定Rt 所处的环境温度。
r '为外接导线电阻。对同种引出导线有：''''123r r r r ===
因t ?温度变化引起外接导线电阻的变化为：''''
123r r r r ?=?=?=?
因t ?温度变化引起热敏电阻阻值的变化为：t R ? ；要求：'t
R r ??
在电桥平衡时：''
321
t r r R r r r ++=
移项得：32112t r R r r r r r r ??''=
+- ???
12r r =假设，则
30211
(1)t r R R t r r r α+== 故有：133201(1)r r t Ar B r R α=
-=+；其中：120r A r R α=；1B α
=- 此式说明了温度t 与r3的关系，对r3电阻可作等分的温度刻度，直接读取温度值。
ii ）不平衡电桥
不平衡电桥的测温电路原理如下图所示：
在不平衡电桥中,电桥不平衡时,检流计上有电流流过,对角线上有输出电压。可根据检流计的读数或电压确定测温元件Rt 所处的环境温度。
不平衡电桥对角线的输出电压e 可用下式表示：0113123012
(
)()t t t t R R r r r
e V V r R r r r R r r r +?=-=-++++?+
当电桥平衡时：电桥对角线上无电压差：00,,0t t r R R e ?===
而0t t R R r =+?，0t R 为当电桥平衡时的阻值；r ?为温度变化引起阻值的变化。
此时有011230t t R r r r r R =++；代入e 的公式，得： 00
03
03
1(1)1t t t t r
R R e V r R r R r ?+
=-?++
+
将上式右边括号中的项展成幂级数，则：
2
102
003003030311(1)(1)1(1)[1]1()1t t t t t t t r R r r r r r r R R r R R r R r R r -?+
?????-=++-=+-+-?++++
+ 将上式中忽略二次项，
并设：2
0()t r R t t αβ?=?+?；30t r R δ=
代入上式，上式右边则变为：222
2
2
(1)(1)11(1)t t t t t αβααβδδ?+??+?+?-+-++
由α
β，忽略含β的二次项，得：
222
2
1111{(1)(1)[]}1111(1)V e t t t αβαδδδδ
δ=
-?+-?+-?+++++ 即得到了计算e 的公式，但为了使输出电压e 和温度变化t ?成线性关系，应使（5.16）式中含2
t ?项的系数总和为零，
因此，22
111(1)[]011(1)βαδδ
δ-+-=+++，化简得：220δβδβδα+-= 则得：0,δ=或2αβ
δβ
-=，这是由公式本身要求线性性的带来的约束条件。
6．推导线性化输出平衡电桥电阻r1,r2,r3的计算式。 如图所示：
设：测温范围在T0和T1之间,则令：00
01
11
()(
)2()m R T R T T R R R T R =+== 。由电桥平衡的条件可得： ()()()
22r r r r '+''++
'+10
1231
m
m 2311123
r R T=T , = 1r r r R T=T ,
= 2r r r R
T=T , = 3r r
由(1)-(3)得： ()()
()13102
13121131245622
m m
r r r r R r r r R r R r r r r r r R r R '+='=+''
+=+
将(5)代入(4),移项整理得:
()()
()
1211022011111201
7R r R r r r R r r R R r R r R r
r r R R '''++=?-=++'?=-
将(7)代入(4)式可得：()()()()()()213021*********
2
011
010111010111011011010101101110110111r r R r r r R r R R R r R r r r r r r r r R R r R R R R r r R R R R r r r r R R r R R R R r R R R r r R r R r r R R r R R '=-??
????+-''''=
-=
-=-?? ?
?--??????
????
+--??+''=-=???
? ?--??????
????
++-+'==???--????()011011
8r R r R
r R R r '
?+'=-
将(5)式代入(6)式得：()()
()()()()
12112111111101
111111
0122
1
192
291
12211
22
m m m m m m m m m r r R r R r r R r R r R R r R R r r R r R R r R R r R R R R r R R R r R R r R R ''
'++=+??'-=-- ???'
'+-??'=-- ?
-??+--=---2121合并同类项:
将7式代入式并两边消除r 分解合并同类项
2111
110101122m m m R R R R R R r R R R R R ??-++=--
?--??
通分、合并同类项、移项得：()()
()()()()()()
()
()()()()()()()()
0101
101110120011001101103220101
011029210229821022m m
m m m m m m m m R R R R R r R R R R R R R R R r R R R R R R R R R R R R R R R R r R R R R R R R R R R --=+--+-=-+--+-+-=
+--+-将9式代入7式得:
将式代入式得:
即得到r 1,r 2,r 3的表达式。
7．说明温度热滞系数的物理意义及特性。 物理意义：
元件在d ? 的时间内与周围介质交换的热量为：()dQ hs T d θτ=-- 其中：T:元件温度；θ：环境温度；S ：有效散热面积；h ：热交换系数
元件得到（或失去）热量dQ 后，增（或降）温dT ，则有：dQ CMdT =，其中C 为比热；M 为元件的质量。
合并上面两式，移项得：
()dT hs
T d CM
θτ=-- 令： 1()hs CM λ-=为热滞系数，则：1
()dT T d θτλ
=-- ，λ的单位为秒。
热滞系数特性：元件的热容量越大，散热面积越小，则λ越大。热交换系数h 的大小取决于环境介质性质和通风量。
8．如何测定温度表的热滞系数?
测温元件温度和介质温度的差值降至初始差值的36.8%时的时间为λ。也就是说t θ-的改变量达到了起始差值的
11e ??- ?
?
?即63.2%时所需要的时间为λ。 这个时间常数在实验中可以用这样的方法来测定： 把温度表加热（或冷却）到高于（或低于）介质温度若干度后，把它放入介质中，然后用秒表测定温度变化到36.8%的时间，这个时间就是该温度表的热滞系数值。
9．一支热滞系数为100S 的温度表，温度30℃时，观测环境20℃的空气温度，精度要求为0.1 ℃，需要多少时间才能观测？
解: T-θ为感应元件温度与环境温度之差,则:
0ln
T T θτλθ-=-3020
100ln 0.1-==460.52s ≈8min ，即约需要8分钟通风后
即可读取数据.
10．百叶箱气温日变化振幅A0 =10℃，要求日振幅误差小于0.1℃，计算热滞系数。
解：由1
0/A A =得：
221/2
2
10.000.14(1)10.0086400
πλ--=+?196033min s λ=≈，即热滞系数大约为33分钟。
11．气温测量中防止辐射误差方法有主要哪几种？ 防止辐射误差的方法主要有:
1.屏蔽技术:使太阳辐射，地面反射辐射不能直接照射到测温元件上。（百叶箱，各种类型的防辐射罩）;
2.增加元件的反射率(热敏电阻涂成白色);
3.人工通风,加快元件散热(阿斯曼通风干湿表);
4.采用体积小,并具有较大的散热系数的测温元件。
第6章 湿度的观测
1．简述干湿球温度表的测湿原理。
由于蒸发，湿球表面不断有耗散蒸发潜热，使湿球温度下降；由于湿球与四周空气有温差，则在稳定平衡时，湿球温度表蒸发支出的热量应等于与四周热空气交换得到的热量：()w Q h T T =-； 其中，h ：热扩散系数;T 为干球温度;TW 为湿球温度.单位时间通过单位湿球面积蒸发水分的质量：[()]s w M k r T r =-，其中，k ：水汽扩散系数 式中g γ为空气的混合比;gs(Tw)为湿球温度TW 时的饱和混合比;k 为水汽扩散系数.
湿球蒸发消耗的热量为：()[()]m w s w Q kL T r T r =-
0.622()
()0.622s w
s w e r p
e T r T p
==m 令Q=Q ,并设：?()[()]()w
s
w
w
kL T r T r h T T -=-?0.622[()]()s w w
kL e T e h T T p
-=- 故
()()
0.622()()()
s w w w s w w ph
e e T T T kL T e T Ap T T =-
-=-- 其中 ()10.622w h
A L T κ
=
称为干湿表系数。
2．干湿球温度表A 值与哪些因素有关？ 从A 值的定义()10.622w h
A L T κ
=
可知热扩散系数h 和水汽扩散系数k 是通风速度的函数，故A 值必然与风速有关。
4
455.93110
1.3510 4.8010/A v ---=?+?? d=10mm
4
556.40310
4.310
5.1510/A v ---=?+?? d=4mm
由上述公式得：
A 值随风速变化大，风速增加，A 迅速减小；但是V>3m/s 时，A 基本不变；不同类型的温度表A 值有差异，但是在风速高的时候，差异很小；元件的特征尺度d 越小，A 随风速的变化越小。 3．为什么采用人工通风的干湿球温度表能提高测量精度？
因为干湿表系数受风速影响大，如果用人工通风的干湿球温度表，可以保持枫树的稳定从而使A 值保持稳定，以减小实验误差。
4．简述露点仪的测量原理。
若使空气通过一个光洁的金属镜面时等压降温，直到镜面上出现露（或霜），读取这瞬间的镜面温度，就是露点（或霜点）温度。先降温，镜面出现露点时，记为：1d T -
；再升温，最后一个露珠消失时，记为：1d T +
这是一次完整记录，一般5次取平均：11,55
d
di d di T T T T -
-++
==∑∑；2d d d T T T -++=即得到露点温度。
5．影响露点仪测量精度的因素有哪些？ 露点仪测湿精度：
(/())
/()
sw w sw w d e e T dV V e e T = 影响露点仪测湿精度的因子有： （1）
尔文效应：设弯曲水面饱和水汽压为,esw r ；纯水平面饱和水汽压为esw ，有.2ln
sw r sw e kT e σ
νγ
= 式中K 为波尔兹曼常数； σ 为水表面张力系数；ν为水分子容积；γ为露滴的曲率半径。又由于在同温、同压下，弯曲水面饱和水汽压与平面饱和水汽压的关系为：/.r c r sw r
sw e e e =；741.210,510r
c cm r cm --=?=?其中
.:sw r sw e e >故，即露滴的饱和水汽压高于平面饱和水汽压。因此镜面的结露温度低于真实露点温度，误差约为-0.1℃。
（2）拉乌尔特（Rault)效应：由于空气和镜面有杂质，特别是有一定量的可溶性物质时，使饱和水汽压低于同温度下
的洁净空气和镜面的饱和水汽压。降低的数值与溶液的克分子浓度有关。这种效应将使露点值偏高。公式如下：
.sw n sw
sw N
e e e N n
=<+
其中
.sw n e :为空气中和镜面有杂质时的饱和水汽压；n:杂质的克分子数；N ：总克分子数
（3）部分压力效应：
仪器的空气循环系统可使测试空间内外存在一定的气压差。根据道尔顿分压定律，进入测试空间空气样本的水汽压，将按压差以同样的比例降低。
6．测量湿度的方法有哪几种？简述原理。
（1）干湿球温度表原理为
()()
0.622()()()
s w w w s w w ph
e e T T T kL T e T Ap T T =-
-=--，其中 A 为干湿表系数，()10.622w h
A L T κ
=
（2）毛发湿度表原理为：湿度从0~100%时，毛发伸长2.5%，伸长量与湿度变化成正比 lg 1.0860.918h U L =+，其中，0
L
L L ?=
? （3）吸湿称重法原理为:：利用吸湿剂P2O5吸收一定容积空气中的水汽，只要精确测定空气的容积和吸湿剂的重量变化，即可直接计算出1立方米空气中所含的水量，即：21
21
w m m V V ρ-=
-（克/立方米）
水汽压： 2121216.6m m T e V V -=
-，10
1001:PT V V P T =其中 同上有： 202002
P T V V P T =
其中：V ：为容器的容积（初始容积）；
P0、T0为初始容器内的气压和温度； P1、T1为抽气后容器内的气压和温度； P2、T2为进气后容器内的气压和温度； m2、m1为吸湿后和吸湿前干燥管的质量。 （4）光谱吸收法
根据空气中水对红外辐射的吸收原理确定空气湿度的方法。主要以两束波长不同的光线，一束波长λ=1.37μm ，对水汽有很强的吸收；另一束波长λ=1.24μm （参考光），对水汽不吸收。将两束光线交替通过被测气层，并比较这两束光线的能量，确定大气（含水量）湿度。
（5）氯化锂测湿：测量其饱和溶液水汽压与环境水汽压平衡时的露点 （6）碳膜湿敏元件
根据高分子聚合物吸湿后膨胀，使悬浮于其中的碳粒子接触率减小，元件的电阻增大；反之当湿度降低时，聚合物脱水收缩，使碳粒子相互接触率增加，元件的电阻减小。通过测量元件的电阻值的变化，即可确定大气中的湿度。 （7）露点仪原理：
若使空气通过一个光洁的金属镜面时等压降温，直到镜面上出现露（或霜），读取这瞬间的镜面温度，就是露点（或霜点）温度，在利用露点计算出当时的大气温度。 露点温度的测量： 一般5次取平均
先降温，镜面出现露点时，记为：1d T -
；再升温，最后一个露珠消失时，记为：1d T +
，这是一次完整记录
11,55
d
di d di T T T T -
-++
==∑∑；2d d d T T T -++=
第7章 大气压力的观测
1.简述动槽式、定槽式水银气压表的观测原理。
水银气压表的读数原理为：
如图所示，利用一根抽成真空的玻璃管插入水银槽内，由于大气压力的作用，玻璃管内的水银柱将维持一定的高度。当管内水银柱对水银槽面产生的压力与作用于水银槽面的大气压力相平衡时，水银柱将维持一定高度。如果在水银柱旁边树立一标尺，标尺的零点对准水银面，就可直接读取水银柱的高度（hg H ），即可求得大气压力（h P ） ()(,)[,(,)]h hg hg P t g h H t g t ρ??=
式中()hg t ρ为温度 t C ?时水银密度，(,)g t ?为测站纬度为?、海拔高度为h 处的重力加速度。
为了便于比较,国际上统一规定, hg ρ以温度0C ?为标准,g 以纬度为45?的海平面为标准.如果不在标准条件下,则读得的水银柱高度必须订整到标准条件下。即：()()()045,00,45,0h hg hg P C g H C g ρ=???????? 因此 ()()()()
()
(),0,45,0,,045,0hg hg hg hg t g h H C g H t g h C g ρ??ρ??=
?????????? 其中
()
()
0h
g t
hg C ρρ?为温度订正因子，
()()
??g ,h g 45C,0为重力（纬度高度）订正因子；
()()4320 1.3595110.;45,09.80665.C kg m g m s ρ--?=??=hg
动槽是水银气压表的读数原理为：
它的主要特点是标尺上有一个固定的零点。每次读数时，须将水银槽的表面调到这个零点处，然后读出水银柱顶的刻度。在读数时，先读温度表，再调水银面与象牙针相切，再调游标尺与水银柱顶相切，最后读数。读数结束后，将象牙针与水银面断开。
定槽式水银气压表的读数原理为：
它的水银槽是一个固定容积的铁槽，没有皮囊、水银面调节螺钉以及象牙针。当气压变化时，水银柱在玻璃管内上升或下降所增加或减少的水银量，必将引起水银槽内的水银减少或增加，使槽内的水银面向下或向上变动。即整个气压表的基点随水银柱顶的高度变动。如图所示：
气压升高1mmHg ，表内水银柱上升x mm ，而槽内水银面同时下降y mm ，则有 1x y +=
因为水银槽内水银体积的减少，必将等于管内水银体积的增加，即（体积相等）：'
()x a y A a ?=- 1y x =- 式中a 为水银柱玻璃管的内横截面积；A 为水银槽的内横截面积； a ’为插进水银槽中的玻璃管尾端的外横截面积。
因而有 A a x A a a '-=
'-+ 1A a a a a
x A a a A a a
'-+-==-
''-+-+ 从上式可看到，定槽式水银气压表的刻度1mm 长度将短于1mm ，实际等于A a A a a
'-'-+ ，以补偿气压表水银面
基点的变动，这种刻度的标尺又称补偿标尺。 2.水银气压表误差主要有哪些？说明原理。 ①仪器误差
由于制造条件的技术及材料的物理特性等因素，导致水银气压表具有一定的仪器误差。气压表主要的仪器误差有： 1、仪器基点和标尺刻度不准确； 2、真空度不良；
3、毛细管液面张力误差：这是由于液面的表面张力所造成的一种指向液体内部的压力。这个压力的大小随液体的种类和液体表面的曲率而变化。在槽式气压表中，这个误差是由于内管的压力比槽部大而产生的一个使水银柱偏低的误差。
由拉普拉斯公式，弯曲液面产生的附加压力（压力差）为：24cos s P R d
σσθ
=
=-
Ps 为毛细管内与槽内弯曲液面的压力差；s 为表面的张力系数；R 为液面的曲率半经；q 为液面与管壁接触角。 式中压力Ps 使得水银气压的读数偏低。偏低值主要随着管的直径d ，液面与管壁接触角θ而变。
d 越大，影响越小；θ越小，曲率越大，影响越大。 设Ps 作用下，使水银柱降低了?h ，则：4cos h g d
σθ
ρ?=-
? 4cos h gd
σθρ?=- 式中ρ为水银的密度；g 为重力加速度。
②温度误差：铜尺的长度随温度变化的伸缩带来的误差。 ③气压表读数的重力误差
0(0,,)H g h ?还需订正到标准状态下即45(0,,0)h H g ，其中
,45045,0
(0,,0)(0,,)h
h g H g H g h g ??=
由于纬度和高度不同，会造成g 值的差异。 因而重力订正分纬度重力订正和高度重力订正。
3.如何对水银气压表读数进行器差、温度、重力订正。 ①器差订正：将读数加上仪器上的区差订正值即可。 ②温度订正：动槽式气压表的读数温度订正：
假设水银气压表在0℃的环境温度下，水银槽上的标尺为铜尺；如果在水银槽上另立一支没有温度系数的标准尺， 在t ℃，铜尺刻度Ht 与水银柱顶相齐，而标准尺测得的水银柱高度为Lt,
如果气压不变，只将环境温度降至0℃ 标准条件，此时，标准尺测得的水银柱高度为L0，原刻度Ht 的长度为L1；此时，铜尺H0刻度与水银柱顶相齐，H0=L0。
已知μ为水银的热膨胀率系数，λ为铜的热膨胀系数，则对标准尺有：
01(1)(1)
t t L L t L L t μλ=+=+
温度为时t ，铜尺刻度为Ht ，标准尺刻度Lt ，则可改写为：(1)t t L H t λ=+ 保持气压不变，温度降至0℃，铜尺的刻度为H 0，标准尺为L 0，则0(1)t L H t μ=+ 合并上面两式得：0(1)(1)t H t H t λμ+=+，0011,11t
t t t H H H H t t λμμλ++==++?01t t t
H H H H t t
λμ
μ-?=-=-+ 其中：511.84010C λ--=??；4
1
1.81810C μ--=?? ?0.000163410.0001818t t t
H H t
?=-+
定槽式气压表读数的温度订正：
对于定槽式气压表,必须将水银槽的热膨胀效应考虑在内,而写成下述形式：
0.0001634 1.33(3)10.0001818t t
t V
H H t t A
μη?=---+
其中A 为水银槽的截面积;V 为气压表内的水银体积; 5
1
1.010C η--=??为铁的热膨胀系数.该订正值应从读数中减去 ③气压表读数的重力订正
0(0,,)H g h ?还需订正到标准状态下即45(0,,0)h H g ，其中,45045,0
(0,,0)(0,,)h
h g H g H g h g ??=
重力订正分纬度重力订正和高度重力订正：
1、纬度重力订正
在海平面上，由重力加速度与纬度的关系,045,0(10.00264cos 2)g g ??=- 因而有45,00,0(0,)(10.00264cos 2)(0,)h H g H g ??=-
则纬度订正：45,00,0(0,)(0,)h H H g H g ???=-0,00.00264cos 2(0,)H g ??=-
因此450,??≤??≤当时,H 即订正值为负值；450,H ??≥??≥当时,即订正值为正值。 2、高度订正
在同一纬度上，重力加速度随高度的变化关系为：
245,2
45,0
1210.000000314()h g R h h g R R h =≈-=-+
h < 45,45,0 5110.0000001964h g h h g R ≈- =- 45,0045,(0,)(10.000000196)(0,)h h H g h H g =- 则高度订正：45,00,0(0,)(0,)h H H g H g ???=- 045,0.000000196(0,)h hH g =- 由上式可知：当测站海拔高度h>0, DH<0, 订正值为负值；反之，为正值。 4.简述空盒气压计、空盒气压表的测压原理。 空盒气压表的感应元件是一组具有弹性的、抽成真空的（或残留少量空气）空盒组成的。 将空盒底部固定，顶部可自由移动，用以操作指示读数的机械系统。包括：感应部分、传动放大部分、显示部分。外界气压的变化引起空盒形变从而使读数变化。 空盒气压计是利用空盒感应元件制成的连续记录气压的仪器。其结构包括：感应部分；传动放大部分；自记部分。它与空盒气压表的区别在于它有自己部分，而空盒气压表需要靠人去读数。 5.简述空盒气压计的弹性后效、弹性温度效应原理及其解决方法。 弹性后效特点： 1、当气压变化停止后，空盒形变还继续一段时间； 2、升降压曲线不重合（滞差环）。 空盒弹性温度效应是指空盒的杨氏模量具有负温系数。温度升高时，弹性力减弱。如果大气压力维持不变，在升温时空盒的厚度将变薄 解决办法： 1、双金属片补偿法 空盒的温度效应位移δ?，刚好由双金属片的位移?S 相抵消。即： ds δ=? , 0ds k P δβ=?= 空盒弹性温度系数β；上升1C ，弹性变化βP 0；引起空盒自由端位移k βP 0; 有单点补充和双点补充两种。 2、残余气体补偿法 空盒内留有一定压力π的气体，在气压为P 时，空盒所受压力为P-π，空盒的弹性应力为F ，压力平衡时，F=P-π。 升温1°C 时，弹性力减弱了βF=β(P-π)；盒内残余气体的压力升高了πα；当πα=β（P-π）或 1p απ β =+ 时，空盒的温度效应就可得到补偿。P 点是完全补偿点。β是空盒的弹性温度系数（1/ ?C ）；α为 残余气体的热膨胀系数（1/?C ）。 6.简述沸点气压计测压原理。 将一个装有纯净液体的容器与待测空气相通，将溶液加热到沸点，溶液表面的饱和蒸汽压将达到大气压力的数值，测 定它的沸点温度就可计算出大气压力。 大气压力与沸点温度的关系为：log p B P A t C =- - , 0 ()log p B t C C A P = +- 这种方法的优点是将复杂的气压的测量转化为温度的测量。 7.已知在北纬40°，海拔高度为120m 的气象站动槽式水银气压表的气压读数为988.2hPa ，器差为0.6hPa ，t h =25℃，r=0.6℃/100，求：P h , P 海，压差C 。 解：() 00,,H g h ?=988.2hPa+0.6hPa=988.8hPa 011t t H H t λμ+=+=988.8hPa* 541 1.84010*25 1 1.81810*25--+?+?=988.81hPa 45,0045,(0,)(10.000000196)(0,)h h H g h H g =- = 0,(10.000000196)(10.00264cos 2)(0,)h h H g ??-- =(1-0.000000196*120)(1-0.00264cos80)*988.81hPa =988.33hPa 即P h =988.33hPa ，t h =25℃, r=0.6℃/100,h=120m 因而有t 0=(25+120*0.6/100)℃=25.72℃ 因而有t m =(25=25.72)/2℃=25.36℃ 因而有m=120/18400(1+25.36/273)=0.00596 M=（100.00596 -1）*1000=13.818 P 海=988.33hPa*100.00596 =1001.99hPa C=1001.99hPa-988.33hPa=13.656hPa 8、已知在北纬45°海拔高度为220m 的气象站动槽式水银气压表的气压读数为986.1hPa ，器差为-0.2hPa ，th,0=25℃，th,-12=30.6℃，求：Ph,P 海，压差C 。 解：P=（986.1-0.2）hPa=985.9hPa th=(25+30.6)/2=27.8℃ P 0=985.9*(1+1.840*10-5*27.8)/（1+1.818*10-5 *27.8）hPa=985.91hPa Ph=985.91*(1-0.000000196*220)=985.86hPa T m =(27.8+27.8+0.6*220/100) /2=28.46℃ m=220/18400(1+28.46/273)=0.0108 M=(100.0108 -1)*1000=25.179 P 海=985.91hPa*(M/1000+1)=1010.735hPa C=1010.735-985.91=24.825hPa 第8章 风的观测 1.旋转式风速表主要有哪几种？简述它们的测量原理。 旋转风速表的感应部分是一个固定在旋转轴上的感应部件，固定在旋转轴上。在稳定的风力作用下，感应部件受到扭力矩而开始旋转，转速与风速成一定关系。因此，测量转速可以得到风速。感应部件有风杯式和螺旋桨式两种，风杯式绕竖直轴转，螺旋桨式则安装在支架的水平轴上，支架可绕竖直轴，随风向变化转动。 旋转风速表主要有以下几种： ①. 蜗杆风速表：根据齿轮转速与风速的关系，测量转速，得到风速； ②. 电感式旋转风速表：将转速转化为电感、电压来测量； ③. 光电式旋转风速表：将转速测量转化为光电频率的测量； ④. 悬浮式旋转风速表：将光电式旋转风速表的转轴悬浮起来，减小摩擦。 2.简述旁热式、直热式热线微风仪的测量原理。 1) 旁热式热线风速计（结构图示） 被加热的金属丝在气流中散热，它的散热率与风速的大小有密切的关系，利用这一特性可测量风速。 假若以一定电功率的电流连续加热金属丝，热丝的温度与气温存在一定的差值，差值的大小随风速的大小而异，利用热丝的温差电动势可测定风速，利用这种原理制成的风速仪称作热线风速仪。 焦尔热使具有电阻值的通电流金属丝温度升高，与此同时，金属丝将通过它的表面向四周空气散热。电流提供的热功率为： 2210.240.24[1()] t dQ i R i R t θαθ==-- 其中：Rt 为加热后金属丝阻值；t 为金属丝温度； R θ为金属丝在环境温度下阻值；θ：环境温度。 在风速v 的气流中，一根垂直于气流的金属丝的散热率为： 2()dQ A t θ=+- 其中：A ：分子散热作用；()t θ-：热线与气温的差。 当v 较大时，可忽略分子散热作用项A ，且热交换达到平衡，则： 2 120.24)t dQ dQ i R t θ=?=- 热线在气流中散热率为： 2()()()( )()()()()() n e n n n n n k dQ hF t h Dl t cR Dl t D vD c lk t c lkD v t K v t θπθπθρπθπμρθμ ρθ-=-=-=-=-=-=- 其中：n e k h CR D =为散热系数，k 为空气分子导热系数；e vD ρμ=R ，D 为热线直径； n n K C lk D πμ-=，C 和n 为实验确定的系数，μ为空气动力学粘性系数。 当dQ 1=dQ 2时： 20.24()()n t i R K v t ρθ=- 由于测温热电偶的电动势正比于冷热端温差，则，上式写为： 20.24()n t t i R K v ρε= 对上式两边取对数： 20.24lg lg()lg t t i R c n v K ρε==+ 热丝电阻t R 、加热电流i 、分子导热系数K 及n 为常数，则上是简化为 x c ny x y c n =+?=- 在双对数坐标纸上，纵轴为风速取对数lg v ，横轴为电动势取对数lg v ε，即可得到热线风速仪的风速与输出电动势的线性关系。 2) 直热式热线微风仪： 直热式热线风速仪的感应部分是一根直径约为5-10μm 的铂金属丝，紧绷在支架上，长度约几个至20mm 。由于较大的电流流经铂丝，它的温度要比环境空气温度高200-500℃。 直热式热线风速仪的铂金属丝，一丝两用，它既用来感应风速，又以它的电阻值确定热线的温度，它的感应方程为： ()()()()22110.2410.24n t t t n t t t i R K v t R R t i R K v R R K K R θθθρθαθρα?=-? ?=+-???????=?-? ?=?? 3.简述超声风速仪的测量原理。 声波在大气中传播速度与空气的温度、风速有关。静止空气中的声速为 c =其中，(10.32 )sv e T T p =+为声学绝对虚温。式中e 为水汽压；P 为大气压力。气温20℃时，干空气中声速343.5m/s 。 假设气流速度为v 的三个分量为v x 、v y 、v z ，声波从坐标原点到达某一位相面（x,y,z)所需的时间为t 时，则有： 2 2 2 22 ()()()x y z x v t y v t z v t c t -+-+-= (2) 设y 和z 等于零，等位相面到达点(d1,0,0)和点(d2,0,0)的时间为t1和t2。 由右图，当逆风发射时，T1发射，R1接收： 22222111122222 1122111 ()(0)(0)()() , x y z x y z 2 x yz y z d v t v t v t c t d v t c v v t d v t t v v v t -+-+-=?-=--?-= =+?= = 其中 (3) 当顺风发射时，T2发射，R2接收： 22222222222222 2222 2 ()(0)(0)()()x y z x y z x d v t v t v t c t d v t c v v t d v t t t ++-+-=?+=--?+= ?= = (4) 由（3）和(4)式可见，当风速为零时，声波到达两个方向相反，距离相等的接收器所需时间相等，即12/t t d c ==；而有风时，v ≠0,vd ≠0,t1≠t2。 利用这一原理，测量相对方向上声波脉冲的传播时间之差，即可测得该方向的风速： 其中，2 21v A c =-，当>>v 22c 时，A=1。 同理,y 方向的风速分量y v 的计算式为: z 方向的风速分量z v 的计算式为: 可得总风速： 因此，各方向风速分量为 ()2x x 2222x y z 2c 2d v t c 1+t +t +t 4d = ???? (9) ()2y y 2 222x y z 2c 2d v t c 1+t +t +t 4d =???? (10) ()2z z 2 222x y z 2c 2d v t c 1+t +t +t 4d =???? (11) y 、z 方向类似。 由(9)、(10)、(11)可得结论：声波沿声程方向顺风传播和逆风传播的时间差与沿声程方向的风速成正比。由此可知，声学风速仪的测速技术就归之于测量声波传播的时间差。用适当的电子线路和装置实现此项时间差的测量，便可测得所需风速及其分量。下面是一实用原理图： 4.激光风速仪的测量原理及其存在的问题。 1) 原理 激光风速仪（Laser Doppler Anemometer LDA; Laser Doppler Velocimeter LDV) 是建立在激光技术和多普勒频移 原理基础上，通过频率测量来测定风速的（F →V ）。 激光通过大气层时，大气层中的气溶胶粒子对入射光有散射效应，而运行的气溶胶粒子将使散射光的频率产生多普勒频移效应。在接收器内比较发射光的参考光和散射光的频差，就可确定运载气溶胶粒子（Aerosol particle)的气流速度。 激光风速仪由以下五部分组成： 1、 激光器； 2、 入射光学单元； 3、 收集光学单元：收集运动流体中粒子的散射光，得到多普勒频移频率D f ； 4、 多普勒信号处理单元：频率跟踪器，计数式处理器，光子相关器； 5、 数据处理系统：模拟量、数字量转换成风速。 差动式频移LDV 系统示意图 多普勒频移频率 2sin 2 2sin 2 D D u f u f θ λ θ λ = ?= 2) 激光测速仪存在的问题： 激光风速仪测得的风速并不是真正的大气流动速度，而是悬浮于气流中的散射粒子的运动速度。因为粒子与流体的密度有显著差异，粒子不可能完全跟随流体运动，其速度总会有差异，这就造成了激光测量的误差。 若p u 为粒子速度，f u 为流体流速，则由于粒子不完全跟随流体运动而造成的相对误差为 100100 (1),100100f p p f f u u u u u δηη-=?=-?= 这就是激光测速技术中的离子跟随问题： 0ηδ=1,=，完全跟随； 1,0ηδ≥≤，粒子超前于流体运动； 1,0ηδ≤≥，粒子滞后流体运动。 第9章 高空风的观测 1.简述经纬仪气球测风原理。 气球以速度w 上升，测得方位角α(相对正北)、仰角δ。 在t 时刻气球上升的高度为：H=wt 气球在水平方向上的投影距离为：L=Hctg δ。 水平风速为：v=L/t 假如连续测量，测得多组数据。第i 个点处测得αi 、δi ，则可得 i i+1i i+1i v ? 双经纬仪测风是在已知基线长度的两端，架设两架经纬仪同步观测，分别读出气球的仰角、方位角，利用三角法或矢量法计算气球高度和风向风速。 气象学解释题 昼夜形成的原因：1、地球本身是一个不透明不发光的球体2、太阳光在同一时间内只能照到地球的一半表面积3、地球的自转！ 昼夜交替形成的原因：地球的自转 四季形成的根本原因：公转时地轴与公转轨道面成66°的倾斜角【太阳高度角在变化各地获得的热量也在变化所以形成了四季，角度越大热量越多昼越长】 天空的蔚蓝色：当天空晴朗时，大多数质点比较小时，发生了一种有选择性的散射，其散射强度与波长的四次方成反比，阳光中波长较短的蓝光更容易被散射，使得天空呈现蔚蓝色 阴天的乳白色：阴天或有雾时，大气质点较大时，发生了一种无选择的，同程度的粗粒散射【阳光是复合光，看起来是白色的】 秋冬耕制过的地块易有霜出现：粗糙不平的下垫面比平滑下垫面的地面有效辐射要大，地面温度特别低，近地面的水蒸气遇冷凝华成小冰晶附着在地面或植物上形成了霜 气旋多阴雨天气的原因：在摩擦层，由于摩擦作用，气旋中的气流在逆时针旋转（北半球）的同时向中心辐合，产生上升运动，空气绝热冷却，水汽凝结，成云致雨，多阴雨天气 反气旋多晴好天气的原因：在摩擦层，由于摩擦作用，反气旋中的气流在顺时针旋转（北半球）的同时由中心向四周辐散，产生下沉运动，空气绝热增温，致使反气旋氛围内的广大区域无云或少云，多晴朗天气。 【补充】 碰并增长（吞并现象）：云滴在大气的上升、下降及乱流混合作用下发生相互碰撞并合并成较大云滴的过程。【名词解释同时在出现在降水的形成过程中】 洋流：指大规模的海水的定向流动 暖流：由低纬度流向高纬度称为暖流，影响所到地区冬季偏暖，气温年变幅小，降水略多寒流：由高纬度流向低纬度称为寒流，影响所到地区冬季寒冷，气温年变幅大，干燥，降水少 盆地气候年较差大，趋于严酷 高山气候年较差小，趋于温和 山地的迎风坡降水多于背风坡。【原因：气流被迫抬升，温度降低，水汽压饱和】 中国气候： （1）季风气候明显表现在： 1、风向的转换上：夏季偏南风，冬季偏北风 夏季风渐进3~6月北进，7~8月控制我国（盛行） 冬季风突进9~10月南下，11~12月控制我国（盛行） 2、气温上的反映：我国的气温年较差比世界上同纬度地区大 3、降水上的反映：1、雨季起止日期与夏季风的进退日期保持一致 2、年降水量的季节分配以夏季为多 3、我国降水的时间分布是由东南沿海向西北递减 （2）大陆性强： 1、大陆度（K）：【名词解释和公式不说了……】K>=50为大陆性气候，K越大大陆性越强；K<50为海洋性气候，K越小海洋性越强 2、我国大陆度的分布：我国除东南沿海狭窄地带外，绝大部分地区的K值均>=50，新疆、内蒙、东北是典型的大陆性气候地区 （3）温较差异大 1、气温年较差比世界同纬度地区大 航空航天概论要点 第一章航空航天发展概况 1.1 航空航天基本概念 航空：载人或不载人的飞行器在地球大气层中的航行运动。航空按其使用方向有军用航空和民用航空之分。军用航空泛指用于军事目的的一切航空活动，主要包括作战、侦察、运输、警戒、训练和联络救生等。民用航空泛指利用各类航空器为国民经济服务的非军事性飞行活动。民用航空分为商业航空和通用航空两大类。航天是指载人或不载人的航天器在地球大气层之外的航行活动，又称空间飞行或者宇宙航行。航天实际上又有军用和民用之分。 1.2 飞行器的分类、构成与功用 在地球大气层内、外飞行的器械称为飞行器。在大气层内飞行的飞行器称为航空器。 1.3 航空航天发展概况 1783年6月5日，法国的蒙哥尔费兄弟用麻布制成的热气球完成了成功的升空表演。 1852年，法国人H.吉法尔在气球上安装了一台功率约为2237W的蒸汽机，用来带动一个三叶螺旋桨，使其成为第一个可以操纵的气球，这就是最早的飞艇。 1903年12月17日，弟弟奥维尔·莱特，驾驶“飞行者”1号进行了试飞，当天共飞行了4次，其中最长的一次在接近1min的时间里飞行了260m的距离。这是人类历史上第一次持续而有控制的动力飞行。 1947年10月14日，美国X-1研究机，首次突破了“声障”。 火箭之父：俄国的K.齐奥尔科夫斯基 1957年10月4日，世界上第一颗人造地球卫星从苏联的领土上成功发射。 1969年7月20日，“阿波罗”11号飞船首次把两名航天员N.阿姆斯特朗和A.奥尔德林送上了月球表面。 1986年1月28日，“挑战者”号发射升空不久即爆炸，7名航天员全部罹难。 2003年美国当地时间2月1日，载有7名航天员的“哥伦比亚”号航天飞机结束任务返回地球，在着陆前16分钟发生意外，航天飞机解体坠毁，机上航天员全部罹难。 1.4 我国的航空航天工业 新中国自行设计并研制成功的第一架飞机是歼教1。 我国自行设计制造并投入成批生产和大量装备部队的第一种飞机是初教6。 我国第一架喷气式战斗机是歼5型飞机，是一种高亚声速歼击机。 歼6飞机是我国第一代超声速战斗机，可达1.4倍声速。 我国第二代超声速战斗机包括歼7和歼8系列。 歼8系列飞机的研制成功，标志着我国的军用航空工业进入了一个自行研究、自行设计 大气科学概论知识梳理（大气的基本知识）一、地球大气成分由三个部分组成Clean Air【没有水汽和悬浮物的空气称为干洁空气】①干洁大气（即干空气）Moisture 水汽（滴）② Impurity 悬浮在大气中的固液态杂质③ 二、低层大气的各种主要成分N2)：氮气（①存在方式：以蛋白质的形式存在于有机体中。作用：是有机体的基本组成部分，也是合成氮肥的基本原料。）：氧气（O2②是人类和动植物维持生命活动的极为重要的气体；积极参加大气中的许多化学过程；对有机物质的燃烧、腐败和分解起着重要的作用。）：臭氧（O3③ 时空变化：最大值出现在春季，最小值出现在夏季。 空间变化：平：由赤道向两极增加。水 ，含量极少。～60km 垂直：55 ，达最大值，形成臭氧层；～25km 20 15km以上，含量增加特别显著；12 ～ 10km向上，逐渐增加；从 近地面，含量很少； 臭氧的作用： 对紫外线有着极其重要的调控制作用。a. 对高层大气有明显的增 b. 温作用。 CO2) 二氧化碳（④ 空间变化：水平：城市大于农村； 垂直：0～20km，含 量最高；20km 以上，含量显 著减少。 作用： a.绿色植物进行光合作用不可缺少的原料。 b.强烈吸收长波辐射（地面辐射、大气辐射），使地面保持较高的温度，产生“温室效应”。 三、水汽来源：主要来自江、河、湖、海、潮湿陆面的水分蒸发以及植物表面的蒸腾。① ②时空变化：时间：夏季多于冬季 空间：一般低纬多于高纬，下层多于上层。 ③作用： a.在天气气候变化中扮演了重要角色。 b.能强烈吸收地面放射的长波辐射并向地面和周围大气放出长波辐射，对大气起着“温室效应”。 四、大气中的杂质 在大气中悬浮着的各种固体和液体微粒（包括气溶胶粒子和大气污染物质两大部分）。 气溶胶的作用： ①吸收太阳辐射，使空气温度增高，但也削弱了到达地面的太阳辐射； ②缓冲地面辐射冷却，部分补偿地面因长波有效辐射而失去的热量； ③降低大气透明度，影响大气能见度； ④充当水汽凝结核，对云、雾及降水的形成有重要意义。 五、气温、 ①定义：表示大气冷热程度的物理量，反映一定条件下空气分子平均动能大小。 通常指距地面1.5m高处百叶箱中的空气温度。 ②单位：摄氏度（℃）温标；绝对温标，以K表示；华氏温标：℉，水的沸点为212℉ ③单位换算： 山西瑞鸿兆峰环境监测有限公司 监测部培训考试卷 时间：部门：姓名：得分： 一、填空题（每题3分，共45分） 1、影响空气中污染物浓度分布和存在形态的气象参数主要有、、、湿度、压力、降水以及太阳 辐射等。 答案：风速风向温度 2、在环境空气采样期间，应记录采样、、气样温度和压力等参数。 答案：流量时间 3、在环境空气颗粒物采样时，采样前应确认采样滤膜无和，滤膜的毛面向上；采样后应检查 确定滤膜无，滤膜上尘的边缘轮廓清晰，否则该样品膜作废，需要重新采样。 答案：针孔破损破裂 4、用大流量采样器采集空气中的颗粒物，每次称空白滤膜或尘滤膜的同时，称量两张标准滤 膜。若标准滤膜称出的重量与原始重量之差在±mg（中流量为mg）范围内，则认为该批样品滤膜称量合格，数据可用。 答案：5 0.5 5、蒸汽锅炉负荷是指锅炉的蒸发量，即锅炉每小时能产生多少吨的，单位为t/h。 答案：蒸汽 6、定电位电解法测定环境空气和废气中二氧化硫时，二氧化硫标准气体的浓度应为仪器量程 的％左右。 答案：50 7、我国《室内空气质量标准》（GB/T 1 8883—2002）适用于和， 其他室内环境可参照本标准执行。 答案：住宅办公建筑物 8、采用瞬时采样法采集室内空气样品时，一般采样间隔时间为min，每个点位至少采集次样 品，每次的采样量大致相同，其监测结果的平均值作为该点位的小时均值。② 答案：1 0～1 5 3 9、按等速采样原则测定锅炉烟尘浓度时，每个断面采样次数不得少于次，每个测点连续采样 时间不得少于min，每台锅炉测定时所采集样品累计的总采气量应不少于1 m3，取3次采样的算术均值作为管道的烟尘浓度值。 答案：3 3 10、在蒸汽锅炉煤耗量核定的计算公式中，与计算有关的参数有锅炉给水量、 核定系数。 答案：蒸汽锅炉煤耗量 11、测烟望远镜法测定烟气黑度时，连续观测时间应不少于min。 答案：30 12、根据《环境空气总悬浮颗粒物的测定重量法》（GB／T 1 5432—1 995），大流量采样法采 样、进行大气中总悬浮颗粒物样品称重时，如“标准滤膜”称出的重量在原始重量±mg范围内，则认为该批样品滤膜称量合格。 答案：5 13、重量法测定空气中总悬浮颗粒物要经常检查采样头是否漏气。当滤膜安放正确，采样后滤 膜上颗粒物与四周白边之间出现界线模糊时，应更换。 答案：滤膜密封垫 14、重量法测定固定污染源排气中沥青烟时需要恒重操作，“恒重’’系指间隔24 h的两次称重之差，3＃群滤筒应不大于±rng。 答案：5.0 15、定电位电解法测定环境空气和废气中二氧化硫时，被测气体中的尘和水分容易在渗透膜表 面凝结，影响其。 答案：透气性 二、判断题（每题2分，共20分） 1、监测环境空中气态污染物时，要获得1 h的平均浓度，样品的采样时间应不少于30min。（）答案：错误 正确答案为：样品的采样时间应不少于45 min。 《气象学与气候学》期末考查试题 班号学号姓名得分 一、填空题（共20分，每空0.5 分） 1、赤道辐合带是指在南北半球之间的内，由南北半球的信风汇合而形成的狭窄 的区，大体呈向分布，有强烈的活动。 2、我国规定，风是在以西，以北的上出现的热带气旋，中心风力在级以上，以 为单位，按编号，并在后加上热带风暴、台风等名称。 3、台风的中圈主要特点是、、。 4、影响天文辐射的因素有、、。 5、海陆风主要是由于而产生的，多出现在地区。 6、著名的布拉风区在黑海北岸的。 7、纬度带分类法的划分原则是、、。 8、赤道多雨气候主要分布在、、。 9、副热带季风主要是受气团和气团的交替控制。 10、在北太平洋的低纬度地区，东西两部分别是和寒流。 11、地形雨主要出现在上，气旋雨主要出现在上。 12、洋流的主要作用是和。 13、热量平衡是指与其或之间的平衡。 14、副热带高压脊线北上，南撤的移动，属于全球性的，并且北进持续的时间比 较，速度；南撤的时间，速度。 二、单项选择题（每小题1分，共10分） 1、副热带高压中的雨带位于脊线以北的个纬度上。 （） A.5-8 B.6-8 C.7-9 D.6-7 2、台风主要发生在°N（S）的洋面上。 （） A.5-10 B.5-15 C.5-20 D.5-25 3、赤道辐合带中主要云系是。 （） A.积雨云 B.高积云 C.卷云 D.积云 4、地面辐射差额在为负值。 （） A.青藏高原 B.格棱兰 C.冰盖 D.寒流 5、南半球冬季赤道西风的方向是。 （） A.东北 B.东南 C.西北 D.西南 6、纬度带分类法的创始人是。 （） A.柯本 B.亚里斯多德 C.苏本 D.斯查勒 7、地中海式气候主要分布在°N（S）的大陆西岸。 （） A.20-40 B.30-50 C.30-40 D.30-45 8、全球雪线最高的地区是。 （） A.赤道 B.副热带 C.中纬度 D.极地 9、影响我国华东地区的台风路径是路。 （） A.西 B.转向 C.双向 D.西北 10、赤道辐合带平均活动在之间。 （） A.25°N - 25°S B.25°N - 10°S C.25°N - 15°S D.15°N - 25°S 三、判断题（请用“Y”表示正确，用“N”表示错误。每题1分，共10分。） 1、在北半球，有寒流经过的地区，其等温线向赤道凸。（） 2、到达地面的太阳辐射的日总量最大值在赤道。 （） 3、信风带大陆西岸的气候特点是高温、多雨。 （） 4、美国东海岸40-60°N 范围内属于温带海洋性气候。（） 5、柯本气候分类法忽视了高地气候与纬向气候的区别。（） 6、青藏高原在夏季形成的环流加强了低纬度环流的强度。 （） 7、在北半球低纬度洋流绕副热带高压作逆时针方向旋转。 姓名：成绩： 一、填空题 1.实验室应有熟悉各项检测/校准方法、程序、目的和结果评价的人员对（）进行监督。 2. 用感量为0.01mg天平称量、个体采样法测定粉尘8hTWA浓度时，以2L/min采样，适用粉尘浓度范围为（）mg/m3至（）mg/m3。 3.分光光度法测量吸光度时，每个浓度应重复测定（）次，以测得的吸光度（）对待测物浓度绘制标准曲线。 4. 气相色谱测定空气中苯系物，采用（）分离，（）检测器。 5. 测定工作场所空气中铅及其化合物短时间浓度时，在采样点，将装好微孔滤膜的采样夹，以（）L/min流量采集（）min空气样品。 6. 气相色谱分析采用以（）定性，（）定量。 7. SO2测定实验中加入氨基磺酸目的是消除（）的干扰。 8. 可溶于乙酸丁酯的粉尘采用（）法测定粉尘分散度。 9.作业场所空气中气溶胶样品采集，选用（）和（）收集器时采样效率较高。 10.针对气态和蒸汽态毒物，固体吸附剂法的采样效率主要取决于所用的（）和（）。 11.游离二氧化硅测定时，坩埚达到恒重时，前后两次称重之差应小于（）。 12. 变色硅胶吸收空气中水分后变为（）颜色，使用时应在（）℃干燥2h。 13. 纳氏试剂分光光度法测定氨须在（）溶液环境中，氨与纳氏试剂反应生成（）。 14. 空气中的（）对CO测定有干扰，故在测定样品时，应将样品空气先通过（）除去干扰物质。 15. 空气中气溶胶态锰及其化合物用（）采集。 16.溶剂解吸型活性碳管前段装（）mg活性炭，后段装（）mg 活性炭。 17. 若设备脱离了实验室的直接控制，实验室应确保该设备返回后，在使用前对其（）和（）进行检查并能显示满意结果。 18. 使用直径40nm滤膜采样，滤膜粉尘△m达到（）mg必须进行重新采样。 19. CO测定仪器调零使用（）和（）。 20. 使用感量0.01mg的天平，在采集300L空气粉尘样品时，该粉尘实验方法的最低检出浓度为（）mg/m3. 21. 针对气态和蒸汽态毒物，固体吸附剂法的采样效率主要取决于所用的（）和（）。 22.国内首次使用或者首次进口与职业病危害有关的化学材料，（）或者进口单位按照国家规定经国务院有关部门批准后应当向国务院卫生行政部门、安全生产监督管理部门报送该化学材料的（）以及（）或者（）等资料。 《大气探测学》知识点总结 说明： 1、不要求记住公式，试卷上会给出公式，但需明白公式中各项意义 2、考题题型有判断题、填空题、单选题、简答题与计算题 复习提纲： 一.绪论 大气探测的定义 大气探测是对表征大气状况的气象要素、天气现象及其变化过程(以及化学成分)进行个别或系统的、连续的观察和测定，并对获得的记录进行整理。 大气探测的发展历史 始创时期（16世纪之前） 相风乌、雨量器、风压板等 地面气象观测发展阶段（ 16世纪末开始） 1593年，意大利人伽里略发明了气体温度表 1643年，托里拆利发明了水银气压表 1783年，瑞士德索修尔发明了毛发湿度表 高空气象探测发展阶段（ 18世纪末开始） 二十世纪初，无线电探空仪 四十年代中期，气象火箭 大气遥感发展阶段（ 20世纪40年代开始） 二十世纪四十年代初，天气雷达 1960年4月，气象卫星 我国气象探测的组织 基准气候站：一般300-400公里设一站 基本气象站：一般不大于150公里设一站 一般气象站：一般50公里左右设一站 高空气象站：一般300公里设一站，每天探测2次或3-4次。(8:00,20:00北京时) 大气探测原理 直接测量：感应元件置于待测介质之中，根据元件性质的变化，得到描述大气状况的气象参数。如：温度表 遥感探测：根据大气中声、光、电磁波等信号传播过程中性质的变化，反演出大气要素的时空变化。可以分为主动遥感和被动遥感两种方式。如：雷达卫星 大气探测仪器的性能指标和误差 准确度：仪器的测量值（已做各种订正后）与真值的符合程度。准确度考察的是测量值与实际值的接近程度。反映的是系统误差和随机误差的合成大小，常用相对误差来表示，其值越小，准确度越高。 灵敏度：仪器的灵敏度就是它的示度在被测要素改变单位物理量时所移动的距离、旋转的角度或显示输出量的大小。 惯性（滞后性）：具有两重性，一般要求惯性的大小由观测任务所决定 自动平均能力：探空仪惯性小；湍流探测惯性很小；地面气象台站观测惯性适当大点 分辨率：仪器的分辨率——导致一个测量系统响应值变化的最小的环境改变量，它和量程及 大气水汽的作用： 1，通过潜热交换来重新分配热量 2，水蒸气凝结降水,为地球表面的提供所需的新鲜水的植物和动物。 3．通过温室效应使地球大气层加热。 影响温度变化的因子： 1太阳辐射加热 2冷暖平流 3凝结、蒸发潜热 4云覆盖 ●为什么低气压往往与降水等天气相伴随？而高气压区却总是晴朗天气？ 答：因为低气压区伴随着上升运动，而高气压区却总是下沉运动。 ●为什么低气压往往伴随着上升运动？而高气压区却总是下沉运动？ 答：自由大气的大尺度运动是准地转运动，亦即是地转偏向力和气压梯度力的平衡。 在北半球，地转偏向力与风向垂直，且偏向右侧 因此，在北半球，低气压对应着逆时针的气旋运动；高气压对应着顺时针的反气旋 运动 边界层摩擦作用使气旋区辐合上升，反气旋区辐散下沉 鞍型气压场——鞍型气压场是指两个高压中心和两个低压中心交错相对的区域，是一种有利于锋生或锋消的典型变形场。 地球自转作用——三圈环流的形成 赤道地区受热上升的气流，流向极地；在地球自转偏向力的作用下，逐步变为偏西气流，阻滞了空气的北上，在300附近积聚下沉；下沉到达地面后一支回流赤道，形成了Hadley （哈得莱）环流圈或信风环流圈（最强）；另一支继续北上，与极地下沉的南流气流在600附近汇合上升；上升到高空一支南流形成中纬度Ferrel（费雷尔）环流圈（最弱）；一支北流形成极地环流圈。 海陆风：在沿海地区的白天，近地面层风从海面上吹向陆地；在某一高度以上风又从陆地吹向海洋。夜间近地面层风从陆地吹向海洋；在某一高度以上风又从海上吹向陆地，这种有明显变化的风系称为海陆风环流。白天由海上吹向陆地的称为海风，夜间由陆地吹向海上的称为陆风。 山谷风：在山区，白天风从山谷吹向山坡，夜间风从山坡吹向谷底，这就是山谷风。 大气静力学是研究静止大气所受力的作用，以及在力的作用下质量和压强分布规律的科学。 多元大气：大气在垂直方向上温度的递减率为一常数 标准大气：能够粗略地反映出周年、中纬度状况的，得到国际上承认的，假定的大气温度、压力和密度的垂直分布。 大气探测学复习思考题（2011版）一、写出下列云状的国际简写或由国际简写写出云状学名 浓积云Cu cong 碎积云Fc 淡积云Cu hum 秃积雨云Cb calv 鬃积雨云Cb cap 荚状层积云Sc lent 堡状层积云Sc cast 透光层积云Sc tra 积云性层积云Sc cug 蔽光层积云Sc op 层云St 碎层云Fs 雨层云Ns 碎雨云Fn 透光高层云As tra 蔽光高层云As op 透光高积云Ac tra 蔽光高积云Ac op 堡状高积云Ac cast 荚状高积云Ac lent 积云性高积云Ac cug 絮状高积云Ac flo 毛卷云Ci fil 密卷云Ci dens 伪卷云Ci not 钩卷云Ci unc 匀卷层云Cs nebu 毛卷层云Cs fil 卷积云Cc 二、解释名词 大气科学、大气探测、气象资料的代表性、气象资料的准确性、气象资料的比 较性、云、、云量、天气现象、气象能见度、气象光学距离、气温、摄氏温标、华氏温标、热电现象、热滞系数、百叶箱、湿度、露点温度、盖﹒吕萨克尺度、气压、本站气压订正、海平面气压订正、风、阵风、降水量、蒸发量、积雪、太阳常数、直接辐射、雾、环日辐射、散射辐射、全辐射、净辐射、日照时数、高空测风、单经纬仪定点测风、双经纬仪基线测风、一次雷达、二次雷达、测风雷达的测角原理、等信号强度法、自动气象站、遥感、主动式大气遥感探测、被动式大气遥感探测、激光雷达、声雷达、可见光探测、红外辐射探测、微波探测、大气边界层探测、气象塔、对比视感阈 三、简述或论述下列各题 1．为什么要提出气象观测资料的“三性”？ 2．什么是观测资料的测站代表性和区域代表性？ 3．怎样来衡量观测资料的代表性和准确性？它们之间有何关系？怎样保证比较性？ 4.淡积云、浓积云、秃积雨云、鬃积雨云，它们之间的区别界限是什么？ 5.碎积云、碎层云、碎雨云，它们之间在外形及成因上有何不同？ 6.卷层云和高层云、高层云和雨层云、雨层云和层云，各有何异同之处？ 7.卷积云和高积云、高积云和层积云，各有何异同之处？ 大气探测学 第3章能见度的观测 1、能见度主要受悬浮在大气中的固体和液体微粒引起的大气消光的影响。其估计值依赖于个人的视觉和对“可见”的理解水平，同时受光源特征和透射率的影响。 2、能见度概念得到广泛应用，一是因为它是表征气团特性的要素之一，二是因为它是与特定判据或特殊应用相对应的一中业务性参量。 3、一般意义上的能见度，是指目标物的能见距离，即观测目标物时，能从背景上分辨出目标物轮廓和形体的最大距离。当能从背景上分辨出目标物轮廓和形体时，通常称目标物“能见”。 4、目标物的最大能见距离有两种定义法。一种是消失距离，它是指当观测者逐渐退离目标物，直至目标物从背景上可以辨别时的最大能见距离。另一种是发现距离，它是指当观测者从远处逐渐走近目标物，直至将目标物从背景上辨认出来时的最大能见距离。 5、目标物的消失距离要比发现距离大。 6、按照观测者与目标物的相对位置，能见度分为水平能见度、垂直能见度和倾斜能见度。 7、垂直能见度和倾斜能见度对地面向上观测云或其他空中目标物以及从空中向下观测目标物有影响。 8、能见度影响因子：目标物的背景的亮度对比、观测者的视力—对比视感阈（白天）、大气透明度。 9、目标物和背景的色彩不同也影响到能见与否，但色彩的感觉只有在足够的光亮度条件下才能产生。亮度对比相对于色彩对比在目标物识别中显得更重要，是起决定作用的因素。 10、最小亮度的对比值叫做人眼的对比视感阈，取决于两个因素：视场内照明情况，即场光亮度；目标物视张角。场光亮度越低，目标物视张角越小。白天，对比视感阈变化不大，黄昏时，对比视感阈迅速增大。 11、柯什密得提出将0.02作为正常视力的人，在白昼野外，观测比较大的物体（如视张角大于0.5°）时的对比视感阈值，此值对应于消失距离值。而对应于发现距离，对比视感阈可取为0.05。 12、在白天光照条件下眼睛的感光效率在波长为550nm时达到最大值。在夜间暗光条件下，最大感光效率与507nm波长相对应。 13、大气透明程度是影响能见度的主要因子。 14、大气中气体分子及悬浮微粒通过散射、吸收及反射等机制对光起衰减作用，导致目标物固有亮度减弱，这一现象称之为物光减弱。 15、空气元对场入射光的散射，使空气层本身有了亮度，从而使空气层像一层亮纱附加在目标物上，使目标物亮度增强，这一现象称之为气幕光增强。 16、纯大气分子影响时，最大能见度可达277km，而在雾和沙尘暴天气中的能见度可低达几十米，甚至只有几米。 17、目标物的能见与否与目标物和背景的亮度对比有关。由于大气中分子和悬浮微粒的影响，人眼见到的目标物亮度（称之为视亮度）与目标物固有亮度是不一样的，同样，背景的视亮度与其固有亮度也不同。 18、气幕光的强度随着水平空气柱长度的增加而增加，当空气柱为无穷长时，此 《大气》 考试时间：120分钟 考试总分：100分 遵守考场纪律，维护知识尊严，杜绝违纪行为，确保考试结果公正。 1、干洁大气（ ） 2、下垫面（ ） 3、气象要素（ ） 4、干洁大气中，按容积计算含量最多的四种气体是：（）、（）、氩和（）。 （ ） 5、大气中臭氧主要吸收太阳辐射中的 （ ） 。（ ） 姓名：________________ 班级：________________ 学号：________________ --------------------密----------------------------------封 ----------------------------------------------线------------------------- 6、大气中二氧化碳和水汽主要吸收（）辐射。（） 7、近地气层空气中二氧化碳的浓度一般白天比晚上（），夏天比冬天（）。（） 8、（）是大气中唯一能在自然条件下发生三相变化的成分，是天气演变的重要角色。（） 9、根据大气中（）的铅直分布，可以把大气在铅直方向上分为五个层次。（） 10、在对流层中，温度一般随高度升高而（）。（） 11、大气中对流层之上的一层称为（）层，这一层上部气温随高度增高而（）。（） 12、根据大气中极光出现的最大高度作为判断大气上界的标准，大气顶约高（）千米。（） 13、二氧化碳可以强烈吸收太阳辐射中的紫外线，使地面空气升温，产生“温室效应”。（）（） 14、由于植物大量吸收二氧化碳用于光合作用，使地球上二氧化碳含量逐年减少。（）（） 15、地球大气中水汽含量一般来说是低纬多于高纬，下层多于上层，夏季多于冬季（）（） 16、大气在铅直方向上按从下到上的顺序，分别为对流层、热成层、中间层、平流层和散逸层。（）（） 气压场的基本形式 1、低压：中心气压低于四周的闭合等压线区，又叫气旋。 2、低压槽：低压向外延伸出来的狭长区域或一组不闭合的等压线向气压高的一方突出的部分。 3、高压：中心气压高于四周的闭合等压线区，又叫反气旋。其对应的空间等压面是上凸的，形如山丘。 4、高压脊：高压向外延伸出来的狭长区域或一组不闭合的等压线向气压低的一方突出的部分 5、鞍形气压场：相对的两个高压和两个低压组成的中间区域。其对应空间等压面形状类似马鞍。 位势高度 单位质量的物体从海平面（位势取零）抬高到Z高度时，克服重力做的功，又称重力位势，单位是位势米。 位势高度与几何高度的换算 H = g·Z/9.8 Z为几何高度H为位势米φ静力平衡方程 dp=P2-P1= -ρgdz dz为气块厚度 压高公式 z-z=18400（1+at ）（lgP-lgP）2211铅直气压梯度 dp?g??dz hpa/100m表示随高度递减愈快。指高度每变化单位距离气压的改变值，其值大，hpa/m 或气压阶1dz??h= ?gdp百帕h表示，米/1hpa气压每变化高度的改变值，用气压阶计算方程 8000a=1/273 )?(1h?at P 作用于空气上的力 水平气压梯度力 气压梯度：由于空间气压分布不均而作用在单位体积空气上的力。它可分为铅直气压梯度和水平气压梯度。高压到低压 水平低转偏向力 惯性离心力 摩擦力 地转风的定义、性质 定义：在自由大气中，平直等压线情况下，运动的空气在气压梯度力和地砖偏向力达到平衡时，空气沿等压线所作惯性匀速直线运动称为地转风 性质 1、地转风的方向与等压线平行。在北半球，背风而立，则高压在右，低压在左。而在南半球，背风而立，则高压在左，低压在右。这就是白贝罗风压定律。 第1-4章选择填空，名词解释；5、6章简答 选择 10个（20分）；填空 10个（20分）；名词解释 15分；电码翻译 30分；简答 10个（30分） 第一章大气的状态及运动 1、本站气压：气象台气压表直接测得的气压。由于各测站所处地理位置及海拔高度不同，本站气压常有较大差异。 2、场面气压：指航空器着陆区（跑道入口端）最高点的气压。场面气压也是由本站气压推算出来的，为了准确计算飞机起降时相对于跑道的高度。 3、场面气压高度：指飞机相对于起飞或着陆机场跑道的高度。在起飞和着陆阶段为了使气压高度表指示场面气压高度，需按场压来拔正气压式高度表，使得高度指针位于零值刻度。 4、测高仪表：无线电高度表、气压式高度表 无线电高度表：测高原理：天线向地面发射无线电波，经地面反射后，再返回飞机。测高是测量电波往返传播的时间Δt。 特点：较精确地测得飞机距地表的距离，对地形变化敏感，既是优点也是缺点。 用途：①用于校正仪表②复杂气象条件下的飞机起飞和着陆 气压式高度表：高灵敏度的空盒气压表 注意：高度表刻度盘是在标准大气条件下按照气压随高度的变化规律而确定的。 含义：在标准海平面上（气压为1个标准大气压）高度值为零。 5、理想气体状态方程 气温、气压和空气湿度的变化都会对飞机性能和仪表指示造成影响，这种影响主要是通过它们对空气密度的影响实 现的： 6、密度高度 指飞行高度上的实际空气密度在标准大气中所对应的高度。密度高度表示了密度随高度变化的特征。 密度高度对飞行的影响：低密度高度能增加飞机操纵的效率；高密度高度则降低飞机操纵的效率。 飞机操纵的效率：指飞机的操作性能，这种操作性能受大气密度影响很大。机翼的升力（或螺旋桨的推力）受其周边的空气速度和空气密度所影响，在高密度高度的地区，需要额外的动力来弥补薄空气的不足，升力下降，发动机功率下降，喷气发动机的推力下降，飞机性能变坏且起飞和降落的距离加长，上升率和升限也降低。根据实测结果，当气压维持不变，气温每升高10℃，起飞所需跑道长度增加13%，落地增加5%；反之亦然。因此同一机场，夏季所需起降距离将比冬季长。 7、基本气象要素变化对飞行的影响 （1）对高度表指示的影响 气压：实际中标准大气“零点”气压不是标准气压时 第一章：总论 大气探测：又称之为气象观测，是指对表征大气状况的气象要素、天气现象及其变化过程进行个别或系统的、连续的观察和测定，并对获得的记录进行整理的过程和方法。 大气探测的发展历史： 世界地面气象探测网的建立是大气探测史上的第一次革命。 高空气象要素探测系统的发展是大气探测发展的第二次革命。 1960年美国发射第一颗气象卫星泰罗斯-1号，是遥感技术发展的标志，是大气探测的第三次革命。 随着科学与技术的发展，大气探测取得了显著的发展，主要表现在探测能力显著增强，自动化水平迅速提高，观测方法、观测网的设计和观测工具的配合得到重视，直接探测和遥感技术并存，各取所长，综合利用。 观测站的分类： （1）国家基准气候站（基准站）：是国家气候站的骨干；一般300-400公里设一站，每天观测24次。（2）国家基本气象站（基本站）：是国家天气气候网中的主体；一般不大于150公里设一站，每天观测8次。 （3）国家一般气象站（一般站）：是国家天气气候站的补充；一般50公里左右设一站，每天观测3次或4次。 （4）无人值守气象站（无人站）：用于天气气候站网的空间加密；观测项目和发报时次可根据需要而定。 （5）高空气象站：一般300公里设一站，每天探测2次或3-4次。 时制：人工器测日照采用真太阳时， 日界：人工器测日照以日落为日界， 对时：台站观测时钟采用北京时。未使用自动气象站的台站，观测用钟表要每日19时对时，保证误差在30秒之内。 地面气象观测场设置：观测场一般为25m×25m的平整场地。 仪器设施布置：要注意互不影响，便于观测操作。 大气探测资料必须具有代表性、准确性、比较性。“三性”是大气探测工作的基本要求。 “三性”的联系：互相联系、互相制约。观测资料质量的好坏，均以观测资料的“三性”衡量。 第二章云的观测 云是由大气中水汽凝结（凝华）而形成的微小水滴、过冷水滴、冰晶、雪晶，由它们单一或混合组成的，形状各异飘浮在天空中可见的聚合体。其底部不接触地面 我国地面气象观测规范中，按云的外形特征、结构特点和云底高度，将云分为三族，十属，二十九类。 大气科学导论复习题 第二周 一、地球大气的主要成分及其演化历史？ 主要成分：浓度>1%，氮(N2,占78.08%v)，氧(O2,占20.95%v)，氩(Ar,占0.93%v)。 原生大气（天文大气圈） ◆原生大气的成分是以氢和少量的氦为主（why？）。大气伴随着地球的诞 生就神秘地“出世”了。也就是拉普拉斯所说的星云开始凝聚时，地球周围就已经包围了大量的气体了。 次生大气（地质大气圈） 地球生成以后，由于温度的下降，地球表面发生冷凝现象，而地球内部的高温又促使火山频繁活动，火山爆发时所形成的挥发气体，就逐渐代替了原始大气，而成为次生大气。 次生大气形成时，水汽大量排入大气中，当时地面温度很高，大气不稳定对流的发展很旺盛，强烈的对流使水汽上升凝结形成液态水，出现江河湖海等水体，风雨闪电交加。 次生大气笼罩的时间大约46亿年前到20亿年前。期间大量的CO2溶于原始海洋，最原始的生命在这个时期已经出现（大约35亿年前）。 大气圈成分 20亿年前：N2CO2SO2H2O Ar 20亿年后：N2O2Ar H2O CO2 含氧大气 现代大气 由次生大气转化为现在大气，同生命现象的发展关系最为密切。 1.植物的出现和发展使大气中氧出现并逐渐增多起来，动物的出现借呼吸作 用使大气中的氧和二氧化碳的比例得到调节。 2.大气中的二氧化碳还通过地球的固相和液相成分同气相成分间的平衡过 程来调节。 二、按照气温的变化特征，在垂直方向上，地球大气包括哪些层次？为 什么会有这样的变化特征？ 根据温度的垂直变化，分为：对流层、平流层、中层、热层和外逸层等。对流层(Troposphere) 特点： 1.气温随高度增加而降低，平均而言，减温率平均为γ=0.65℃/100米。 原因：阳光加热地面，而地面又加热它上面的空气。包含了地球上我 们熟悉的所有天气 2.大气密度和水汽随高度迅速递减。对流层几乎集中了整个大气质量的 3/4，和水汽的90%。 3.有强烈的垂直运动。 4.气象要素的水平分布不均匀，受地表的影响大。海陆分布、地形起伏差异 等。 平流层(Stratosphere) 特点（对流层顶到55km）： 1.最初20km以下，气温随高度不变；20-50km温度上升很快。 室内环境检测考核题 一、填空题 1、民用建筑工程验收时，应抽检有代表性的房间室内环境污染物浓度，抽检数量不得少于 5%，并不得少于3间；房间总数少于3间时，应全数检测。 2、房间使用面积小于50m2时，设1个检测点；房间使用面积50~100 m2时，设2个检测点； 房间使用面积100—500 m2时，设不少于3个检测点。 3、《民用建筑工程室内环境污染控制规范》适用于新建、扩建和改建的民用建筑工 程室内环境污染控制。不适用于工业建筑工程、仓储性建筑工程、构筑物和有特 殊净化卫生要求的房间。 4、民用建筑工程室内环境中氡浓度检测时，对采用集中空调的民用建筑工程，应在空调正 常运转的条件下进行；对采用自然通风的民用建筑工程，应在房间对外关闭门窗24h以后 进行。 5、民用建筑工程室内环境污染物控制执行 GB50325-2010《民用建筑工程室内环境污染控制 规范》国家标准。 6、《民用建筑工程室内环境污染控制规范》所称室内环境污染系指由建筑材料和装饰材 料产生的室内环境污染。 7、采集室内环境样品时，须同时在室外的上风向采集室外环境空气样品。 8、氨样品采集后，应在室温下保存，于24h 内分析。 9、《民用建筑工程室内环境污染控制规范》中规定甲醛的检测方法应符合国家标准GB/或 《公共场所空气中甲醛测定方法》的规定。 10、当房间内有2个及以上检测点时，应取各点检测结果的平均值作为该房间的检测值。 二、选择题 1、民用建筑工程及室内装修工程的室内环境质量验收，应在工程完工至少（B）以后、工程 交付使用前进行。 A、8d B、7d C、6d D、5d 2、民用建筑工程室内空气中甲醛检测可采用现场检测法，测量结果在0—m3测定范围内的不 确定度应小于或等于（A）。 A、20% B、25% C、30% D、35% 3、民用建筑工程室内环境中甲醛、苯、氨、TVOC浓度检测时，对采用自然通风的民用建筑 工程，应在对外门窗关闭（A）后进行。 A、1h B、2h C、3h D 、4h 4、室内环境污染物浓度检测点数设置时，如果房间使用面积在大于500m3小于1000m3，检 测点数不少于（B）。 A、4个 B、5个 C、6个 D、7个 5、室内环境污染物浓度检测结果不符合《民用建筑工程室内环境污染控制规范》规定时，应 对不合格项进行再次检测，再次检测时，抽检数量应增加（A）倍，并应包含同类型房间 及原不合格房间。 A、1 B、2 C、3 D、4 6、在酚试剂分光光度法测定甲醛浓度的检测标准中吸收液原液应放置冰箱中保存，可稳定 （B ）天。 A、2 B、3 C、4 D、5 一、名词解释范围（共计20分） （1）冷暖平流：由温度的个别变化与局地变化的关系： 33dT T V T dt t ?=+???u u r 或 dT T T V T w dt t t ??=+??+??u r 移项后，有： T dT T V T w t dt t ??=-??-??u r 设0,0dT w dt ==，则有 T T V T V t s ??=-??=-??u r （ s 方向即水平速度的方向。空气微团做水平运动时，即使为微团本身的温度保持不变，也会引起温度场的局地变化。） 当0T s ?>?，即沿着水平速度方向温度是升高的，风由冷区吹向暖区，这时0T V s ?-?（即0T t ?>?），会引起局地温度升高，我们便说有暖平流。 总之温度平流是通过水平气流引起温度的重新分布而使局地温度发生变化的。 （2）罗斯贝数：水平惯性力与水平科氏力之比，即：00U R f L =，表示大气运动的准地转程度，也可用来判别大气运动的类型（大、中、小尺度）和特性（线性或非线性）。 （3）梯度风：水平科氏力、离心力和水平气压梯度力三力达成的平衡。此时的空气运动称为梯度风，即21V p fV R n ρ?+=-?。 （4）地转风：对于中纬度天气尺度的扰动，水平科氏力与水平气压梯度力接近平衡。这时 的空气作水平直线运动，称为地转风，表达式为： 1g V p k f ρ =-??u u r r 。 （5）β平面近似：中高纬地区，对大尺度运动，/1y a <，则0f f y β=+，其中002cos 2sin ,f const const a ??β=Ω=== 具体做法：f 不被微分时，令0f f const ==。f 在平流项中被微分时，令 f const y β?==?。 第三章：能见度的观测 1.能见度是一个复杂的心理---物理现象，主要受悬浮在大气中的固体和液体微粒引起的大气消光的影响。 2.能见度用气象光学视程表示。气象光学视程是指白炽灯发出色温为2700K的平行光束的光通量，在大气中削弱至初始值的5%所通过的路径长度。 3.目标物的最大能见度距离有两种定义法。一种是消失距离，另一种是发现距离。消失距离要比发现距离大。在气象上通常采用的是消失距离。 4.影响目标物最大能见距离的因子有：目标物和背景的亮度对比、观测者的视力--对比视感阈（白天）、大气透明度。其中，大气透明程度是主要因子。 5.透射能见度仪是通过测量水平空气柱的平均消光系数来测量能见度的，它是最接近气象光学距离定义的测量方法。 6.光在大气中衰减是由空气分子和气溶胶粒子等的散射和吸收所引起的。 7.能见度仪的误差因子：a、校准误差；b、系统的电子设备的不稳定性；c、消光系数作为低通信号进行远距离输送时受到电磁场的干扰，最好是对此类信号进行数字化；d、来源于日出或日落的干扰和初始定向不良；e、大气污染沾污光学系统；f、距地大气状况导致不具代表性的消光系数或背离科什米得定律或使得得出的散射系统不同于相应的消光系数。 8.散射仪与透射仪相比，对污染的敏感性相对较低，常被用作日常监测仪器，或用来对气象光学距离提供近似估计，目前较多的用语自动气象观测系统。透射仪仅用语一些对能见度测量要求较高的测站，如机场，或作为散射仪的检定标准。 第四章天气现象的观测 1.降水类型的自动识别，可采用光学、声波、电磁波（雷达）等多种探测技术，其中以光学原理为基础的降水类型识别技术研究得较为深入。 2.基于光学原理进行降水类型识别的技术，主要有光强衰减多要素判断法、降水粒子光强闪烁法和降水粒子下落速度法等。 3.漏斗云或龙卷的出现常可通过天气雷达来确定。现代多普勒天气雷达已成为识别中尺度气旋的十分有效的设备。 4.从风速的测量值的离散序列即可确定飑。若风速测量设备的输出值与风向传感器、温度或适度传感器组合在一起，则就有可能识别出线飑。 5.雷暴主要通过使用闪电计数器来监测。利用一定时间间隔内的闪电次数，并与降水率或风俗联合应用，即可确定弱、中度和强雷暴。 第九章 1.蒸发式海洋和陆地水分进入大气的唯一途径，是地球水文循环的主要环节之一。 2.由于地形和天气系统引起的降水分布的不均匀性，造成降水量测量值的代表性较差。 深空探测阅读试题训练（附答案） 深空探测 ①人类所生存的地球，只是浩瀚宇宙中的沧海一粟。人造地球 卫星、找人航天技术的发展，使人类认识宇宙的目光越来越远；而探索更深更广的太空，则成为现代人类航天活动的主要目标。 ②深空探测主要包括对月球的探测、行星及其卫星的探测以及 小行星和彗星的探测三大方面。具体说来就是对太阳系内除地球外的行星及其卫星、小行星、彗星等的探测，以及太阳系以外的银河系乃至整个宇宙的探测。它是继卫星应用、找人航天之后的又一航天技术发展领域。深空探测对人类了解太阳系的起源、演变历史和现状，进一步认识地球环境的形成与演变、探索生命的起源和演变以及积极开发和利用空间资源具有重要意义。深空探测的总体科学目标大致可归纳为；探索太阳系和宇宙(包括生命)的起源和演化；开发和利用空间资源(空间环境、能源和资源等)；发展空间技术，推进科学技术的进步；扩展人类的生存空间；为人类社会长期的可持续发展服务。 ③20世纪90年代以来人们又把目光转向月球，一方面现代航 天技术的发展为人类提供了进一步探测月球的可能性，另一方面月球独特的自然环境和资源一直吸引着人类。月球上没有大气干扰，是进行科学实验和天文观测的圣地。如果在月面上建立天文台，就会探测到宇宙中的许多奇异现象。月球的引力只有地球的1／6：发射火箭 所需的燃料将会比地面少得多，因此月球也是个难得的航天发射基地。月球两极大量冰水的发现更使人类对月球刮日相看，因为有了水，人 类在月球上生存的基本条件便已具备。人们可以利用水得到氢气和氧气，氧气和水供人呼吸饮用，使植物生长，氯和氧还可作为火蔚燃料，供飞船返回地球或前往火星或更运的星际探险。这样，人类在月球上建立永久性实验室甚至定居点并非天方夜谭，月球很可能成为人类远征其他星体的中转站。 ④深空探测中的另外一个引人瞩目的天体便是离人类最近的行星——火星。火星是地球轨道之外最靠近地殊的行星，离地球的距离仅次于金星，也是太阳系中离太阳最远的石质行星，与地球最为相似。火星直径约为地球的1／2，质量是地球的1／10，自转周期与地球相当．公转周期约为地球的1．88倍。火星周围有稀薄的大气，上千条干涸的河床。由于火星的特殊位置，以及大小和环境与地球最相近，从而作为人类最佳的大空移民场所而备受关注，因此时火星的直接探测有很大的吸引力。许多年来，人类共发起30多次火星探测计划，拍摄了大量的图片，获得了丰富的火星表面数据，为以后的火星软着陆和人类登陆火星打下了坚实的基础。 ⑤深空探测是一个国家综合国力和科技水平的综合体现，是我国航天活动发展的必然选择。从xx年开始，我国再次进行月球探测工程——“嫦娥”工程的综合论证工作，到目前“探月工程”一期已经立项，二、三期工程正在论证过程中。月球探测工程共分为三个阶段：一期工程简称“绕”，预计3年内发射探月卫星，环绕月球飞行并拍回三维图像：二期工程是”落”，将月球卓或探月机器人送到月扬州大学期末考试气象学名词解释
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