气象观测---能见度的观测26页PPT

➢同时，时间控制系统也开始工作，待一分钟后自 动停止计时，风速指针也停止转动
二、工作原理、使用说明 ➢风向仪工作原理
➢指示风向的方位盘，系 一磁罗盘，当制动小套管 (3)打开后，罗盘按地磁子 午线的方向稳定下来，0˚ 指向北方
➢风向标随风向摆动，其 指针即指出当时风向
➢当小套管(7)将空心套管(6)由 上拉下时，方向盘(4)即落在方 向盘顶针上，方向盘周围有方 位刻度和度数，内装有磁棒， 方向盘在顶针上自由摆动，最 后稳定下来，其南北刻度线与 磁子午线重合
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二、云观测 ➢观测要素：云状、总云量、低云量、低云高 1. 云状 按云底高度划分：低云、中云、高云
云种 低云 中云 高云
寒带
2~4 km 3~8 km
温带 自海面到2 km
2~7 km 5~13 km
热带
2~8 km 6~18 km
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➢低云
•积云、积雨云、层积云、层云、雨层云
➢中云
•高层云、高积云
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七、气压观测 ➢降水量以毫米(mm)为单位，分辨率0.1 mm ➢降水量<=10.0 mm时，准确度为±0.5 mm ➢降水量>10.0 mm时，准确度为降水量的±5% ➢无降水时，记录栏空白，不足0.05 mm时，记0.0
➢连续观测：每1 min记录一次，记录降水量值 ➢观测前6 h的降水量：定时前6 h的累积降水量 ➢定点连续观测需包括日降水量累计值：每日4次 定时降水量之和
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五、空气温度、湿度观测
舰船上通常采用百叶箱内的干湿球温度表或通风 干湿表观测空气温、湿度
➢观测海面上1 min的空气温度和相对湿度，定点连续 观测中，还应观测日最高、最低温度和最小相对湿度
➢干湿球温度表观测：干球用来测定空气温度；干 湿球温差用来计算湿度；空气越干燥，干湿球温 差越大，空气越潮湿，干湿球温差越小

《巴黎协定》等国际气候合作框架为 应对全球变暖提供了政策支持和合作 机制，各国需共同努力实现减排目标 。
适应策略
针对已经发生的气候变化，采取适应 策略来降低其影响，如建立气候适应 型城市、调整农业生产结构、加强水 资源管理等。
06
气象观测与预报技术
Chapter
地面气象观测站网建设
站点布局与选址
农业生产指导
气象学可以为农业生产提供准确的天 气信息和气候预测，指导农民合理安 排农事活动，提高农业生产效益。
02
大气圈层与结构
Chapter
大气圈层划分
01
对流层
地球表面最接近的大 气层，天气主要发生 在这里，包括云、雨 、雪等。
02
平流层
位于对流层之上，其 中包括臭氧层，对地 球生命起到重要保护 作用。
全年高温多雨，无明显季节变化 ，年平均降水量在2000毫米以上 ，植被茂盛。
全年气温较高，有明显的干湿季 之分，湿季时草木茂盛，干季时 草原枯黄，动物有大规模迁徙现 象。
温带气候类型及特征
温带季风气候
01
夏季高温多雨，冬季寒冷干燥，四季分明，植被以温带落叶阔
叶林为主。
温带大陆性气候
02
冬冷夏热，年温差大，降水集中在夏季，植被由森林到草原、
了一个全新的发展阶段。
气象学在现实生活中的应用
天气预报
气象学为天气预报提供了理论基础和 技术支持，帮助人们及时了解未来天
气情况，合理安排生产生活。
气候预测
通过对历史气候资料的分析和研究， 气象学可以预测未来气候的变化趋势 ，为应对气候变化提供科学依据。
气象灾害防御
气象学在防御台风、暴雨、洪涝、干 旱等气象灾害方面发挥着重要作用， 为减少灾害损失提供了有力支持。

气象上按云的外形特征、结构特点和
云底高度，将云分成高、中、低云三
大类。云是天气的相貌，一般天上挂
什么云，就指示地面上有与其相对应
的天气，云的形状可以表现短时间内
天气变化的动态。
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常见天气现象
天气现象是指在大气中发生的各种自然现 象，即某瞬时内大气中各种气象要素（如风、 云、雾、雨、雪、霜、雷、雹等）空间分布的 综合表现。一般可分为降水、地面凝结、视程 障碍、雷电等。
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3
降水
降水是指从天空降落到地面上的液态或固 态(经融化后)的水。降水量以在水平面上积累 的深度表示，单位为毫米(mm)，取一位小数。 1毫米（mm）雨水相当于1亩地浇了约667公 斤(kg)的水。
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4
固态降水有雪、冰粒、冰雹等，雨和雪的 混合降水在天气预报中称为雨夹雪。降雪大小 用降雪量和积雪深度来表述，降雪量和雨量一 样也用毫米(mm)表示，是将承接到的降雪融 化后量得的。积雪深度是在平坦开阔的地面上 直接用尺子量出来的，单位是厘米(cm)，简称 雪深。冰雹以个体的直径表示，单位是毫米 (mm)或厘米(cm)表示。
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扬沙：
由于风大将地面尘沙吹起，使空气相当混浊， 水平能见度大于等于1000米至小于10000米。
沙尘暴：
由于强风将地面大量尘沙吹起，使空气相当混
浊，水平能见度小于1000米。根据能见度的
大小，沙尘暴的强度还可分为沙尘暴、强沙尘
暴、特强沙尘暴三个等级。
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强沙尘暴图片
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21
2.2.4雷电
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霾：
大量极细微的干尘粒等均匀地浮游在空中， 使水平能见度小于10000米的空气普遍混浊 现象。霾使远处光亮物体微带黄、红色， 使黑暗物体微带蓝色。

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设目标物的亮度为B0，背景亮度为B，亮度对比
值K定义为：
目标物亮度B0与背景亮度B的绝对差与其中大者
之比，即
K B0 B 0 K 1 max(B0, B)
当 B0＞B时 K＝（B0－B)/B0 当 B0＜B时 K＝（B－B0)/B
若B0 ＝ B ，则K＝0，此时，目标物和背景融合 在一起，无法辨认目标物
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目标物选择要求： ①选定目标物时，应尽可能以天空为背景 ②大小适度，视角以0.5－5.0°之间为宜 ③仰角不宜超过6°，以越接近水平方向越好 ④颜色应当越深越好，而且亮度一年四季不变
或少变的；浅色\反光强的物体不适宜选为目标物
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在台站四周 不同方向、距离 上选定若干目标 物作为观测目标， 双峰山18.4 根据这些目标物 能见与否及其清
响的、灯光强度不变的、不带颜色的、没有灯罩的、 白色的、孤立的点光源。
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3、气象光学视程的仪器测量 用于测量气象光学视程的仪器可分为以下两类：
(1)用于测量水平空气柱的消光系数或透射因数。 原理：光的衰减是由沿光束路径上的微粒散射和吸
收造成的。 ——透射能见度仪
(2)用于测量小体积空气对光的散射系数。 在自然雾中，吸收通常可忽略，散射系数可视 作与消光系数相同。
2008年南方严重的冰雪灾害
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3、 视程障碍现象 大气透明度变化导致能见度发生变化。大气中
存在着固态和液态杂质，它们在一定条件下形成各 种天气现象，影响大气透明度，使得能见度减小， 这类天气现象统称为视程障碍
天气 现象
雾
轻雾 吹雪 雪暴 烟幕
霾
沙尘 暴
扬沙
浮尘
符号
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雾：大量微小水滴浮游空中，常呈乳白色，有雾时 水平能见度小于1.0km。高纬度地方出现冰晶雾也 记为雾。

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适用范围： 对污染的敏感性较低， 常用于日常监测仪器； 或是用来对气象光学 距离提供近似估计，目 前较多用于自动气象观 测系统。
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散射式能见度仪
优点： 基线长度短；发射光源和接收器安装在同 一个支架上，避免了基线难以对准的缺陷。
缺点： 只测量很小体积的空气样本，不够精确。
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人工观测
夜间观测能见度时，观测员应先在黑暗处 停留5—15分钟，待眼睛适应环境后进行 观测。
根据最远目标灯能见与否确定能见距离。
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无条件利用目标灯进行观测的情况下：
根据天黑前能见度的实况和变化趋势，结合观测时 天气现象、湿度、风等气象要素的变化情况，以及 实践经验加以判定。
月光较明亮时，可根据目标物的能见与否来判定： 只要能隐约地分辨出比较高大的目标物的轮廓， 该目标物距离就可定为能见距离； 如能清楚分辨时，能见距离可定为大于该目标物 的距离。
“不能见”：
看不清目标物的轮廓，认不清其形体，或所见目 标灯发光点模糊，灯光散乱。
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1.基本概念
能见度分类：
按照观测者与目标物的相对位置，分为水平能见度、 垂直能见度、倾斜能见度。
能见度单位：
以千米为单位，取一位小数，不足0.1km记0.0 。
能见度测量方法：
目测 器测：主要仪器为透射能见度仪、散射能见度仪。
⑴ 假定总体照明增加到正常白天水平，适当大小 的黑色目标物能被看到和辨认出的最大距离。 ⑵ 中等强度的发光体能被看到和识别的最大距离。
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目标物的选择
在气象站四周不同方向、不同距离上选择若干固 定能见度目标物。
① 颜色应当越深越好，且亮度要一年四季不变或 少变。 ② 应尽可能以天空为背景，且与背景的距离尽可 能远一些。 ③ 大小要适度，视角以0.5～5.0°之间为宜。 ④ 目标物的仰角不宜超过6°。

体。 4.高于层云，看上云像棉花一样的云叫__积__云___。
课堂练习
二、判断题
1.晴天的时候，天空中是没有云的。（×） 2.靠近地球表面形成的扁平层状云就是积云。（ ×） 3.看天上的云可以推测天气状况。(√ ) 4.云在天空是不会变化的。（ ×） 5.积云通常与晴好天气相联系，但是也能发展成积雨云，并形成雷阵雨天气。( √)
三、连线题
课堂练习
积云
卷云
层云
课堂练习
四、填图题，下图各种云的特点及与天气的关系，将空白的地方填写完整。
种类 卷云 积云 积雨云 层云 雨层云
形状 像羽毛像绫纱
像棉花团 形成高大的云山
像毛玻璃 布满天空
位置 最高
2000米左右 更低 低 更低
天气 阳光可以透过它照到地面，
天气晴朗 在天空映着温和的阳光
阴天：云量很多 （很难见到太阳）
新知探究
• 把天空当成一个圆面，平均分成四份，把看到的云量填充到这个 圆面内。
➢ 如果云量不超过圆面的1/4，就是晴天。
→
什么情况是多云和阴天呢？
新知探究
➢ 如果云量不超过3/4，就是多云。
→
新知探究
➢ 如果云量超过3/4或覆盖了整个圆面，就是阴天。
→
怎样对云进行分类呢？
云的生成，外形特征，量的多少，分布及其演变，不仅反映了当时大气的运动、 稳定程度和水汽状况，而且也是预示未来天气变化的重要征兆之一。
在天气日历中，我们已经使用了晴天、多云、阴天等来描述和记录对云量的观察。那 么，这些不同的天气状况是怎样来划分的呢？
新知探究
天气
晴天：无云或云量少 （太阳总能看见）
多云：云量较多 （太阳时常可见）

城市热岛效应的健康影响
城市地区由于建筑密集、热岛效应等因素，温度通常高于周边地区。 持续的高温可能导致城市居民中暑和其他健康问题。
05
气候变化与人类活动
温室气体与气候变化的关系
温室气体
大气中的温室气体能够吸收和重 新辐射热量，导致全球变暖。主 要的温室气体包括二氧化碳、甲
烷和氮氧化物。
气候变化
由于人类活动和自然因素，全球气 候正在发生变化，导致气温升高、 海平面上升、极端天气事件增多等 。
天气系统的形成与地球自转、公转等 天文因素有关，也受到地形、地貌等 地理因素的影响。
天气系统的演变是气象学中研究的重 要内容之一，对于ห้องสมุดไป่ตู้测天气和气候变 化具有重要意义。
02
气象要素与观测
温度与湿度
总结词
温度和湿度是描述大气状态的基本要 素，对人类生活和天气变化有重要影 响。
详细描述
温度表示大气的热量状况，影响动植 物的生长、繁殖和活动。湿度表示大 气中水汽含量的多少，与降水、云雾 和雾霾等天气现象密切相关。
静止卫星
提供全球范围内的气象信息，监测大范围的气象变化。
极地卫星
提供高纬度地区的气象信息，填补中低纬度观测的空白。
气象卫星与雷达在预报中的作用
• 气象卫星的作用：提供云图、温度、湿度、风速等信息， 帮助分析天气系统。
气象卫星与雷达在预报中的作用
雷达的工作原理
发射电磁波，遇到雨滴、云滴等目标后反射回来，根据反射回来的时间计算目标物的距 离和速度。
深度学习算法
利用神经网络模拟复杂的非线性关系，提高预测精度。
数值预报的局限性
需要高性能计算机和复杂的模型，对初始场的要求较高。
人工智能在天气预测中的优势

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三、能见度自动观测方法——透射式能见度观测
透射能见度仪测定气象光 学视程是根据准直光束的 散射和吸收导致光的损失 的原理，所以它与气象光 学视程的定义密切相关。
Vaisala LT31
优点：不用对大气作任何假 设以探测大气透过率或 消光系数，其采样体积 大，测量精度高。
局限性：当大气能见度较大时，其探测 结果对光源的标定误差、透射光的 探测误差和镜头的污染非常敏感， 并且需要较长的基线，占地面积大。
能见度观测规范
2013年10月22日
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内容概述
一、能见度相关定义 二、能见度测量原理 三、能见度自动观测方法 四、业务用前散能见度设备 五、前散能见度设备的检测与维护
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一、 能见度相关定义
气象光学视程（Meteorological optical range—MOR） 由白炽灯发出的色温为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。
c. 关于不同粒子对能见度准确性的影响问题： 已进行了雾和沙尘的对比，继续开展试验
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四、业务用前散能见度设备
• 作为独立设备的前向散射 能见度仪至少应包含以下 三部分：传感器、采集器 和支架。其中，传感器部 分包括接收器、发射器和 控制处理器等；采集器包 括接口单元、中央处理单 元、存储单元等；支架部 分包括立柱和底座。为保 证设备良好运行还应包括 供电电源、电源防雷器和 蓄电池等；且可选配无线 通信模块。
我国能见度仪器研制起步晚，自行研制的能见度仪不断更新，产 品性能也有所改善。目前国产前向散射能见度仪已在气象部门使用。 如凯迈（洛阳）测控有限公司、中国华云技术开发公司、安徽华维气 象技术装备研究所等单位就从事能见度观测设备的研发和生产，并已 具备成熟产品。

中国民航大学
张同荣
2018/11/19
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3、灯光视觉阈

灯光视觉阈是指观测者能感觉到的最小照度，对视力 正常的人来说，灯光视觉阈主要随灯光背景的亮度和 观测者对黑暗的适应程度而变化。

灯光的背景越亮，对灯光的视觉阈就越大，发现灯光
就越困难。
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张同荣
2018/11/19
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气象能见度（地面能见度）
• 3、灯光视觉感阈
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张同荣
2018/11/19
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1、亮度对比 K 2、对比感阈 ε，一般0.05 K≥ ε目标能见
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张同荣
2018/11/19
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1、灯光发光强度

在其他条件相同时，灯光越强，能见距离越大。

2、大气透明度

在相同的灯光强度下，大气透明度越差，灯光被减弱 的越多，能见距离越小。
航空气象第8章能见度及其观 测
中国民航大学
张同荣
2018/11/19
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大雾中航班延误
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张同荣
2018/11/19
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1990年12月3下午日，两架美国西北航空公司的飞 机（一架波音727-200型和一架麦道DC-9型客机） 在美国底特律机场的跑道上滑行时相撞，使得60人 受伤。
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中国民航大学
张同荣
2018/11/19
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1 看天空颜色 2 看日、月、星辰的颜色。 3 观察云块结构的清晰程度，云块结构越清晰，空 中能见度越好 4 雨后天空如洗，空中能见度好，久晴不雨则差

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