大气探测学复习 第十章 辐射 日照
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南京信息工程大学大气探测复习资料第一章大气探测⒈大气探测学研究的定义、范围和特点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系统的、连续的观察和测定;并对获得的记录进行整理。
这种探测即包括目测,也包括器测;即包括直接测量,也包括间接测量。
地面气象观测:对近地面层的大气状况进行观察和测定。
包括云、能见度、天气现象、温度、湿度、气压、风、降水、蒸发、辐射能、日照时数、冻土深度、积雪和电线积冰。
高空气象观测:利用气球、无线电探空仪、气象探测飞机、气象火箭、气象雷达和卫星等对自由大气的温、压、湿、风等要素进行探测。
专业性气象探测:根据不同的专业要求需要进行,如大气污染监测、农业气象观测特点:理论与实践相结合,基础性、前沿性⒉直接测量和间接测量指什么?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。
间接测量:根据电磁波在大气传播过程中信号的变化,反演出大气中气象要素的变化。
可以分为主动遥感和被动遥感两种方式。
⒊大气探测仪器的性能包括哪几个?惯性(滞后性),灵敏度,准确度和精密度,分辨率(力),量程。
⒋气象业务组织分哪几类?基准气候站:300-400,24次。
基本气象站:150,8次。
一般气象站:50,3次或4次。
高空气象站:300,2次或3-4次。
⒌地面观测场地要求及仪器布置。
25*25平方米;四周空阔平坦,能代表本地较大范围;四周10m 内不能种植高杆作物均匀草坪,草高不超过20cm,不准种植作物;设1.2m高稀疏围栏,内设0.3-0.5m宽小路,且只准在小路上行走,小路下建线缆沟或埋设线缆管。
⒍大气探测的三性要求指什么?代表性、准确性、比较性。
第二章云的观测⒈掌握3族10属29类云的特征和符号简写(主要是会识别云)⒉云量、云高的定义及观测方法云量是指云遮蔽天空视野的成数。
云量观测包括总云量(观测时天空被所有的云遮蔽的总成数)、低云量(观测时天空被低云族的云遮蔽的总成数)。
(完整版)《大气探测学》复习重点Part1 绪论1、大气探测学研究的定义、范围和特点定义:大气探测主要针对地球大气对表征大气状况的要素(即气象要素)、天气现象及其变化过程进行系统的、连续的观察和测定,并对获得的记录进行整理。
范围:大气探测分为近地面层大气探测(0~3000m)和高空大气探测(3000m以上)。
通常把1.5km以下高度的大气探测成为边界层大气探测。
特点:为天气预报、气象信息、气候分析、科学研究和气象服务提供重要的依据。
2、发展历程1643年托里拆利于发明水银气压表--标志性仪器(精度:0.1hPa;相对误差:1/10000)1902年欧洲建立了第一个气象台站网(7个气象站、35个降水站)实现了时间和地域的同步连续观测1920s,出现了无线电探空仪,发展了高空风探测技术1940s开始,利用火箭使探测高度从平流层底部,对流层顶部扩展到了100公里的高度3、我国的地基探测系统(气象业务组织)国家基准气候站:一般300-400公里设一站,每天观测24次。
国家基本气象站:一般不大于150公里设一站,每天观测8次。
国家一般气象站:一般50公里左右设一站,每天观测3次或4次。
高空气象站:一般300公里设一站,每天探测2次,探测高度25~30km。
4、探测原理直接探测:感应元件与大气等被测对象直接接触,根据元件性质的变化,得到描述大气状况的气象参数。
遥感探测:根据波(电磁波、声波)在大气中传播过程中信号的变化,间接反演大气要素的变化。
分为主动遥感(发射能量)和被动遥感(不发射)5、大气探测仪器的性能指标灵敏度:指单位待测量的变化所引起的指示仪表输出的变化,仪器的灵敏度与它的感应原理有关。
精确度:是指测量值与实际值(真值)接近的程度,可以通过仪器误差的数值进行衡量。
惯性:指仪器的响应速率,它与电子仪器常用的时间常数的意义相同。
坚固性:平均无故障运行时间,对环境温、湿度的要求,电压波动允许范围,外装饰锈蚀的时间长短。
《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,它和量程及灵敏度有关,仪器性能的改变也会影响分辨率量程:仪器的量程——仪器的测量范围,它取决于所测要素的变化范围和测量的要求稳定度:仪器性能随时间的变化率,主要指被测量与输出信号(读数)之间的检定关系的年变化率大气探测“三性”要求代表性:指气象测量值应能代表测站周围较大范围内的或一段时间内的平均状况。
大气探测学第一章:绪论1.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进行个别或系统的、连续的观测和测定,并对获得的记录进行整理,了解大气内部的物理,化学特征及其变化。
大气探测通常分为近地层大气探测和高空大气探测。
2.大气探测原理分为:(1)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。
(2)遥感测量: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。
可以分为主动遥感和被动遥感两种方式。
3.大气探测的“三性”要求:大气探测资料应具备:代表性、准确性和可比性。
观测资料质量的好坏,均以观测资料的“三性”来衡量。
(1)。
代表性:探测值能够代表一定空间范围和时间段的平均状况,分为空间代表性和时间代表性。
(2)准确性:反映测量值与真实状况误差大小的程度。
(3)可比较性:是指不同测站和不同时间的测量值能进行比较。
4.探测仪器的性能包括:(1)准确度——仪器的测量值(已做各种订正后)与真值的符合程度。
(2)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。
(3)稳定性:指仪器性能随时间的变化率。
(4)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。
(5)惯性——仪器的动态响应速度。
第二章:云的观测1.云的概念:云:是悬浮在大气中的小水滴或冰晶微粒或二者混合的可见聚合体。
有时也包含一些较大的雨滴及冰、雪粒。
底部不接触地面。
2.云的观测主要包括:判定云状,估计云量和测定云高和选定云码。
云的观测应注意它的连续演变,尽量选择在能看到全部天空及地平线的开阔地点或平台上进行3.通常按云的外形特征、结构特点和云底高度,将云分为3族、10属、29类。
低云族包括积云,积雨云,层积云,层云和雨层云五属。
一般云底高度<2500米。
大部分低云都可能产生降水,雨层云常有连续性降水,积雨云多阵性降水,有时降水量很大。
太阳常数
在日地平均距离处,地球大气外界垂直于太阳光束方向上接收到的太阳辐照度
直接辐射:来自太阳的直接投射和太阳周围一个非常狭窄的环形天空辐射。
散射辐射:经过大气散射或云的反射,以短波形式到达地面的那部分辐射量
总辐射:测站处水平面上,天空2π立体角内所接收到的辐射。
反射辐射:总辐射到达地面后被下垫面向上反射的那部分短波量。
净全辐射:太阳与大气向下发射的全辐射和地面向上发射的全辐射之差
日照时数
日照时数定义为太阳直射辐照度达到或超过120瓦每平方米的那段时间总和。
日照
指能使地上物体投射出清晰阴影的直接辐射。
辐射观测项目
短波辐射(1)太阳短波辐射通量2)水平面太阳直接辐射(3)散射辐射(4)总辐射(5)短波反射辐射地球长波辐射通量净辐射
主要仪器
直接辐射表总辐射表全波段辐射仪器
直接辐射与散射辐射区别
太阳直接辐射S:垂直于太阳入射光的辐射通量太阳辐射经过大气或云的散射,以短波形式到达地面的辐射通量。
用仪器测量太阳直接辐射时,会对测量带来什么影响?
受太阳辐射的那块锰铜片热量由外向内传递,被电流加热的一片则是由内向外传递热量,两者温度梯度的方向相反,引起的误差约为0.5%。
暗筒式日照计的感光迹线受哪些因素的影响?有何特点?
日出与日落前后的光线日出与日落前后光线逐渐增强或逐渐减弱,日照迹线较为模糊
太阳直射位置不同的时节与不同的时间段迹线会出现不同的偏
暗筒式日照计的作用原理。
测量原理:暗筒式日照计是利用阳光透过仪器上的小孔射入筒内,使涂有感光药剂的日照纸上留下感光痕迹线,来计算日照时数的。
聚焦式日照计的作用原理。
聚焦式日照计是利用太阳光经玻璃球聚焦后烧灼日照纸留下的焦痕来记录日照时数的。
如果暗筒式日照计安置时东西不水平或南北线没有对准,感光迹线会如何?
安装不水平在感光迹线上表现的形式:
1)东边高西边低,上午感光迹线超过日照纸上12时的时间线,下午感光迹线在12时时间线以后才开始。
2)东边低西边高,上午感光迹线未到12时即终止,下午未到12时线即开始。
故上午日照迹线短,下午日照迹线长。
北端偏低、南端偏高,感光迹线为向上弯曲的弧线
北端偏高、南端偏低,感光迹线为向下弯曲的弧线
比较暗筒式日照计和聚焦式日照计的优缺点.
暗筒试日照计能全年比较能准确的观测日照的准确性,但缺点需要准确的仪器安装
聚焦式日照计较方便的观测出日照,但在雨天,雪天不宜使用。