大气探测学5风(2003)

（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。

最新整理体育教案《大气物理与大气探测学》知识点《大气物理与大气探测学》知识点1.熟悉大气物理与大气探测学研究的内容，也要明白大气物理与大气探测的区别。

大气物理学是研究大气的物理现象（声光电等）、物理过程及其演变规律的学科，是大气科学的一个分支。

大气探测学是大气科学的另一个基础性学科分支，主要研究大气状态和过程的信息探测技术、观测方法和信息处理技术。

探测的对象包括地面和高空的大气状态和过程参数。

2.基本名词的理解，从大气科学的角度解释，温室效应，温室气体，阳伞效应，ENSO，酸雨，大气污染，雾，露点（霜点），沙尘暴，极光，臭氧空洞，湖陆风（焚风），城市热岛，大气中的光现象解释（如海市蜃楼，虹，天空蓝色，海洋蓝色等），平流层急剧增温（SSW）1）温室效应：太阳（短波）辐射通过大气层到达地面并被其吸收，地面（长波）辐射则几乎全部被大气所吸收，大气向外太空和地面发出长波辐射，后者称为大气逆辐射，使地面升温。

2）温室气体：指二氧化碳、甲烷、一氧化二氮及水汽等。

其中CO2是最主要的温室气体，主要来自火山喷发、有机物的燃烧、腐烂及动植物的呼吸等。

3）阳伞效应：由于排入空气的烟尘不断增加，使到悬浮在大气中的气溶胶颗粒就象地球的遮阳伞一样，反射和吸收太阳辐射，引起地面降温。

4）ENSO：ENSO循环：ENSO(ElNiño-SouthernOscillation)circulation赤道太平洋海面水温的变化与全球大气环流尤其是热带大气环流紧密相关。

其中最直接的联系就是日界线以东的东南太平洋与日界线以西的西太平洋—印度洋之间海平面气压的反相关关系，即南方涛动现象（SO）。

在拉尼娜期间，东南太平洋气压明显升高，印度尼西亚和澳大利亚的气压减弱。

厄尔尼诺期间的情况正好相反。

鉴于厄尔尼诺与南方涛动之间的密切关系，气象上把两者合称为ENSO（音“恩索”）。

这种全球尺度的气候振荡被称为ENSO循环。

厄尔尼诺和拉尼娜则是ENSO循环过程中冷暖两种不同位相的异常状态。

《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。

大气探测学复习要点第一章绪论一.大气探测学研究的对象1.气象要素：温度（气温、地表温度、地温），湿度（水气压、相对湿度），气压（本站气压、海平面气压，气压变量），风向、风速（平均风速、瞬时风速及其风向），降水量（固体、液体降水量，强度，时间），蒸发量（蒸发量、蒸散量）。

辐射（总辐射、净辐射、直接辐射、反射辐射），云量、云状，能见度2.天气现象：降水现象（雨、雪、毛毛雨、米雪、冰针、霰、雹、冰粒），地面凝结现象（露、霜、雨淞、雾淞），视程障碍现象（雾、清雾、霾、沙尘、烟、尘卷风、吹雪），大气光学现象（虹、晕、华、霞、海市蜃楼），雷电现象（雷暴、闪电），特征风及其他现象（大风、飑、龙卷、积雪、结冰）。

3.变化过程：天气系统的生成、消散、移动、演变，引起气象要素场空间、时间、分布的变化，导致不同的天气现象的出现。

气象要素和天气现象及其变化表征4.设备系统：探测平台、探测仪器、通讯系统和资料处理系统（课本P3）5.业务规范：课本P3-46.计量标准：课本P4-5二.大气探测的分类1.按原理：目测，直接探测（感应元件放置于测量位置上，直接测量该点大气要素的变化根据感应元件的物理、化学性质受大气要素的作用产生可直接显示或间接测量的物理量变化），遥感探测（根据大气中声、光、电等信号传播过程中性质的变化，反演出气象要素的时空变化）2.按工作位置：地基，空基，天基平台3.按业务：地面气象观测：在对近地面层的大气状况进行观测和测定，目测云高、云状、能见度、天气现象等，器测气温、湿度、气压、风、辐射等；高空气象观测：测量温、湿、压、风随高度的分布，通过使用气球、无线电探空仪，气象飞机，气象火箭等方式测量；雷达气象观测：分为天气雷达和多普勒天气雷达；卫星气象观测：使用极轨卫星和静止卫星，产品有可见光、红外线、分波段云图及反演产品专业气象观测：分为农业气象观测、大气污染观测、中高层大气探测、和其他专业如体育、仓储、水文水利、海洋、航空、高速公路、建筑等方面的专业观测三.气象仪器的结构及其基本技术指标1.结构：感应元件（传感器），信号调整部分（放大器，把感应元件输出的信号放大、变换成易于显示和记录的标准信号，电子仪器：运算放大器、电平转换器、V/F、A/D机械仪器：杠杆、齿轮改变运动的方向、方式），显示输出部分（显示器）2.气象仪器基本技术指标（1）单位：气象仪器全部采用国际单位制温度：摄氏度°C ——华氏度°F气压：百帕 hpa ——毫巴 mb风速：米每秒 M/s ——英里每小时辐射：瓦每平方米W/M²——卡/分钟降水：毫米mm ——英寸inch（2）响应时间（惯性）：在被测量发生阶跃变化之后，仪器读数变化达到阶跃变化部分的规定比例所经历的时间。

《大气探测学》习题参考答案第1章绪论 (1)第2章云的观测 (2)第3章能见度的观测 (5)第4章天气现象的观测 (8)第5章温度的观测 (10)第6章湿度的观测 (16)第7章大气压力的观测 (20)第8章风的观测 (26)第9章高空风的观测 (31)第10章辐射能的观测 (35)第11章降水和蒸发的观测 (37)第12章自动气象观测系统 (39)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。

第二章云的观测1.熟悉各类云的主要特征。

2.各相似云之间的区别。

3.熟悉云形成的基本过程。

4.理解一般云和对流云的演变过程。

第三章能见度、天气现象、地面状态的观测1.影响能见度的因子有哪些？2.何谓有效能见度？如何确定“能见”和“不能见”，白天和夜间有何不同，白天能见度的观测如何判定？3.能见度仪的分类及工作原理？4.哪些天气现象与能见度有关？5.积雨云的出现可能会带来哪些天气现象？6.天气现象分类，及各类中天气现象间的区别？第四章气压的观测1．动槽式和定槽式水银气压表的构造及工作原理。

3．水银气压表为什么要进行读数订正？试说明各项订正的物理意义。

5．金属空盒有哪些特性？试述空盒气压表和气压计的构造原理，造成他们测量误差的主要原因是什么？6．为什么要进行海平面气压订正？其订正值的准确度与什么因素有关？为什么？7.气压传感器的工作原理。

第五章空气温度的观测1.试述玻璃液体温度表的测温原理，并比较水银与酒精温度表的优缺点。

2.最高和最低温度表的构造与性能有何不同？各自的工作原理是什么？3.双金属片测温原理是什么？4.热电偶测温原理是什么？测温方法主要有哪两种？5.金属电阻温度表与热敏电阻温度表的测温特性有何不同？6.地温测量有哪些项目，主要的测量仪器有哪些，各有何特点？7.为什么地表温度的测量要比空气温度的测量复杂？第六章空气湿度的观测1.试述常用的测湿方法和其代表仪器。

2.干湿球温度表为何可用来测定空气湿度？3.干湿表测湿系数A与风速的关系如何？为什么会随风速的变化而变化？干湿表测湿有哪些误差？5.试述毛发的特性？为什么毛发表的刻度不均匀，而湿度计自记纸的刻度却是均匀的?7.湿敏电容湿度传感器的工作原理?第七章降水与蒸发的观测1.雨量筒规格及安装2.翻斗式雨量传感器工作原理3.测量蒸发的仪器有哪些？掌握其测量方法第八章----地面风的观测1.掌握多齿光盘、格雷码盘测量风速、风向的原理2.掌握EL电接风风向、风速记录整理3. 对测风仪器的安装有什么要求？第九章----积雪、冻土、电线积冰的观测测量积雪、冻土、电线积冰的仪器有哪些？掌握积雪、冻土观测记录方法。

1、大气探测概述：指利用科技手段对大气和近地层的大气物理过程、现象及其化学性质等进行系统观察和测量。

2、地面观测站分类：基准气候站、基本/一般/无人值守/高空气象站。

3、探测原理：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遥感探测：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。

4、探测仪器主要性能：准确度（仪器测量值与真值的符合程度，用相对误差表示，误差小准确度高）灵敏度（待测量变化Δx引起的指示仪器输出变化Δy，α=Δy/Δx）惯性（仪器动态响应速度，惯性小变化快）；分辨率（导致一个测量系统变化的最小环境改变量）量程（仪器测量范围）稳定度（仪器性能随时间变化率）。

5、三性要求：①准确性（测量值与真实值误差大小程度）：系统误差、随机误差。

②代表性（探测值能代表一定空间范围和时间段的平均状况）：空间代表性，主要表现在选址上；时间代表性，多次测量取的平均值和选具有一定惯性的仪器可提高代表性。

③可比较性（不同测站、时间的测量值能进行比较）：只改测站体现大气要素地区分布特点；只改时间体现大气要素随时间变化特点。

6、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。

7、云的观测：判定云状、估计云量、测定云高、选定云码★8、云状：（选择题）一、低云→积云【淡积云①、碎积云②、浓积云③】；积雨云【秃积雨云④、鬃积雨云⑤】；层积云【透光层积云⑥、蔽光层积云⑦、积云性层积云⑧、堡状层积云⑨、荚状层积云⑩】；层云【层云⑾、碎层云⑿】；雨层云【雨层云⒀、碎雨云⒁】①云的个体不大，轮廓清晰，底部较平，顶部呈圆弧形凸起，垂直发展不旺盛，云底较扁平，薄的云块呈白色，厚的云块中部有淡影。

分散在空中，晴天常见。

②破碎的不规则积云块（片），个体不大、形状多变。

③云的个体高大，轮廓清晰，底部较平、阴暗，垂直发展旺盛，垂直高度一般大于水平宽度，顶部呈圆弧形重叠凸起，很象花椰菜。