考试——卫星气象学复习题
1、极轨卫星和静止卫星的观测特点是什么？优缺点。
（1）极轨卫星（太阳同步轨）
1）优点有：①由于太阳同步轨道近似为圆形，轨道预告、接收和资料定位都很方便；②有利于资料的处理和使用；③太阳同步轨道卫星可以观测全球，尤其是可以观测两极地区；④在观测时有合适的照明，可以得到充足的太阳能。
2）缺点是：①可以取得全球资料，但观测间隔长，对某—地区，一颗卫星在红外波段取得两次资料；②观测次数少，不利于分析变化快，生命短的中小尺度天气系统。③相邻两条轨道的资料不是同一时刻，这对资料的利用不利。
(2)静止卫星
1）优点：①是卫星高度高，视野广阔，一个卫星可对南北70°S--70°N，东西140个经度，约占地球表面1／3约1.7亿平方公里进行观测；②是可以对某一固定区域进行连续观测，约半小时提供一张全景圆面图，特殊需要时，3—5分钟对某小区域进行一次观测；③是可以连续监视天气云系的演变，特别是生命短，变化快的中小尺度天气系统。如果把间隔为5分钟的图片连接成电影环，可以连续观察天气云系的演变。2）不足是：①它不能观测南北极区。②由于其离地球很远，若要得到清楚的图片，对仪器的要求很高。
③卫星轨道有限。
2、什么是可见光云图？有什么特征？
可见光云图是卫星扫描辐射仪在可见光谱段测量来自地面和云面反射的太阳辐射，如果将卫星接收到的地面目标物反射的太阳辐射转换为图像，卫星接收到的辐射越大就用越白的色调表示，而接收到的辐射越小则用越暗的色调表示，就可得到可见光云图。
特点：
1、反照率对色调的影响，在一定的太阳高度角下，反照率越大色调越白，反照率越小，色调越暗
（1）水面反照率最小，厚的积雨云最大
（2）积雪与云的反照率相近，仅从可见光云图上色调难以区分
（3）薄卷云与晴天积云，沙地的反照率项接近难以区分
2、太阳高度角对色调的影响，太阳高度角决定了观测地面照明条件，太阳高度角越大光照条件越好，卫星接收到的反射太阳辐射也越大，否则越小
3、什么是红外云图？有何特征？
(1). 卫星在红外波段选用的通道有：3．55—3．93微米和10.5—12.5微米。把3.55—3.93微米通道云图称短波红外云图，而把10.5—12.5微米通道云图称长波红外云图。被测物体温度越高，卫星接收的辐射越大，温度越低，辐射越小。将这种辐射转换成图象，辐射大温度高用黑色表示，辐射小温度低用白色表示。即为一张黑白色红外云图。红外云图是一张物体的亮度温度分布图，而不是实际的温度分布图。
(2). 红外云图的特点
①红外（IR）图象表示辐射面的温度。在黑白图象中，暗色调代表暖区，亮色调代表冷区。云由于其温度比较低而通常显得比地表白。在这一点上，红外（IR）图象与可见光（VIS）图象有些相似，但在其他方面，两种图象之间存在重要的差异。
②云顶温度随高度递减，在红外（IR）图象中，不同高度上的云之间存在鲜明的对照。
③陆表和洋面之间有强烈温度反差的地方，海岸线在红外（IR）图象上清晰可见，白天，陆地可比海洋显得更暗（更暖），但在夜间，陆地可比海洋显得更亮（更冷）。当陆表和洋面的温度相同时，从红外（IR）图象上，将识别不出海岸线。陆地和海洋之间的温度反差在夏季和冬季最大，在春季和秋季最小。
④在红外（IR）图象上卷云清晰可见，尤其是当它位于比它暖得多的地面之上时。可提供有关云纹理结构的信息。
⑤红外（IR）资料可以定量应用，根据观测到的云温来估算相应的云顶高度。增强处理多采用红外云图。
4、什么是水汽图像？有何特征？
(1) 红外波段5．7—7．3微米是水汽强吸收带，中心波长约为6．7微米。卫星在这一吸收带测得的辐射主要是大气中水汽发出的。将卫星在这一波段测得的辐射转换成图象就得到水汽图，通常在水汽图上色调
愈白，表示水汽越多，色调越黑，水汽越少。
(2)水汽（WV）图象的基本特征：
①水汽（WV）图象是从波长为6～7μm附近的辐射得到的。这里不是大气窗区，而是以水汽为主要吸收气体的一个谱区；其中含有一个。
②中心位于6．7μm水汽的强吸收带。在强吸收带中，到达卫星的辐射主要来自对流层上部，吸收越强，最终到达卫星的辐射，其发射层越高。
③当相对湿度减少时，卫星吸收到辐射量的主要贡献层较低。是对流层中部更低的层。
④同普通的红外（IR）图象一样，水汽（WV）图象通常是将发射的辐射转换成温度来显示的。水汽（WV）图象上对流层上部越湿，色调越亮，对流层上部越干，色调越亮暗。由于温度随高度递减，对流层上部高湿度区显得冷（亮）而低湿度区显得暖（暗）。即对流层上部是干燥的，到达卫星的辐射来自大气中较低的层次。那里比较暖，在图象上显得较暗。
5、红外云图上海陆色调有什么变化？
在冬季中高纬地区，海面温度高于陆面温度，因此海面的色调比陆面的要暗，但是到夏季，陆面温度要高于海面温度，特别是在我国北方沿海地区，春末夏初白天陆地增温快，如山东半岛地区就表现为较暗的色调。如果陆地与水面的温度相近，则他们的色调相近，水陆界限也不清楚。在白天的陆地上，干燥地表的温度变化大，其色调变化也大；潮湿或有植被覆盖的地区，温度变化较干燥的地区小，故其色调变化也小。
6、卫星云图上识别云的主要依据是什么？
在卫星云图上识别云，一般是根据云的六个基本特征来判别，这六个特征是结构型式、范围大小、边界形状、色调、暗影和纹理。
(一)、结构型式：在卫星云图上的结构型式是指由于光的不同强弱的反射所形成不同明暗程度物象点的分布式样，可以是有组织的，或是散乱的，即表现为一定的结构型式。有带状、涡旋状、细胞状和线状等，由云的分布型式能识别云的种类和了解形成云的物理过程。
(二)、范围大小：在卫星云图上云的种类不同，其表现的范围也不同。
(三)、边界形状：卫星云图上的云系都具有一定的边界形状。要区别云图上的物象是云还是地表，或者识别云的种类，边界形状是重要依据。
(四)、色调（亮度）：色调也称亮度或灰度，它指的是卫星云图上物象的明暗程度不同通道云图上色调代表的意义也不同。在可见光云图上的色调与反照率、太阳高度角有关。对云而言，色调与云的厚度、云中粒子性质和云面光滑程度有关，一般说来，云的色调随云的厚度加大而变白，在云厚和照明条件相同的情况下大水滴的云要比冰区白，大而厚的积雨云最白；水面的色调决定于水面的光滑程度、含盐量、混浊度和水层的深浅，一般说来，光滑的水面表现为黑色，水愈混浊和水层愈浅，其色调愈浅。在红外云图上，物象色调决定于其本身温度，并随物象温度变低而变白。
(五)、暗影：暗影是指在可见光图像上，在一定太阳高度角之下，高的目标物在低的目标物上的投影，所以暗影都出现在目标物的背光一侧。暗影可以出现在云区里面或云区边界上，表现为一些细的暗线和斑点。
(六)、纹理：纹理是用来表示云顶表面光滑程度的一个判据。云的种类不一、或云的厚度不一，使得云顶表面很光滑或呈现多起伏的斑点和皱纹，或者表现为纤维状。
7、卫星云图上卷状云、层状云、积状云的基本特征是什么？
（1）卷云的一般特点卷云的高度最高，由冰晶组成，具有透明性，反照率低，在可见光图像上呈现淡灰色到白色不等，有时还可透过卷云看到地面目标物。由于卷云的温度比其它云都要低，在红外图像上表现为白色，与地表、中低云间形成明显的反差，因而卷云在红外图像上表现最清楚，最容易辨认。在水汽图像上卷云是白亮的。
（2）层状云：在可见光云图上，表现为一片光滑均匀的云区，尺度范围大。在可见光云图上，色调从灰色到白色，且边界光滑整齐清楚，受地表影响较大。
（3）积状云表现为云带、云线和细胞状结构，纹理为多皱纹、多起伏和不均匀。边界不整齐不光滑，在可见光云图上是白色。
8、可见光和红外云图上地表特征如何识别？
可见光云图上，地表的色调主要取决于反照率而反照率又与土壤湿度、粗糙度、土壤类型及粒子大小和覆盖于地表上的植被等有关，地表的色调还随季节而变。另外，一般情况下，陆地表面呈现淡灰到深灰。红外云图上，陆面的色调决定于地表的温度分布，地表温度越高，色调越暗，否则越浅。一般而言，目标物间的温度差异越大，目标物边界处的温度梯度越陡，则越容易区别它们。另外，陆面的色调也随纬度、季节和昼夜变化。
9、卫星云图上能识别出哪些天气尺度的云系？
○1带状云系：是一条大体上连续、具有明显的长轴且其长宽之比至少为4：l的云系。
○2涡旋云系：是一条或多条不同云量和云类的螺旋云带朝着一个公共中心辐合形成的，与大尺度涡旋相联系。大尺度涡旋的水平范围为600～1500公里。
○3逗点云系：形如逗号的云系。它形成和发展的原因是大气的非均匀旋转，使云块变形造成的。
○4斜压叶状云系：气象卫星图像上，与高空西风急流中的锋生相联系的一种植物叶片状云型，通常情况下，该云系在垂直方向深厚，地面伴有锋生现象，并且还可能有地面气旋形成。
○5变形场云系：
○6细胞状云系：卫星图像上的形似细胞状的云称作细胞状云系。其直径为40～80km，是由于冷空气受到下垫面加热，在水汽较充分的条件下形成的，
10、各种云系与天气系统有何关系？
○1带状云系：急流、锋面、赤道辐合带都表现为带状云系；
○2涡旋云系：台风和气旋（锋面气旋的后期变为涡旋云系）；
○3逗点云系：高空槽前逗点云系，锋面气旋的初期，高空槽正涡度平流，高空急流；
○4斜压叶状云系：西风带中的锋生区和气旋生成有关；
○5变形场云系：高空急流、锋面、高空槽线、正涡度平流；
○6细胞状云系：对流活动强、急流轴。
11、温带气旋云型分几个阶段各有何特征？
○1波动阶段：锋面云带变宽，云区向冷空气团突起，出现暖锋锋生，云区的色调变白，中高云增多，顶部卷云表现为反气旋弯曲，云区没有涡旋结构，但在卫星云图上已可确定其发生；
○2发展阶段：锋面云带向冷区凸起部分越来越明显，凸起的中高云区后部边界开始向云区内部凹进，干舌开始形成，凹的地方出现一些不连续的断裂云系；
○3锢囚阶段：气旋后部的干舌越来越明显，冷锋云带显著加大，出现明显的螺旋结构，锢囚云带伸到气旋中心，在冷锋后的冷气团内出现一条条围绕气旋的弯曲云线；
○4成熟阶段：螺旋云系最典型，云带可以绕气旋中心旋转一周以上，干舌伸至气旋中心，表明水汽供应已被切断，涡旋云系中心于地面到500hpa高低空的低压中心相重合，表明气旋不再继续；
○5消散阶段：螺旋云带断裂，云系不完整，云区内中高云甚少，以中低云为主，云区出现无云区，冷锋云带与螺旋云带分开。
12、冷暖锋云系的主要特征是什么？
（1）冷锋云系：与温带气旋连接的冷锋云带，一般长1000km左右，宽200～300km，并且距涡旋中心越远云带愈窄；云带的气旋性曲率明显。可见光图像上，云带的色调比较均匀，内部嵌有一些对流性亮区。冬季在较高的纬度地区，太阳高度角较低，冷锋云带的云顶高度不均匀性会造成云带中多纹理结构。（2）暖锋云系：卫星图像上识别暖锋比冷锋困难，因为暖锋只是温带气旋初生阶段才比较清楚，同时暖锋的云区和云型多种多样。活跃暖锋云系的明显特征是：为一条宽300～500km、长几百km的带状云区，由多层云系组成，上部为大片卷云，其下为高层云、雨层云和积状云，因而色调明亮，伴有较强降水；云区向冷空气一侧凸起，云区内反气旋弯曲的卷云纹线清晰可见。
13、高空急流云系的特征是什么？
（1）中纬度地区：在卫星云图上，高空急流云系一卷云为主，常表现为带状由于在高空急流附近有强的风速水平和垂直切变，所以其主要特点是：
A 、高空急流云系主要位于急流轴南侧（北半球而言），其左侧光滑整齐并且与急流轴相平行
B 、在急流呈反气旋弯曲的地方，云系稠密，而在急流气旋性弯曲的地方云系稀疏或消失，所以急流云系主要集中与反气旋性弯曲急流轴的南侧。
C 、在可见光云图上，急流云系的左侧边界有明显的暗影
（2）副热带地区
A 、云系的长宽之比甚大，表现为一条东北西南走向的云带
B 、云系于热带辐合带相连接，或起源于热带辐合带云系的北部边缘处
C 、云带的左届通常整齐光滑，时常出现横向波动云系，一些小的云线垂直于急流云带
14、台风云系的基本特征是什么？
云区直径至少要达150km，持续时间至少在24h以上，云区内气流活动加强，云系色调变白，卷云面积扩大，在气旋性对流云四周只有一些向外辐散的短卷云线，在气旋性对流云四周的卷云边界很光滑，或与急流云带相遇，云区内出现涡旋结构，并且越来越强。
16、水汽图象上水汽的边界形式有哪几种？
○1内边界和“头边界”；
○2干涌边界和底涌边界；（阻高）
○3平行急流边界和“斜压叶”水汽边界；（高空槽）
○4回流边界（阻高）
18、卫星云图上干气流的位置及特征如何？
干气流位于对流层中下层，来自对流层中上部高空槽后的干冷空气紧挨暖输送带的左边空气。干气流是从槽后以反气旋方式下沉的气流中分离出来的，而后穿越槽线流向东北，并平行与暖输送带的左边缘，虽然这支气流是上升的，但是干的，干气流南部连续下沉，当接近地面时变暖变干，伴随下沉气流产生的地面强风，在我国的北方地区产生沙尘暴天气。
20、可见光云图上的亮度与反照率、太阳高度角、云的厚度、云的种类和组成有何关系？
（1）反照率对可见光云图上色调的影响：在一定的太阳高度角下，物体的反照率愈大，它的色调就愈白；反照率愈小，色调越暗。在可见光（VIS）图象上，卷云（Ci）通常是透明的。
（2）亮度还取决于太阳光的强度以及太阳和卫星相对于地球的位置。太阳直射时色调亮，斜射时色调越暗。可见光图象可用于区分海洋、陆地和云。海洋和湖泊具有低的反照率，在可见光图象上显得暗。（3）亮度或反照率取决于它们的物理特性：
高反照率的云具有的特点是：云的厚度大；云水（冰）含量高；云滴的平均尺度小，色调亮。
低反照率的云具有的特点是：云的厚度小；云水（冰）含量低；云滴的平均尺度大色调较暗。
云水含量和云的厚度是识别云很重要的因素。最亮的云是深厚、活跃的锋面云系或强对流云团，最不亮的云是薄卷云或破碎消散含水量很少的云。浓积云和多层云最亮，水云比冰云亮。
21、卫星观测仪器应满足的条件是什么？
①选用大气窗区避开气体吸收和散射的波段；
②仪器通道波长间隔要有一定宽度，通道尽量选在太阳辐射或地球大气辐射较大的地方以获更多的能量
③仪器通道选在最能区分所要探测目标物的谱段。
23、分析卫星云图，通常要分析哪几方面的内容？
(1)要将不同通道的云图区别开来，是张可见光还是红外云图
(2)把云和地表区别开来，云和积雪等；
(3)识别不同种类的云，高云、中云、低云、积云、层云等；
(4)分析云系分布、对应的天气系统、发展阶段和未来演变；
(5)从云图估计各种气象要素；如风、温度、湿度、大气稳定度、垂直运动、涡度、云参数和降水等。
(6)将卫星云图与常规天气图，雷达资料等结合全面综合分析。
25、卷云的一般特征是什么？
卷云的一般特点：卷云的高度最高，由冰晶组成，具有透明性，反照率低，在可见光图像上呈现淡灰色到白色不等，有时还可透过卷云看到地面目标物。由于卷云的温度比其它云都要低，在红外图像上表现为白色，与地表、中低云间形成明显的反差，因而卷云在红外图像上表现最清楚，最容易辨认。在水汽图像上卷云是白亮的。
26、积雨云的主要特征是什么？
积雨云：在卫星图像上的积雨云常是几个雷暴单体的集合，主要特点有：
①在可见光图像上和红外图像上，积雨云色调都是最白最亮的；
②积雨云顶比较光滑，只有当出现穿透性强对流云时，才在可见光图像上显示不均匀的纹理.
③高空风速垂直切变很大时，积雨云的上风一侧边界光滑整齐，下风一侧出现羽状卷云砧；当高空风很小，风的垂直切变较小时积雨云表现为一个近乎圆形的云团；
④在可见光图像上，积雨云常具有暗影，特别是积雨云顶很高、太阳高度角较低、下表面色调较浅时，暗影更加显著。根据积雨云的暗影可以估计对流发展的强烈程度，并且可以将它与其周围的中低云区区别开；
⑤积雨云的尺度相差很大，小的几十公里，大的达几百公里,一般说来，初生的积雨云尺度小，呈颗粒状，边界十分光滑；成熟的积雨云云体较大，顶部出现向四周散开的卷云羽；消亡的积雨云色调变暗，为一片松散的卷云区。积雨云和多层云系在卫星图像上都呈现白亮，但是它们云型上不同，积雨云表现为云团或块状，而高层云常表现为均匀的一大片。
27、中云（高层云和高积云）的基本特征是什么？
在气象卫星图像上，由于高积云单体远小于气象卫星仪器的分辨率，所以无法将高层云和高积云区分开，只能将高层云和高积云统称为中云。
中云在气象卫星图像上常表现为一大片，范围可达二万到二十万平方公里；其形状可以是涡旋状、带状、线状和逗点状。在可见光图像上，与锋面、气旋相连的中云色调很白，纹理均匀，呈一大片或带状，常常伴随低云（雨层云）和降水同时出现；如果中云下面没有低云，则其色调从灰色到白色不等；如果只有一层薄的中云，其色调表现为灰色。中云区内常多斑点。在红外图像上，中云的色调介于高云和低云之间的中等程度的灰色，较厚的中云呈浅灰色。
27、积云、浓积云的基本特征是什么？
气象卫星图像上的积云、浓积云实际上是积云群，这些积云群在地面观测中是不容易看到的，常表现为云带、云线和细胞状结构；纹理为多皱纹、多起伏和不均匀。在可见光图像上的纹理不均匀是由于积云内部高度不一、厚度有参差、云的形状不规则以及有暗影等原因造成的；
在红外图像上的纹理不均匀是由于云区内对流云顶温度不一致引起的，对流较强的浓积云云顶较冷，色调较白，对流弱的积云顶较暖，色调较暗，由此造成暗淡相间的纹理。
28、低云（层积云、层云（雾）、雨层云）基本特征是什么？
（1）层积云：由于层积云是行星边界层内空气的乱流混合造成的，所以在可见光图像上表现为多起伏的球状云区，常是一大片或成带状，在洋面上呈球状的闭合细胞状云系。在红外图像上，层积云表现为灰到深灰色，可以将其与中云区分开。如果层积云的细胞状结构不明显，则在气象卫星图像上表现为与层云（雾）一样的特征。
（2）层云（雾）：由于气象卫星观测无法判断云底是否到达地面，所以在卫星图像上不能将层云和雾区别开，层云与雾的特征在卫星图像上类似。在可见光图像上，层云和雾表现为一片光滑均匀的云区，其色调从白色到灰色，这主要决定于云的稠密程度和太阳高度角。如果层云和雾很厚（超过300米），则表现为
白或很白的色调。层云与雾的边界光滑清楚，并且常常沿着山脉或海岸线或一条低空风切变线突然结束，层云和雾的这种特征是识别它的主要依据之一。在红外图像上，到夜间，近地面存在辐射逆温，层云或雾的顶部温度反而比四周无云地表要暖，这时在红外图像上，云区比四周无云区地表显得更黑，这种现象在红外图像上称做“黑层云”或“黑雾”。如果夜间雾和层云比四周地表亮，这种雾或层云一定很厚，内部还可能出现对流，这些地区还会出现毛毛雨。
（3）雨层云：在可见光图像上，雨层云的色调从白到灰白不等。当太阳高度角较低时，可以在雨层云中出现纹线。一般说来，雨层云出现在锋面云带中，另外在热带季风云系中也可以见到。雨层云在红外图像上为均匀的灰色到白色。
30、影响可见光、红外云图亮度的主要因素各有哪些？
可见光云图的色调决定于物体的反照率和太阳高度角，若反射太阳辐射大，色调就白，反之就暗。而反射太阳辐射决定于入射到目标物的太阳辐射及目标物的反照率两个因素。
（1）反照率对可见光云图上色调的影响
（2）亮度还取决于太阳光的强度以及太阳和卫星相对于地球的位置。太阳直射时色调亮，斜射时色调越暗。
（3）亮度或反照率取决于目标物的物理特性。红外云图的色调决定于物体温度：物体温度越高，接收辐射越大，色调暗；温度越低，辐射越小，色调白。
31、地表面反射的强弱与什么有关？
地表面反射的强弱与物体的反照率和太阳高度角有关，反照率随波长、地面颜色、干湿度、粗糙度和太阳高度角而变。地表面特征对反照率的影响有：
(1)土壤粒子对反照率的影响：通常土壤颗粒越小，颗粒间的空隙越小，吸收越少反射越大。
(2)土壤水份对反照率的影响：干燥的砂质土具有较高的反照率，随土壤湿度加大，反照率明显减小。土壤湿度增大到一定值时，反照率将缓慢减小，当土壤达到吸湿极限时，反照率将几乎不变。
(3)反照率随波长的变化：反照率是波长的函数，各种物体的反照率随波长的变化不一样，选择多波段，可将某些物体区别开来。从可见光到近红外波段，干燥土壤的反照率随波长增大而增大，潮湿土壤则增加较小，水体的反照率随波长加大而减小。
(4)植被的反照率：有植被覆盖的地表，其反照率与植物的种类、地面覆盖度、作物生长发育和颜色有关。
(5)、冰雪的反照率：雪的反照率在小于0．8微米波段几呼接近100％，在大于0．8微米波段随波长的增加而减小。
(6)水体的反射特性:水的反照率与水的混浊度，含盐量和叶绿素的浓度有关。利用它们这些关系可以探测水中泥沙量，叶绿素等。
(7)云层的反照率：云的反照率与云的厚度、云的种类和组成有关。云层愈厚，反照率愈大，积雨云反照率最大，水滴组成的云比冰晶组成的云(同厚度）的反照率要大。云层增多，反照率增加。
32、造成地球大气辐射衰减的主要原因是什么？
地球大气辐射在大气中传输时，造成衰减的原因有大气的吸收和散射。但由于地球大气辐射能主要集中于3—120微米范围内，且当波长λ＞3微米时。雷利散射很小，可以忽略不计，所以造成地球大气辐射衰减的主要原因是大气气体的吸收。包括水汽（1.4、1.9、2.7、6.3）、二氧化碳（14.7、4.3、2.7）、臭氧（9.6、4.7、14.1）等的吸收。
(1)、水汽：=主要吸收带有1.4、1.9、2.7和6.3微米吸收带。
(2)、二氧化碳：主要吸收带有波长(14.7、4.3和2.7微米，各谱线之间的距离和强度都是规则的。
(3)、臭氧：强吸收位于9.6微米，弱吸收位于4.7和14.1微米。
33、太阳常数
太阳常数是指在不考虑大气作用，在平均日—地距离处，垂直于太阳入射的表面上接收到太阳的辐照度。根据高空气球，飞机，卫星测量到的太阳常数数值为1353瓦/米2，其估计误差为±21瓦/米2。太阳常数的变化与太阳黑子数有关。
34、太阳辐射通过大气到地球时、大气和云层所反射、吸收、地表吸收各占多少？
实际到达地球大气顶的太阳辐射通过大气时，约35％被地球、大气和云层所反射，约有17％的太阳辐射被大气吸收，约占47％到达地球表面，并为地球表面吸收。
35、地球发射的能量如何表示？
地球—大气系统发出的辐射主要是红外辐射。对于λ>2.5微米的红外波段，物体的比辐射率近似为1，因此可以把地球—大气系统近似看作黑体，由此可以由黑体辐射定律估算出地球—大气系统具有的平均温度。如果到达地球并被其吸收的太阳辐射为：(1一rs)πR2S0
式中rs是行星的平均反照率，R是地球半径，S。是太阳常数。
并且地球—大气系统吸收这些太阳辐射后全部转化为红外辐射向
空间发射，则其出射度为:M= (1一rs)πR2S0 /4πR2= (1一rs)S0 /4
36、太阳、地球的辐射温度大约是多少？
太阳的辐射温度大约是5900K，其峰值约在0．5μm，是可见光波谱的中心。地球的辐射温度大约是300K，其峰值在10一12μm附近红外区域内。
论述：
3、气象卫星的发展和卫星观测资料的应用对气象资料的作用。
从六十年代初第一颗气象卫星成功发射至今四十多年内，卫星探测在天气分析预报和大气研究等领域发挥了重大的作用，取得了明显的效果，主要为以下几方面。
（1）增加了气象资料的内容和范围“
气象卫星观测体系的建立，大大地丰富了气象观测的内容和范围，使大气探测技术和气象观测进入了一个新的阶段，突破了人类只能在大气底层观测大气变化的局限性。一些难以观测的资料和地区，现在都能从气象卫星上得到实现。
（2）青藏高原天气分析预报的重要依据
由于青藏高原地广站稀，气象资料十分缺乏，卫星资料之后，大大改善了青藏高原地区的天气分析和预报，揭露了一些天气系统、解释了一些以前无法说明的天气现象。如冷，暖锋等天气系统、夏季季风云系、孟加拉湾风暴等也影响青藏高原上的天气。
（3）监视暴雨和强雷暴天气
暴雨和强雷暴危害性大，尺度小，生命短，用常规观测资料很难抓住它，静止气象卫星观测范围大、观测时间间隔短、辨率高，是及早发现和连续监视这种危险天气的有效工具。
（4）监视海洋上的天气系统
在热带海洋地区，资料稀少，所以用常规气象资料不容易追踪洋面天气系统的发生发展和移动。卫星云图是监视洋面上天气系统，特别是台风活动的重要工具。
（5）加深了对天气系统的理解
卫星观测得到海洋、高原和沙漠等地区的气象资料，大大地改进了这些地区的天气分析，加深了对天气系统的理解。如青藏高原的作用、天气系统的及早发现和预报等。
（6）改进了长期天气预报
卫星能提供南北半球的环流和中低纬环流间相互作用的有关资料。作用在几天或几个星期后影响中纬度地区，应用这些资料可以帮助制作长期天气预报。如海面温度、地表和洋面上的冰雪覆盖资料、地球—大气和宇宙间的辐射能交换资料，可以研究海气交换、整个地球的气候变迁等。
（7）为海上活动提供有用的资料
海洋上的冰，水状态对全球天气有重要的影响，海温、海冰、海面状态等。避开不利的天气和海上巨浪，由海冰分布图，寻找水路的最佳航线，绕过危险的巨大冰山，节省时间和花费改进海上航运业务。发现海洋污染，对海洋实现环境监视，研究海岸、河口的形态及泥沙、保护海岸和海域。提供海洋信息、反映鱼类生态帮助海洋捕捞。
（8）提供农业气象资料
提供日照、降水，温度和一些重要天气现象等资料，进行农业区划，指导农业生产，作好产量预报。（9）在军事气象方面的应用
用于军事保障工作。如空军靶场，着陆场预报、远程轰炸机航线天气预报、危险天气警报、特种军事勤务保障、弹道导弹系统的计算、气象参数对通信和雷达系统的影响计算等。军用气象卫星，建立军事卫星观测体系，现代化国防，空间科学和尖端武器的发展，在战时，获取敌区的气象资料。
（10）收集和转发各种气象资料
空间观测平台，资料收集和转发平台，可以收集船舶、气球、漂浮站及自动气象站资料，并传送给资料处理中心，然后通过卫星向世界各地播发。气象卫星还可兼作通讯之用。
（11）空间环境监测
进行空间环境监测，由其测量的太阳质子，粒子、电子等资料，为研究外空提供了一些物理参数。
目前气象卫星可以提供如下几种资料：
①每日昼夜的可见光、红外等各种云图；
②云顶温度、云顶高度、云量和云的相态等；
③吹沙、浮尘、冰雪覆盖等陆地表面状况；
④海面温度、海冰、洋流等海洋表面状况；
⑤全球一定时间间隔(如6小时)的垂直温度廓线；
⑥全球大气中水汽总量及各个高度的湿度、降水区和降水量分布；
⑦给定区域内高、低空风场；⑧大气中臭氧含量及其在各个高度上的分布；
⑨太阳质子、α粒子和电子通量密度、能量谱以及卫星高度上的粒子总能量；
⑩太阳入射辐射和地气系统的反射总辐射，以及地气系统的长波总辐射量。
4、副热带急流云系、赤道辐合带云系的基本特征
（1）副热带急流：在副热地区，急流云系由低纬伸向中纬地区，它将低纬度地区的动能、热量和水汽向中高纬地区输送，起着中低纬度地区大气的相互作用，其主要特征有以下三个方面：
○1长宽之比甚大，表现为一条东西南北走向的云带；
云系与热带辐合带相联接，或起源于热带辐合带云系的北部边缘；
○3云带的左边界通常整齐光滑，时常出现横向波动云系，一些小的云线垂直于急流云带。
气象卫星图像上副热带急流有三个基本特征：
一是位置偏南，冬季北半球它的轴线活动在17～34°N之间，平均为25°N：
二是高度较高，急流中心一般在200hpa附近，其下方的斜压带只在对流层上部清楚，地面图上没有明显锋面对应；
三是持续时间长，稳定少变。
与极锋急流云系相比较，副热带急流云系表现出以下三个特点：云型主要分宽阔的卷云和窄的带状云带；急流卷云系中出现横向波动的机会多一些。急流卷云云系都出现在槽前。
（2）热带辐合带（ITCZ ），表现为一条有一系列活跃对流云团组成的近于纬向的连续云带，宽度可达5个纬距以上，东西长达数千千米，但有时当辐合带不活跃时，云带很窄，表现为断裂的一团团较小的云团，也有时赤道辐合带内叠加有一个或多个涡旋云系，每一个涡旋与一个低压相伴，还有时赤道辐合带与东风波相重叠，此时赤道辐合带呈现出大尺度的波状云带，在波峰处，云系稠密，显现出涡旋结构。在通常的情况下，热带辐合带只表现为单独一条，但有时在太平洋地区，热带辐合带表现为双热带辐合带结构，其中有一条云带位于南半球，为西北—东南向。
包括季风槽和信风槽两种。季风槽由西南季风和偏东信风汇合而成，伴随着由许多大云团组成的长达数千公里的云带；信风槽是由东北和东南信风汇合而成的一条辐合线云带，内嵌的扰动不太活跃。
在西北太平洋上，一月因亚洲东北季风势力很强，ITCZ位于一年中最南位置，并且ITCZ中云量也最少；7月份相反，上述东北季风控制区盛行西南季风，ITCZ位置最北，云量多且对流云活跃，有时还可以看到双ITCZ云带的特征。短期有几到十几天的变化，由破碎云带或云团演变成为长。
《天气学原理》理论测试题答案
《天气学原理》理论测试题答案 单位：姓名：分数： 一、填空（每空1分，共40分） 1、冬季北半球的对流层东部环流的最主要特点是在中高纬度以极地低压（或极涡）为中心地环绕纬圈的西风环流。 2、在极地环流圈和哈得来环流圈之间的中高纬度地区存在一个与直接环流方向相反的闭合环流圈称为间接环流圈，亦称为费雷尔环流。 3、在7月份北半球热带对流层高层有明显的反气旋中心，分别在北美、波斯湾和青藏高原。 4、云滴增长的条件，主要取决于云层厚度，而云的厚度，又决定于水汽和垂直运动条件。 5、我国华北及江淮地区有些低压在大陆本来没有很大发展。但是当他们东移入海后，又可再度迅速发展，这一方面因为海上的摩擦力影响比陆地小；另一方面是由于暖海上非绝热加热影响所致。 6、大气环流形成和维持是由影响大气运动的一些基本因子在长期作用下造成的，最主要的因子是太阳辐射、地球自转、地球表面不均匀（海陆和地形）和地面摩擦。 7、寒潮的中期过程是以北大西洋脊和北太平洋脊的发展为开始，而以东亚大槽的重建为结束。 8、对流性天气形成的基本条件：水汽条件、不稳定层结条件和抬升力条件。 9、下图中为T-lnP图，其中A为抬升凝结高度，B为自由对流高度，C为层结曲线，D为状态曲线，E为对流上限。
10、西太平洋副高是由动力因子而形成，属于暖性高压，Hadley环流是最主要的成因贡献者，脊线呈西西南-东东北走向。 11、影响季风形成的基本因子主要是下垫面附近的热力因子，由太阳辐射的经向差异，海陆热力差异，青藏高原和大气之间的热力差异三个基本因子组成。12、所谓的振荡是指大气环流周期性的变化，一般来说东亚季风环流和热带季风环流均具有显著的准双周周期振荡。 13、位势不稳定层结的建立主要取决于高低空水汽平流和热量平流的差异。即高层冷平流，低层是暖平流，或中低层比上层增暖更明显。 二、选择题（每题3分，共30分） 1、1920年前后挪威学派V.J.皮叶克尼斯和伯杰龙等人以为主要特征提出了气团与锋的概念，并运用这些概念从千变万化的天气现象与天气过程中总结了许多天气分析和预报规则。 A、气压场 B、温度场 C、风场 D、湿度场 答案：B 2、大气环流的最终能源来自 A、下垫面 B、水汽相变 C、太阳辐射 D、感热 答案：C 3、寒潮中短期过程的关键系统是 A、北大西洋高压脊 B、北太平洋高压脊 C、极地低压 D、乌拉尔山地区高压脊 答案：D 4、在槽前脊后沿气流方向相对涡度减少，为，等压面高度，在槽后脊前沿气流方向相对涡度增加，为，等压面高度。 A、正涡度平流升高负涡度平流降低 B、负涡度平流降低正涡度平流升高 C、负涡度平流升高负涡度平流降低 D、正涡度平流降低负涡度平流升高 答案：D
气象遥感期末复习答案总结
（个人总结，仅供参考！） 一、判断 1、光机扫描用机械转动光学扫描部件来完成单元或多元列阵探测器目标的二维扫描。（对）(不确定) 2、热红外遥感不能在夜晚进行。（错） 3、辐射纠正是清除辐射量失真的处理过程，大气纠正是清除大气影响的处理过程。（对） 5、专题制图仪TM（Thematic Mapper）是NOAA气象卫星上携带的传感器。（错） 6、可见光波段的波长范围是0.38-0.76cm。(错，应是um) 7、利用人工发射源，获取地物反射波的遥感方式叫做被动遥感。（错） 9、太阳辐射能量主要集中在0.3-3um，最大值为0.47um。（错）(不确定) 10、在军事遥感中，利用可见光波段可以识别绿色植物伪装。（错）(不确定) 11、空间分辨率是指一个影像上能详细区分的最小单元的大小，常用的表现形式有：像元、像解率和视场角。（对） 12、直方图均衡化是一种把原图像的直方图变换为各灰度值频率固定的直方图的变换。（错） 16、微波辐射计是主动传感器，微波高度计是被动传感器。（错） 17、气象卫星遥感数据只能应用于气象领域。（错） 18、黑体辐射的总能量与其绝对温度的4次方成正比，峰值波长则与绝对温度成反比，随着温度的降低，最大辐射波长向长波方向移动。（对） 19、所有的物体都是黑体。(错) 20、所有的几何分辨率与像素分辨率是一致的。（错） 21、冬天的影像有利于土壤分析。（对） 22、所有的微波传感器都是主动式传感器。（错） 二、填空 1、维恩位移定律表明绝对黑体的__波长λ__乘以__绝对温度T__是常数2897.8。当绝对黑体的温度增高时，它的辐射峰值波长向___短波____方向移动。 2、电磁波谱按频率由高到低排列主要由γ射线、X射线、紫外线、可见光、红外线、微波、无线电波等组成。 3、按照传感器的工作频段分类，遥感可以分为紫外遥感、可见光遥感、红外遥感、微波遥感、多波段遥感。 4、绝对黑体辐射通量密度是_发射物质的温度_和__辐射波长或频率_的函数。 5、散射现象的实质是电磁波在传输中遇到大气微粒而产生的一种衍射现象，按散射粒子与波长的关系，可以分为三种散射：_瑞利散射_、_米散射_和_无选择性散射_。 6、SAR的中文名称是__合成孔径雷达__，它属于__主动___(主动/被动)遥感技术。 7、遥感技术系统一般由遥感平台系统、遥感仪器系统、数据接收与处理系统和分析解译系统组成。 8、彩色三要素指的是__明度__、__色调__和___饱和度___，其中色调反映的是物体对电磁辐射、反射的主波长，明度反映的是物体对电磁辐射的总能量。 9、航空航天遥感传感器数据获取技术趋向三多（多平台、多传感器、多角度）和三高（高空间分辨率、高光谱分辨率和高时相分辨率）。 10、遥感数据获取手段迅猛发展，遥感平台有地球同步轨道卫星（35000Km），太阳同步卫星（600-1000Km）、太空飞船（200-300Km）、航天飞机（240-350Km）。 三、简答 2、什么叫发射率？按发射率与波长的关系可将地物分成哪几种类型？ 发射率：地物的辐射出射度（单位面积上发出的辐射总通量）W与同温下的黑体辐射出射度W黑的比值。
卫星气象学复习题
1、极轨卫星和静止卫星的观测特点是什么？优缺点。 （1）极轨卫星（太阳同步轨） 1）优点有：①由于太阳同步轨道近似为圆形，轨道预告、接收和资料定位都很方便；②有利于资料的处理和使用；③太阳同步轨道卫星可以观测全球，尤其是可以观测两极地区；④在观测时有合适的照明，可以得到充足的太阳能。 2）缺点是：①可以取得全球资料，但观测间隔长，对某—地区，一颗卫星在红外波段取得两次资料；②观测次数少，不利于分析变化快，生命短的中小尺度天气系统。③相邻两条轨道的资料不是同一时刻，这对资料的利用不利。 (2)静止卫星 1）优点：①是卫星高度高，视野广阔，一个卫星可对南北70°S--70°N，东西140个经度，约占地球表面1／3约1.7亿平方公里进行观测；②是可以对某一固定区域进行连续观测，约半小时提供一张全景圆面图，特殊需要时，3—5分钟对某小区域进行一次观测；③是可以连续监视天气云系的演变，特别是生命短，变化快的中小尺度天气系统。如果把间隔为5分钟的图片连接成电影环，可以连续观察天气云系的演变。2）不足是：①它不能观测南北极区。②由于其离地球很远，若要得到清楚的图片，对仪器的要求很高。 ③卫星轨道有限。 2、什么是可见光云图？有什么特征？ 可见光云图是卫星扫描辐射仪在可见光谱段测量来自地面和云面反射的太阳辐射，如果将卫星接收到的地面目标物反射的太阳辐射转换为图像，卫星接收到的辐射越大就用越白的色调表示，而接收到的辐射越小则用越暗的色调表示，就可得到可见光云图。 特点： 1、反照率对色调的影响，在一定的太阳高度角下，反照率越大色调越白，反照率越小，色调越暗 （1）水面反照率最小，厚的积雨云最大 （2）积雪与云的反照率相近，仅从可见光云图上色调难以区分 （3）薄卷云与晴天积云，沙地的反照率项接近难以区分 2、太阳高度角对色调的影响，太阳高度角决定了观测地面照明条件，太阳高度角越大光照条件越好，卫星接收到的反射太阳辐射也越大，否则越小 3、什么是红外云图？有何特征？ (1). 卫星在红外波段选用的通道有：3．55—3．93微米和10.5—12.5微米。把3.55—3.93微米通道云图称短波红外云图，而把10.5—12.5微米通道云图称长波红外云图。被测物体温度越高，卫星接收的辐射越大，温度越低，辐射越小。将这种辐射转换成图象，辐射大温度高用黑色表示，辐射小温度低用白色表示。即为一张黑白色红外云图。红外云图是一张物体的亮度温度分布图，而不是实际的温度分布图。 (2). 红外云图的特点 ①红外（IR）图象表示辐射面的温度。在黑白图象中，暗色调代表暖区，亮色调代表冷区。云由于其温度比较低而通常显得比地表白。在这一点上，红外（IR）图象与可见光（VIS）图象有些相似，但在其他方面，两种图象之间存在重要的差异。 ②云顶温度随高度递减，在红外（IR）图象中，不同高度上的云之间存在鲜明的对照。 ③陆表和洋面之间有强烈温度反差的地方，海岸线在红外（IR）图象上清晰可见，白天，陆地可比海洋显得更暗（更暖），但在夜间，陆地可比海洋显得更亮（更冷）。当陆表和洋面的温度相同时，从红外（IR）图象上，将识别不出海岸线。陆地和海洋之间的温度反差在夏季和冬季最大，在春季和秋季最小。 ④在红外（IR）图象上卷云清晰可见，尤其是当它位于比它暖得多的地面之上时。可提供有关云纹理结构的信息。 ⑤红外（IR）资料可以定量应用，根据观测到的云温来估算相应的云顶高度。增强处理多采用红外云图。 4、什么是水汽图像？有何特征？ (1) 红外波段5．7—7．3微米是水汽强吸收带，中心波长约为6．7微米。卫星在这一吸收带测得的辐射主要是大气中水汽发出的。将卫星在这一波段测得的辐射转换成图象就得到水汽图，通常在水汽图上色调
气象学测试题(做)
第一章地球大气 第一节大气的组成 1.大气由干洁大气、水汽和大气杂质所构成 2.大气中的臭氧主要集中在10~50 km高度，称为大气臭氧层，其最大浓度层出现在20~30 km高度处。 3.大气臭氧层能够强烈吸收太阳紫外线辐射，形成平流层逆温，并对地球生物形成重要的保护作用。 4.大气中的二氧化碳、甲烷等能够强烈吸收地面辐射并放射大气辐射，对地面形成温室效应。 第二节大气的铅直结构 1.根据大气温度随高度的分布特点和大气铅直运动的状况，可将地球大气层分为对流层、平流层、中间层、热成层和散逸层。 2.对流层中存在着强烈的平流、对流和乱流运动。 3.对流层分为下层（摩擦层、行星边界层）、中层、上层和对流层顶。 4.贴地层是指距地面2 m的气层。 5.对流层和中间层大气的温度随高度的增加而降低，对流运动强烈。 6.平流层和热成层大气的温度随高度的增加而升高。 7.习惯上将极光出现的最大高度（1000~1200 km）作为大气上界。 第三节气象要素 1.气象要素包括日照、辐射、温度、湿度、气压、风、云、降水、蒸发、能见度、天气现象等。 2. 天气现象是指大气中或地面上产生的降水、水汽凝结物（云除外）冻结物、干质悬浮物和光、电现象，也包括一些风的特征。 第二章辐射 第一节辐射的基本知识 1.太阳短波辐射：l mm，lM＝ mm 0.1~4微米 8 地面长波红外辐射：l 3～80mm，lM＝10mm 大气长波红外辐射：l 4～120mm，lM＝15mm 2.辐射通量密度：单位时间通过单位面积的辐射能。单位J/(s^m2) 或 W/m2。 3.光通量密度（照度）：单位面积上接收的光通量。单位： lm/m2（流明）。 第二节太阳辐射 1. 太阳高度角（h）：太阳光线与地平面之间的夹角。 2.正午时刻的太阳高度角h＝90。 - φ + δ（φ观测点纬度，δ观测时间的太阳 倾角即赤纬，太阳直射点纬度） 春秋分δ＝ 0。 ，夏至δ＝ 23.5 。 ，冬至δ＝-23.5 。 3. 太阳方位角：阳光在地平面上的投影与当地子午线之间的夹角。 4. 可照时数（昼长）：一天中从日出到日落所经历的时间数。 5.可照时数北半球冬至→夏至加长，夏至→冬至缩短。 6.可照时数随纬度增加而加长，夏季尤为显著。 7. 光照时间＝可照时数＋曙幕光时间。 8.曙幕光时间夏长冬短，随纬度增加而加长。 9.大气对太阳辐射的减弱方式：吸收作用、散射作用、反射作用。
南京信息工程大学卫星气象学期末复习
一、名词解释 倾角：卫星轨道平面与赤道平面间的夹角。 截距：卫星绕地球一周地球转过的度数，截距是连续两次升交点之间的经度差。 空间分辨率：是指卫星在某时刻观测到地球的最小面积亦即指遥感影像上能够识别的两个相邻地物的最小距离。（像元，物象点，像素） 亮度温度：若实际物体在某一波长下的光辐射度(即光谱辐射亮度) 与绝对黑体在同一波长下的光谱辐射度相等,则黑体的温度被称为实际物体在该波长下的亮度温度 反照率：目标地物的反射出射度与入射度之比，即单位时间、单位面积上各方向出射的总辐射能量(M)与入射的总辐射能量(E)之比。 结构型式：指目标物对光的不同强弱的反射或其辐射的发射所形成的不同明暗程度物像点的分布式样。 纹理：表示云顶表面或其他物象表面光滑起伏程度的判据。 二、选择题 1、如果卫星是前进轨道，则卫星运行方向是西南→东北（正面），西北→东南（背面） 如果卫星是后退轨道，则卫星运行方向是东南→西北（正面），东北→西南（背面） 2、卫星轨道的形状决定于：入轨速度与方向，方向与地面平行 3、若有一张冬季的云图上中高纬度地区色调较暗（浅），则这一张云图一定是可见光云图（红外），其原因是太阳高度角低，与太阳辐射有关。 4、如果在可见光云图上呈白色，红外云图上呈灰色，这目标物可能是中云。 如果在可见光云图上呈灰色，红外云图上呈白色，这目标物可能是卷云。 如果在可见光云图上呈白色，红外云图上呈暗色，这目标物可能是薄中云、层云和雾（低云）。 如果在可见光云图上呈白色，红外云图上呈白色，这目标物可能是Cb云（积雨云）。 如果在可见光云图上呈灰色，红外云图上呈黑色，这目标物可能是夏季沙漠。 如果在可见光云图上呈灰色，红外云图上呈灰色，这目标物可能是青藏高原。 如果在可见光云图上呈黑色，红外云图上呈黑色，这目标物可能是海洋暖水区。 如果在可见光云图上呈黑色，红外云图上呈浅，这目标物可能是海洋冷水区。 5、大范围云系的分布呈带状，且呈气旋性弯曲，这云带是冷锋云带。 大范围云系的分布呈云区，且云向北凸起，这云带是 暖锋云带。 大范围云系表现为平直云带，这云带是静止锋云带。 6、辐射率正确表示： Ωx=sinθcosφ 辐射吸收正确表达式： 光学厚度表达式：λ τa=?1s s a ds kρλ 1、太阳同步卫星轨道平面与太阳始终保持相对固定的 取向，为实现太阳同步轨道，必须采用倾角>90 ?? 的 2、静止气象卫星的倾角为0度，轨道平面与赤道平面重合，周期为地球自转周期23小时56分4秒。 3、卫星在0.58~0.68和0.725~1.10μm测量的是来自地面和云间反射的太阳辐射，其取决于太阳天顶角和物体反照率。 4、卫星仪器在10.5~12.5μm测量的是来自目标物自身发射的辐射，将测量的辐射转换为图象，其色调越暗，表示辐射越强，温度越高。可以用于估计地面、云面的温度分布 5、卫星在3.55~3.93μm白天测量的是来自反射的太阳辐射发出的和物体自身发射反射的辐射。可用于识别夜间雾和层云监测卷云 6、中云的型式有涡旋状、带状、线状、逗点状，其色调在红外图上呈中等程度的灰色，可见光云图上呈现为白色。 7、积雨云（Cb云）在可见光和红外云图上的色调最白，高空风大时，其呈近乎圆形；而高空风大时，其呈椭圆形，顶部出现卷云砧。 8、层云的边界光滑整齐清楚，纹理光滑均匀。 9、积云浓积云的边界不整齐不光滑，纹理多斑点多皱纹。 10、开细胞状云系呈指环状或U型，由积云浓积云组成，出现在地面气流呈气旋性弯曲的不稳定的冷气团内。 11、逗点云系可以认为是由于闭合气旋性环流与云区相迭加形成的，其头部与变形场气流相联系，尾部云带与高空槽前的西南气流相联系。 12、斜压叶云系的北界呈S形，其东部以卷云为主，越往西，云顶高度越低。 13、活跃的冷锋云系表现为一条连续完整呈气旋性弯曲的云带，其位于500百帕高空槽前的西南气流里。当冷锋云系前后边界不整齐时，地面冷锋的位置定在云带中云系由稠密到稀疏的地方。 14、暖锋云系长宽之比很小，顶部卷云覆盖。 15、静止锋云系没有云系弯曲，其前界常出现枝状云带云系。 16、锋面气旋云系在波动阶段时，云系向冷气团一侧凸起，中高云增多，云带变宽；发展阶段云系隆起越来越明显，其后界向云区内凹进，表明干冷空气开始侵入云气，在锢囚阶段时，出现明显的干舌，云带伸到气旋中心；成熟阶段螺旋云带围绕中心旋转一周以上，干舌伸到气旋中心，水汽来源切断。 17、高空急流云系以卷云为主，其左界光滑整齐，且与急流轴相平行。 1、如果卫星的倾角等于180o，试问实现卫星每隔4、6、8小时观测同一地点的卫星周期应是多少？8h 地球每小时转15，则4小时自转60，故卫星4小时绕地球转动300，故卫星每小时转75，T=360/75=4.8h 地球每小时转15，则6小时自转90，故卫星6小时绕地球转动270，故卫星每小时转45，T=360/45=8h
卫星气象学期末复习重点
精心整理倾角：这是指卫星轨道平面与赤道平面之间的夹角，单位度。 轨道周期：指卫星绕地球运行一周的时间。 星下点：?指卫星与地球中心的连线在地球表面上的交点，用地理坐标的经纬度表示。太阳同步卫星轨道?：卫星的轨道平面与太阳始终保持固定的取向。由于这一种卫星 或辐射温度。 空间分辨率：指卫星在某一时刻观测地球的最小面积。 相函数：综合方向上每单位立体角内的粒子散射能量与粒子所有方向平均的每单位立体角内的散射能量之比，记为p(θ)，θ为散射角。 云带:带状云系宽度大于一个纬距称做云带。
纹理:纹理是指云顶表面或其它物像表面光滑程度的判据。 涡旋云系:涡旋云系是一条或多条不同云量和云类的螺旋云带朝着一个公共中心辐合形成的，与大尺度涡旋相联系。 色调：也称亮度或灰度，指卫星云图上物像的明暗程度。 结构形式：指目标物对光的不同强弱的反射或其辐射的发射所形成的不同明暗程度 雹暴云团与暴雨云团的特点： 雹暴云团特点: 1.云团初生时表现为边界十分光滑的具有明显的长轴椭圆型，表明出现在强风垂直 切变下，长轴与风垂直切变走向基本一致；在雹暴云团成熟时，云团的上风边界十分整齐光滑，下风边界出现长的卷云砧，拉长的卷云砧从活跃的风暴核的前部
流出，强天气通常出现于云团西南方向的上风一侧，可见光云图上出现穿透云顶区(风暴核)，红外云图上有一个伴有下风方增暖的冷v型。出现大风的边界常呈出现大风的边界长呈现出弧形，这时整个云型可以为椭圆型，有事表现为逗点状云型。 2.飑线云团按其尺度可以再分成两种情况，一种是云团尺度较大时(约2个纬距）， (约1 3. 4. 1. 2. 孤立，四周很少有中低云相伴。 3.暴雨云团一般出现于急流云系的右侧，源源不断暖湿气流头部、脊线处，而且在靠赤道一侧不存有急流;暴雨云团也可出现于急流左侧，但云团远离急流轴，无强风垂直切变。
天气学复习题
第一章 d1、站在转动的地球上观测单位质量空气所受到力有哪些？各作用力定义、表达式及意义如何？ 答：气压梯度力、地心引力、惯性离心力、重力、地转偏向力及摩擦力的分析 （1）、气压梯度力：当气压分布不均匀时，单位质量气块上受到的净压力称为气压梯度力。 表达式： 拉普拉斯算子： -▽p 为气压梯度，由气压分布不均匀造成。G 的大小与ρ成反比，与▽p 的大小成正比 G 的方向垂直等压线，由高压指向低压 （2）、地心引力：地球对单位质量的空气块所施加的万有引力。表达式： 其中：K ：万有引力常量，M ：地球质量， a ：空气块到地心的距离 大小： 不变，常数方向： 指向地心。 （3）. 摩擦力：单位质量空气所受到的净粘滞力。 表达式： 其中：为粘滞系数大气为低粘性流体，一般只在行星边界层（摩擦层）考虑摩擦作用，自由大气中则忽略摩擦作用。 （4）、视示力：由旋转坐标系的加速作用而假想的力（惯性离心力、地转偏向力） 1. 惯性离心力：观测者站在旋转地球外观测单位质量空气块所受到一个向心力的作用，但站在转动地球上（）观测它的运动，发现它是静止的（），这必然引入一个与向心力大小相同，方向相反的力，此力称为惯性离心力。 表达式： 大小：与纬圈半径成正比，即：与纬度成反比；方向：在纬圈平面内，垂直地轴指向外 2.地转偏向力(科氏力） 观测者站在旋转地球上观测单位质量空气块运动（），发现在北半球有一个向右偏的力，在南半球向左偏的力。称此力为地转偏向力，又名科氏力。 表达式：V A ?Ω-=2 地转偏向力的大小：（1）与相对速度|V|大小成正比（因角速度为常数）；当|V|=0时，A=0，只有在做相对运动时，A 才存在。（2）与速度夹角也成正比。 水平地转偏向力：大气中垂直运动一般也较小，气块主要受x 方向和y 方向地转偏向力，即：水平地转偏向力的影响。 地转偏向力方向：与垂直地轴和速度方向垂直，只能改变气块的运动方向，不能改变其大小。在不考虑w 和Az 的情况下，在北半球，地转偏向力指向运动方向右侧，在南半球，地ρx y z ???2a R
气象学与气候学试题及答案
气象学与气候学试题及答案一、名词解释 1、大气污染：大气污染物在大气中达到一定的浓度，而对人类生产和健康造成直接或间接危害时，称为大气污染。 2、大气稳定度：是指气块受任意方向振动后，返回或远离原平衡位置的趋势和程度。 3、干洁空气：大气中除去水汽和固体杂质以外的整个混合气体称为干洁空气。 4、气团：一定范围内，水平方向上气象要素相对比较均一的大块空气。 5、气候：一个地区在太阳辐射，下垫面性质，大气环流和人类活动长时间作用下，在某一时段内大量天气过程的综合，是时间尺度较长的大气过程。 6、水汽压：大气中水汽所产生的那部分压力称为水汽压。 7、辐射能：辐射就是以各种各样电磁波的形式放射或输送能量，它们的传播速度等于光速，它们透过空间并不需要媒介物质，由辐射传播的能量称为辐射能。 8、辐射地面有效辐射：指地面辐射E地和地面所吸收的大气辐射E气之差。 9、光谱：太阳辐射能按波长的分布。 10、气旋：是一个占有三度空间的大尺空气涡旋，在北半球，气旋范围内空气作逆时针旋转，在同一高度上气旋中心的气压比四周的低。 11、高气压；由闭合等压线构成的高气压，水平气压梯度自中心指向外圈。 12、低气压：由闭合等压构成的低气压区，水平气压梯度自外向中心递减。 13、反气旋：是一个占有三度空间的大尺度空气涡旋，在北半球，反气旋范围内空气作顺时针方向旋转，在同一高度上，反气旋中心的气压比四周的高。 14 锋面气旋——生成和活动在温带一区的气旋称为温带气旋，而具有锋面结构的低压，称锋面气旋。 15、锋：是冷暖气团之间狭窄的过渡带，是一个三度空间的天气系统。 16、暖锋：是暖气团起主导作用，推动锋线向冷气团一侧移动。 17、冷锋：指冷气团势力比较强，向暖气团方向移动而形成的锋。 18、海陆风：由于海陆热力差异而引起的以一日为周期变化的风，白天风从海洋吹向陆地（海风）；夜晚风从陆地吹向海洋（陆风）。 19、山谷风：大山区，白天日出后山坡受热，其上的空气增温快，而同一高度的山谷上空的空气因距地面较远，增温慢，于是暖空气沿山坡上升，风由山谷吹向山坡，称谷风。夜间山坡，辐射冷却，气温迅速下降，而同一高度的山谷上空的空气冷却慢，于是山坡上的冷空气沿山坡下滑，形成与白天相反的热力环流。下层风由山坡吹向山谷，称为山风。这种以一日为周期而转换风向的风称为山谷风。 20、季风：以一年为周期，大范围地区的盛行风随季节而有显着改变的现象，风向不仅有季节改变，且方向的变化在120°以上 21、气候资源：指能为人类合理利用的气候条件，如光能、热能、水分、风等。 22、地转风：是气压梯度力与地转偏向力相平衡时，空气作等速、直线水平运动的形式。 23、梯度风：自由大气中作曲线运动的空气，当G、A、C这个力达到平衡时形成的风称为梯度风 24、相对湿度：空气中实际具有的水汽压与同一温度下饱和水汽压的百分比。 25、雾：是悬浮于近地面空气中的大量水滴或冰晶，使水平能风度小于1KM的物理现象。如果能风度在1-10KM范围内，则称为轻雾。 26、台风：当地面中心附近最大风速大于或等于32.6m/s的热带气旋称为台风，热带气旋是形成于热带海
卫星气象学复习课
卫星气象学复习课 第一章绪论 1、卫星气象学与卫星遥感 气象卫星、卫星气象学、遥感及其分类；气象卫星遥感； 2、气象卫星的种类及我国气象卫星发展概况 第二章卫星运动规律和气象卫星轨道 1、卫星的轨道参数 地理坐标中的轨道参数：星下点、升交点和降交点、截距、倾角 2、气象卫星轨道的分类（按卫星轨道参数分类：如倾角、高度、偏心率） 第三章卫星遥感辐射基础 1、电磁波段的划分 2、辐射能、辐射通量、辐射通量密度、吸收率、发射率、黑体、灰体 第四章卫星观测仪器和观测要素及分辨率 1、卫星探测分辨率 卫星探测的分辨率有三种：空间分辨率、灰度分辨率或温度分辨率和时间分辨率；几种分辨率之间的关系； 2、卫星对地的扫描方式大致有四种： 1）单个探测器线扫描 2）多探测器扫描 3）线性阵列探测器前推式扫描 4）圆锥扫描： 2、卫星云图的图像表示和增强处理 图像的数字化、卫星云图的增强处理（反差增强、分层增强） 第五章卫星云图分析基础 1、可见光云图的基本特点：可见光云图色调的主要影响因子—反照率和太阳高度角 2、红外云图的基本特点：影响红外云图色调的因子； 3、卫星云图上识别云的六个判据：结构型式、范围大小、边界形状、色调、暗影和纹理 4、卫星云图上各类云的识别：积云、积雨云、卷云、层云等 第六章中纬度天气系统的卫星云图分析 1、大尺度云系类型：带状云系、涡旋云系
2、逗点云系、斜压叶状云系、变形场云系、细包状云系（云型及其与高低流场的配置） 3、水汽图的边界分析：头边界、内边界、干涌边界和底边界、回流边界 4、利用卫星云图分析500hPa槽线： 1）逗点云系定槽线；2）由大片中高云云区定槽线位置； 5、卫星云图确定地面高压脊线位置； 6、利用卫星云图确定地面冷锋的位置；冷锋云系的强度变化、我国南方冷锋云系及其移动特征。 7、暖锋云系、锢囚锋云系、静止锋云系的云图特征 8、我国夏季梅雨锋云系特点 9、确定高空急流轴的四条规则 第七章卫星云图在热带天气分析和预报中的应用 1、热带地区云的类别和云系的尺度分类 2、热带云团的垂直空间结构、云团种类； 3、热带辐合带(ITCZ)云系特点，及其长、短期变化特征；热带辐合云带的类型； 4、台风的云系结构、判断热带扰动发展成台风的云图特征、台风云型的主要类型、卫星云图上确定台风中心。 5、热带气旋强度的估算方法--Dvorak方法的基本思路 6、热带气旋路径的卫星云图预报方法： 1）由台风环境云场预报台风路径； 2）由台风本身云系特征预报台风路径； 第八章夏季对流性系云图分析 1、对流发生的水汽条件分析： (1)水汽带北侧暗区干区触发的对流； (2)水汽回流南边界处对流的发生； (3)水汽羽北端对流的生成发展 2、由早晨层云(雾)和午后积云浓积云分析对流性云系发生发展 3、中尺度对流系统分析： 1）飑锋云型：飑锋云系的天气系统分类--锋后飑线、锋上飑线、干线飑线、台风飑线； 2）雷暴低层外流边界和弧状云线的形成； 3）在雷暴不同阶段，雷暴中高压在卫星云图上的表现特征 4）利用卫星监视和预报短时雷雨大风 复习题 1、气象卫星的观测特点是什么？ 2、什么是卫星的倾角？什么是星下点？GMS-5和FY-2的星下点在何处？ 3、什么是近极地太阳同步卫星？太阳同步卫星轨道如何实现？ 4、什么是地球同步卫星？其高度和运行周期为多少？ 5、什么是大气窗？ 6、如何区分红外云图、可见光云图？ 7、卫星的空间分辨率、灰度分辨率或温度分辨率、时间分辨率的含义，以及它们之间的关
卫星气象学章考试题带答案
卫星气象学章考试题带 答案 集团标准化办公室：[VV986T-J682P28-JP266L8-68PNN]
卫星气象学1-4章考试题 一、填空题。每空1分，共45分。 1、卫星气象学是指如何利用（气象卫星探测）各种气象要素，并将（卫星探测）到的资料如何用于大气科学的一门学科。 2、利用气象卫星对大气进行遥感探测称作（气象卫星遥感），亦称（卫星大气遥感）。 3、卫星气象学主要研究（60KM ）以下大气中各气象要素的获取和应用。 4、遥感按工作方式可以分为（主动遥感）和（被动遥感）。 5、(暴雨）和（强雷暴）是灾害性危险天气系统，对人们的生命财产常造成严重损失。 6、卫星作为一个（天体），它要受到其他天体的（引力）的作用。 7、对于第一定律，圆锥截线表示为θcos 112e e a r +-=，θ是矢经与 半长轴之间的夹角，称（真近点角）。 8、由于卫星运动和地球的自转，星下点在地球表面形成一条连续的运动轨迹，这一轨迹称为（星下点轨迹）。 9、由于卫星绕地球公转的同时，地球不停地自西向东旋转，所以当卫星绕地球转一周后，地球相对卫星转过的度数称之为（截距）。 10、当卫星倾角为90°时，卫星通过南北两极，这种轨迹称之（极地轨道）。
11、地面的（散射辐照度）为分子散射、气溶胶粒子散射和地面与大气之间多次散射之和。 12、表示卫星探测分辨率的参数有三个，分别为：（空间分辨率）、（灰度分辨率）和（时间分辨率）。 13、卫星云图的增强处理是对灰度或辐射值进行处理，通过（灰度变化），将人眼不能发现的目标物细微结构清楚的表现出来。 14、从卫星到观测地表面积之间构成的空间立体角称作（瞬时视场）。 15、（等效噪声温度差）是指目标物温度的改变而引起投射到探测器的辐射功率的改变正好等于等效噪声功率时的温度差。 16、光学系统的作用是手机目标物发出的（辐射能），并将其传给探测器。 17、由于云和气溶胶（特别是火山灰）对太阳辐射的强散射作用，导致 到达地面的太阳辐射能减少，称为(阳伞效应或反射效应). 18、当太阳光从水面单向反射至卫星仪器内，则其在卫星云图上表现一片色调较浅的明亮区域，这区域称做（太阳耀斑区）。 19、（黑体）是指某一物体在任何温度下，对任意方向和波长的吸收率或发射率都等于1。
第五章 农业气象学练习题及参考答案
第五章气压与风练习题 (一)单项选择 1、风由东吹向西，则称为_____风。 ①东②东南③西④西北 2、在北半球，吹地转风时,背风而立，低压在_____ 。 ①右边②右前方③左边④左前方 3、随着海拔高度增高，气压会______。 ①增大②降低③先增后降④先降后增 4、一个标准大气压等于_____ 百帕。 ①4／3 ②760 ③1000 ④1013 5、在陆地上，_____气压高。 ①春季②夏季③秋季④冬季 6、随着海拔高度的增高，_____增大。 ①大气质量②大气压力③单位气压高度差④大气柱 7、形成风的直接原因是____ 的作用。 ①水平地转偏向力②水平气压梯度力 ③摩擦力④惯性离心力 8、水平气压梯度力的方向是由_____ 。 ①高压指向低压②低压指向高压 ③中间指向四周④四周指向中间 9、在北半球，水平地转偏向力指向物体运动方向的____ 。 ①左前方②右后方③左方④右方 10、___ 越大，地转风的风速越大。 ①纬度②大气密度 ③气压梯度④地球自转角速度 11、梯度风未考虑_____ 的作用。 ①水平气压梯度力②水平地转偏向力 ③惯性离心力④摩擦力 12、在三圈环流中，南、北半球各形成_____ 个气压带。 ①2 ②3 ③4 ④5 13、由于季风影响．在_____ 季，我国东南沿海地区风从大陆吹向梅洋。 ①春②夏③秋④冬 (二)多项选择 14、我国是著名的季风区，夏季盛行_____。 ①东南风②东北风③西南风④西北风⑤东风 15、梯度风是自由大气中空气所受_____相平衡时的运动。 ①水平气压梯度力②水平地转偏向力 ③惯性离心力④重力⑤浮力 16、_____为自由大气中的风。 ①季风②梯度风③海陆风④焚风⑤地转风 17、地转风是空气所受_____相平衡时的运动。 ①重力②浮力③水平气压梯度力 ④水平地转偏向力⑤惯性离心力⑥摩擦力 18、北半球行星风带包括有_____。 ①西北信风带②东北信风带③盛行东风带 ④盛行西风带⑤极地东风带⑥极地西风带 19、_____ 为地方性风。 ①地转风②梯度风③摩擦风④焚风 ⑤海陆风⑥峡谷风⑦山谷风 20、海拔越高，则_____。 ①气压越高②气压越低③空气密度越大
卫星气象学-1.1
卫星气象学 ——绪论 授课教师：刘毅 中国科学院大气物理研究所 2015.3.11
绪论 卫星气象学是利用卫星探测资料研究大气的一门学科，它是随着人造地球卫星的出现，而发展起来的大气科学分支。 （气象）卫星遥感:利用（气象）卫星作为探测平台（对大气）进行的遥感探测。 气象卫星的组成\分类\观测对象\探测原理\ 反演方法\如何应用\发展现状\发展趋势
历史进程 卫星气象学是二十世纪60年代初开始出现一门新兴学科。从1960年4月1日发射第一颗专用气象卫星TIROS-泰罗斯后，经历几个重要发展阶段。 70年代以前，气象卫星获得的主要资料是云图，并定性地应用于天气分析、天气预报和气象研究；70年代初期，卫星红外辐射仪投入业务应用，地面资料处理能力提高，使定量或半定量卫星探测资料，开始应用于大气科学各个分支。 80年代，随着气象卫星探测能力和对探测资料的处理能力提升，气象卫星提供更广泛资料，使卫星云图分析工作由纯定性分析向半定量和定量分析发展；以大尺度天气系统为主，向中小尺度天气系统发展；以气象分析应用为主，向气象、水文、海洋等多学科分析应用发展。 90年代，随着气象卫星对温度、风和湿度等探测精度提高，将资料更有效地应用于大气模式，以改进数值天气预报的结果，这是目前卫星气象学研究一个重要方面。 2000年以来，卫星观测臭氧、气溶胶、温室气体浓度、大气辐射平衡，都极大促进了数值天气预报、气候变化、环境监测研究。
Paul Crutzen, Mario Molina, and Sherry Rowland receive the 1995 Nobel Prize in Chemistry for their seminal discoveries concerning the chemistry of ozone
卫星气象学4章考试题(带标准答案)
卫星气象学1-4章考试题 一、填空题。每空1分，共45分。 1、卫星气象学是指如何利用（气象卫星探测）各种气象要素，并将（卫星探测）到的资料如何用于大气科学的一门学科。 2、利用气象卫星对大气进行遥感探测称作（气象卫星遥感），亦称（卫星大气遥感）。 3、卫星气象学主要研究（60KM ）以下大气中各气象要素的获取和应用。 4、遥感按工作方式可以分为（主动遥感）和（被动遥感）。 5、(暴雨）和（强雷暴）是灾害性危险天气系统，对人们的生命财产常造成严重损失。 6、卫星作为一个（天体），它要受到其他天体的（引力）的作用。 7、对于第一定律，圆锥截线表示为θcos 112e e a r +-=，θ是矢经与半 长轴之间的夹角，称（真近点角）。 8、由于卫星运动和地球的自转，星下点在地球表面形成一条连续的运动轨迹，这一轨迹称为（星下点轨迹）。 9、由于卫星绕地球公转的同时，地球不停地自西向东旋转，所以当卫星绕地球转一周后，地球相对卫星转过的度数称之为（截距）。 10、当卫星倾角为90°时，卫星通过南北两极，这种轨迹称之（极地轨道）。 11、地面的（散射辐照度）为分子散射、气溶胶粒子散射和地面
与大气之间多次散射之和。 12、表示卫星探测分辨率的参数有三个，分别为：（空间分辨率）、（灰度分辨率）和（时间分辨率）。 13、卫星云图的增强处理是对灰度或辐射值进行处理，通过（灰度变化），将人眼不能发现的目标物细微结构清楚的表现出来。 14、从卫星到观测地表面积之间构成的空间立体角称作（瞬时视场）。 15、（等效噪声温度差）是指目标物温度的改变而引起投射到探测器的辐射功率的改变正好等于等效噪声功率时的温度差。16、光学系统的作用是手机目标物发出的（辐射能），并将其传给探测器。 17、由于云和气溶胶（特别是火山灰）对太阳辐射的强散射作用，导致 到达地面的太阳辐射能减少，称为(阳伞效应或反射效应). 18、当太阳光从水面单向反射至卫星仪器内，则其在卫星云图上表现一片色调较浅的明亮区域，这区域称做（太阳耀斑区）。19、（黑体）是指某一物体在任何温度下，对任意方向和波长的吸收率或发射率都等于1。 20、如果物体的吸收率（或发射率）随波长而变，则这种物体称作（选择性辐射体）。 21、风云2号静止气象卫星星下点地面分辨率可见光为 （1.25km），红外为（5.0km），水汽为（5.0km）。
卫星气象学期末复习
CH1 1.气象卫星：人造星体，在宇宙空间、确定的轨道上飞行，携带着各种气象探测仪器，以对地球及其大气和海洋进行气象观测为目的，测量诸如温度、湿度、风、云、辐射等气象要素和降雨、冰雹、台风、雷电等天气现象。 气象卫星观测的特点:在空间固定轨道上运行；自上而下进行观测；全球和大范围的观测；使用新的探测技术（遥感探测）；提供丰富的观测资料，受益面广（气象+其他领域） 2.遥感：1）概念：遥感是气象卫星的基础：在一定距离之外，不直接接触被测物体和有关物理现象，通过探测器接收来自被测目标物发射或反射的电磁辐射信息，并对其处理、分类和识别的一种技术。2）设备：传感器，运载工具，接收系统。3）卫星遥感探测研究主要内容：遥感信息获取手段的研究；各类物体的辐射波谱特性及传输规律的研究；遥感信息的处理与分析判读技术的研究。3）分类：按工作方式：主动遥感、被动遥感；按电磁波谱段：紫外~、可见光~、红外~、微波~；按探测对象：大气~、海洋~、农业~、地理~；按探测信息形式：图像~、非图像~ 气象卫星遥感：利用气象卫星对大气进行遥感探测。 3.卫星气象种类：(1)极地轨道卫星：中国风云1号 (2)静止轨道卫星：中国风云2号 p9/21 CH2 1.卫星轨道参数 1）升交点赤径（Ω）卫星由南半球飞往北半球那一段轨道称为轨道的升段；卫星由北半球飞往南半球那一段轨道称为轨道的降段;把轨道的升段与赤道的交点称升交点。轨道的降段与赤道的交点称降交点，升交点用赤径Ω表示，表示了轨道平面的位置和其相对于太阳的取向 2）倾角(i)指赤道平面与轨道平面间的（升段）夹角 3）偏心率（e）指轨道的焦距与半长轴之比 4）轨道半长轴（a）在轨道的长轴方向由轨道中心到轨道上的距离，确定了卫星的形状 5）近地点角（ω）卫星在轨道平面内升交点与近地点之间的夹角，确定了轨道半长轴的方向 6）平均近点角（M）；7）真近点角（θ）；8）偏近点角（E） 2.地理坐标系中的轨道参数 1）星下点：指卫星与地球中心的连线在地球表面上的交点 2）升交点降交点（如上）（极轨卫星才有） 3）截距：连续两次升交点之间的经度数L=T*15度/小时 4）轨道数：指卫星从一升交点开始到以后任何一个升交点为止环绕地球运行一圈的轨道数目 3.气象卫星运动规律：设想地球是理想球体，均质，质心在地心；卫星质量<<地球质量,卫星对地作用可忽略；星地距离>>卫星本身尺度，质点；忽略其它因素对卫星的作用力根据理论力学，卫星在地球引力作用下的运动为平面运动。该平面成为轨道面，轨道面过地心。卫星的运动方程为：??????? 4.卫星运动三定律（开普勒运动定律):1）椭圆（轨道）定律：卫星运行的轨道是一圆锥截线（圆、椭圆、抛物线、双曲线），地球位于其中的一个焦点上；2）面积定律：卫星的矢径在相等时间内扫过的面积相等（即面积速度为常数）；3）周期定律：卫星轨道周期的平方与轨道的半长轴的立方成正比 5.卫星活力公式：v2 = μ（ 2/r – 1/a ） 6.近极地太阳同步轨道气象卫星1）概念：近极地太阳同步轨道卫星是指卫星轨道平面与太阳始终保持固定的取向（每天过升交点的局地时间相同）。由于这一种卫星轨道的倾角接近90°，卫星近乎通过极地。2）实现：这种卫星是利用卫星随地球绕太阳公转时产生的转动抵消由于地球的扁率引起卫星轨道的摄动来实现的。3）优点：①轨道为圆形，轨道预告、接收和资料定位方便；②可实现包含极地的全球观测；③在观测时有合适的太阳照明，有利于资料处理和使用；④仪器可以得到充分的太阳能供给。缺点：①对中低纬度同一地点观测的时间间隔太长（相对于GEO)，不利对中小尺度天气系统的监测；相临两条轨道的观测资料不是同一时刻的，需要进行同化 7.地球同步静止卫星轨道：1）概念：卫星的倾角等于0，赤道平面与轨道平面重合，卫星在赤道上空运
农业气象学-试题及参考答案
农业气象学试题（1）及参考答案 一、名词解释： (共16分,每小题2分) 1、辐射的波动性: 辐射以波动的形式发射或传播能量的过程。 2、太阳高度角太阳光线与地平面的交角 3、长日照作物需要经过一段时间长的白天和短的黑夜才能开花结果的植物，称为长日照植物。 4、相对湿度空气中的实际水气压与同温度下饱和水气压的百分比。 5、温度年较差一年中最热月的月平均温度与一年中最冷月的月平均温度之差。 6、季风环流由于海陆热力差异引起的东西方向的垂直环流。 7、副热带高压西太平洋副热带高压是指由于热带环流圈的下沉在30°N附近堆积下沉形成的高压系统。
8、农业气候资源可供农业生产利用的光、热、水等气候资源，称 为农业气候资源。 二、填空(共10分,每空0.5分) 1、广东大部分地区的年降雨量多在 1500mm 到 2000mm 之间,通常把一年的降水分成两大部分，前一部分的降水，称为 前汛期降水，主要是由锋面引起的；后一部分的降水 称为后汛期降水,主要是由台风引起的。 2、由于地球的自转，形成了地球上昼夜交替变化.由于 地轴与地球公转轨道面不垂直 ,且地球在公转时，地轴方 向保持不变，因而形成了地球上的季节交替和各地昼夜长 短不等。 3、地球接收到的太阳辐射，主要是短波辐射，地面和大气 向外发出的辐射，主要是长波辐射。 4、植物在繁育期期对低温的反应比生长期对低温的 反应更为敏感，这一时期往往就是植物的温度临界期期。 5、水面蒸发速度的大小，与风速和饱和差成正比， 与大气压力成反比。 6、台风是指形成在热带海洋上的强烈气旋。当台风在东经180度以西，赤道 以北的西北太平洋海区形成后，我国气象部门将对其进行命名和编
雷达与卫星气象学总复习
前言 1) 按遥感方式划分，天气雷达属于主动遥感设备或有源遥感设备。 2) 我国目前已经布网了160多部新一代多普勒天气雷达。按波长划分，已布网的新一代多普勒天气雷达有S波段和C波段两种类型，S波段雷达部署在大江大河流域及沿海地区，C波段雷达部署在东北、西北、西南等内陆地区。 3) 天气雷达起源于军事雷达，最早出现天气雷达是模拟天气雷达。 4) 天气雷达最常用的扫描方式有PPI扫描、RHI扫描和VOL体扫描。 5) S波段天气雷达波长在10cm左右；C波段天气雷达波长在5cm左右；X波段天气雷达波长在3cm左右 第1章散射 1) 散射是雷达探测大气的基础，大气中引起雷达波散射的主要物质有大气介质、云和降水粒子。 2) 粒子在入射电磁波的极化作用下，做强迫的多极震荡而产生次波就是散射波。 3) 什么是瑞利散射及瑞利散射的特点？ 4) 什么是米散射及米散射的特点？ 5) 雷达截面也称作后向散射截面，它的大小反映了粒子的后向散射能力的大小，雷达截面越大，粒子的后向散射能力越强。 6) 什么是雷达反射率 ？ 单位体积内全部降水粒子的雷达截面之和称为雷达反射率。 7) 相关研究表明，对于小冰球粒子，其雷达截面要比同体积小水球的小很多；对于大冰球粒子，其雷达截面要比同体积大水球的大很多； 8) 晴空回波产生的原因是什么？ 湍流大气（折射指数不均匀）对雷达波的散射作用；大气对雷达波的镜式反射（大气中折射指数的垂直梯度很大）。
9) 雷达反射率因子 与雷达反射率的区别 第2章衰减 1) 造成雷达电磁波衰减的物理原因是散射和吸收。 2) 造成雷达电磁波衰减的主要物质有大气、云和降水。 3) 水汽和氧气对电磁波的衰减作用主要是吸收 4) 云滴对雷达波的衰减随雷达波长得增加而减小。 5) 雨对雷达波的衰减一般与降水强度成近似的正比关系 第三章 雷达气象方程 1) 什么是天线增益G ？ 定向天线最大辐射方向的能流密度与各向均匀辐射天线的能流密度之比，称为天线增益，用符号G 表示。 2) 天线增益的物理意义 由方向性天线把辐射能量集中到某个方向上,使这个方向上的辐射能流密度增加为各向同性天线的 G 倍。 3) 有效照射深度由雷达脉冲宽度决定，其值为脉冲宽度的一半。 4) 有效照射体积除了与有效照射深度有关外，还取决于雷达波束的几何形状。 5) 充塞系数除了与云和降水有关外，还取决于目标物距雷达的距离和雷达波束宽度有关。 6) 解释雷达气象方程 02 220.222231101024(ln 2)2R kdR t r PG h m P Z R m θ?ψπλ--?=?+， 各物理参数的意义。 答题思路：写出各符号分别指代的参数，如Pr ：雷达回波功率，Pt ：雷达发射功率，G 天线增益… 7) 说明雷达气象方程中各物理参数在雷达探测中的作用。 第4章 折射 1) 什么是大气折射？ 光波或电磁波在大气中曲线传播的现象称为大气折射。 2) 折射产生的物理原因是光波或电磁波在不均匀介质中的传播速度不同而引起的。