大气探测学复习第十章辐射日照
大气探测学总结(最新整理)
云族
云属 学名/云底高度范围 积云 600-2000 积雨云 600-2000
低云 <2500m
层积云 600-2500
层云
50-800 雨层云
(2) 准确性 所谓准确性，是指测量值与真值一致的程度。
(3) 比较性 所谓比较性，是指所获取的大气探测资料，必须具有良好的时间和空间上的比较性，这 对天气分析预报和大气科学研究都是极其重要的。
第二章 云的观测
1、十属二十九类的名称、英文、云高、云量（总云量和低云量）
云量是指云遮蔽天空的成数，将天空分为 10 成。 记录要素：总云量、低云量，记整数不计小数。 总云量：天空被所有云遮蔽的成数。 低云量：天空被低云遮蔽的成数， 记录方法： 云量布满天空时记为 10； 占十分之一时记为 1，以此类推； 布满天空但是又有缝隙时记为 10-； 天空云量小于二十分之一时记为无云； 记录时总云量为分子，低云量为分母。 例 1：天空有两层云，下层为层积云 Sc，从云隙中判断上层为卷积云 Cc，布满全天。 云 量记为：10/10例 2：天空有微量的毛卷云 Ci fil，不到 1/20。
而异的电阻温度系数
（3）热敏电阻温度计 半导体热敏电阻的阻值随温度的增高而减小（半导体电阻随温度特性；灵敏度高，阻值
大，体积小，非线性，互换性差）对于气象测温范围内，热敏电阻的阻值 RT 与绝对温度 T
的关系可用下式表示： RT Aeb /T 式中 A、b 为元件的系数。
（4）热电偶温度计 （热电效应；可测高温，灵敏度低，冷端电偶需温度固定）温差电现象（热电现象）： 两种不同的金属导体 A 和 B 的两端，彼此焊接在一起，构成一个闭合回路时，若两个接触点 的温度不同，回路中就有电流产生，如图所示。 两焊接点之间的温差越大，回路中的电动势也越大，这种现象叫做温差电现象，也称热电现 象，这种电路称热电偶或温差电偶。
（完整版）《大气探测学》复习重点
（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。
2010z10XD第十章 辐射和日照时数的观测(2)
（3）双金属片日照传感器
仪器的校准有二种方法 一种纯技术调整，调整外部调 节螺丝间隙，用隙片可以轻轻地被 元件对夹紧，形成间歇设定。对元 件调节要在暗处进行，并保持温度 在15℃左右。 另一种对阈值精确调整，利用 太阳光源或室内参考光源的标准进 行调整。
四、气象应用
在地球上有代表性的地域，进行大范围的，长期的和准确的 太阳辐射与地球辐射观测，并将这样的地基检测网络同卫星的辐 射观测结合起来，构成一个完整的系统：即地面测量为卫星提供 地表订正，而空间观测完成全球范围的测量，并提供变率方面的 信息。这既有助于确定全球气候及其变化的能力吸收和传输机制。 也有助于更加有效地和合理地为了解太阳、地球表面和大气间的 辐射过程、能量转换规律以及各辐射量的时空分布，研究大气成 分如悬浮微粒、水汽、臭氧等的分布和变化，满足医学、农业、 建筑、工业和家庭等对太阳能技术和辐射资料的要求。 辐射的分光谱测量可用来取得气溶胶的光学厚度和大气浑浊 度，在农业，生物，医疗卫生方面有着广泛的用途。 日照时数资料的主要用途是表征当地的气候和描述过去的天 气状况。可以认为日照时数较长的地区有强烈的太阳光，使人可 以保持良好状态的心理效应；如果没有太阳能的数据，每日的日 照时数的变化趋势，对农业是有着很大用途的。
4.聚焦式（康培司托克式）日照计
由于一年中太阳位置的变动，日照计焦痕的位置也将上下变动。因此自记纸分 为三种型式分别安放在金属槽中上、中、下三槽内： 下槽安放夏季日照纸（长弧形），凸边向上。从4月16日－8月31日适用 中槽安放春秋季日照纸（直线形）从3月1日－4月15日；9月1日－10月15日适用 上槽安放冬季日照纸（短弧形），凹边向上。从10月16日－次年2月底适用
五、复 习 思 考 题
7、暗筒式日照计的感光迹线受哪些因素的
日照辐射量太阳常数
日照辐射量太阳常数
摘要：
一、日照辐射量的概念与意义
1.日照辐射量的定义
2.影响日照辐射量的因素
3.日照辐射量的重要性
二、太阳常数与日照辐射量的关系
1.太阳常数的定义
2.太阳常数与日照辐射量的关系
3.太阳常数对地球环境的影响
三、日照辐射量在我国的应用
1.太阳能资源的评估与利用
2.气象预报与气候变化研究
3.环境保护与可持续发展
正文：
日照辐射量是指太阳辐射在地球大气层中，未被云层、大气等吸收和散射的辐射量，通常用太阳辐射强度来表示。
日照辐射量是地球生态系统的重要组成部分，对于生物体生长、大气运动、水资源循环等有着重要影响。
太阳常数是指太阳辐射在地球大气层外的辐射强度，是衡量太阳辐射能量的重要参数。
太阳常数与日照辐射量之间存在密切关系，太阳常数越大，日照辐射量越大。
太阳常数的变化会对地球环境产生影响，如气候变化、生态系统
失衡等。
在我国，日照辐射量在太阳能资源的评估与利用、气象预报与气候变化研究、环境保护与可持续发展等方面具有重要作用。
通过对日照辐射量的研究，可以更好地评估我国太阳能资源的开发潜力，为太阳能发电等产业提供科学依据。
此外，日照辐射量还可以用于气象预报和气候变化研究，为政府和企业制定应对气候变化的政策提供参考。
总之，日照辐射量和太阳常数对于地球环境和人类社会的发展具有重要意义。
2018《大气探测学》课程重点 (1)
（4）了解双金属片温度计、温度传感器的基本原理及其构造
（5）掌握地温测量的基本仪器，了解其测量方法
（6）★★测温仪器的热滞现象：理解并掌握其原理，能够推导公式并进行相关计算。
（7）★气温测量中的防辐射设备：为什么要安装防辐射设备、防止辐射误差的途径；了解百叶箱、通风干湿表和防辐射罩的基本结构。
★(6)气象仪器的属性（精确度、灵敏度、惯性、分辨率、量程），包括测量误差及其分类
★(7)大气探测的代表性、准确性和比较性。
简答题
3
第二章 云的观测
★（1）云的定义：理解并掌握
★（2）云的形成过程：重点掌握，特别是基本概念饱和水汽压
（3）云观测的意义：了解为什么要进行云的观测
★（4）云状分类，包括发生学分类和形态学分类，重点掌握我国现行地面气象观测规范中对云的形态学分类（课本表2-1）方法，熟记云属及其简写，属于必考内容。
（7）日照时数的测量方法，主要是暗筒式日照计的测量的基本原理。
简答题
3
第十一章 自动气象观测系统
（1）自动气象站的定义、分类及其测定要素
（2）自动气象站的主要功能
（3）四、气象站数据的采样和算法
1
第十二章 高空温湿压风的探测
（1）高空气象探测的方法和探测的气象要素
（2）无线电探空仪的基本结构和原理
（3）★★高空风的探测：气球测风的基本原理、单经纬仪测定风速和风向。
计算题
简答题
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第六章 空气湿度的观测
（1）空气湿度的定义、测量高度、观测项目、单位和观测意义
（2）★空气湿度的表示方法。重点掌握各个概念的定义及其相关计算。
（3）★干湿球温度表的测湿原理及相关计算
气象学实验辐射与日照
日照与降水的关系
日照与蒸发
长时间的日照会增加地表和水的蒸发，可能形成云层和降水 。
降水类型与日照
某些降水类型，如对流雨，与局部地区的日照时间长短有关 。
04
气象学实验方法
实验设计
确定实验目的
明确实验的目标，例如测量不同时间段的太阳辐射量、分析日照 时长对植物生长的影响等。
实验结果与前人研究基本一致，进一步验证了已有理论的正确性，同时也 为新理论的提出提供了依据。
对未来研究的建议
进一步深入研究辐射和日照对 气候变化的相互作用机制，探 索其背后的物理过程和化学反
应。
针对不同地区、不同季节的气 候特点，开展更加细致的观测 和实验，以揭示辐射和日照在
不同条件下的变化规律。
数据整理
将观测数据整理成表格或 图表，以便进行后续分析。
实验结果分析
数据对比
将实验数据与历史数据、 理论值等进行对比，以检 验实验的准确性和可靠性。
趋势分析
分析实验数据的变化趋势， 预测未来的气象状况。
结果解释
根据分析结果，解释气象 现象的成因和影响，并提 出相应的建议和措施。
05
辐射与日照的影响
地球的辐射平衡
总结词
地球的辐射平衡是指地球表面吸收的太阳辐射和大气 层反射回太空的辐射之间的平衡状态。
详细描述
地球的辐射平衡是指地球表面吸收的太阳辐射和大气层 反射回太空的辐射之间的平衡状态。地球表面的温度和 气候变化等都与地球的辐射平衡密切相关。在大气层的 不同高度上，反射的太阳辐射和吸收的太阳辐射之间存 在着一定的平衡关系，这种关系决定了地球表面的温度 和气候变化等。因此，了解地球的辐射平衡对于预测气 候变化和制定应对措施等方面都具有重要意义。
大气探测复习资料
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。
第十章 辐射与日照时数的观测
1、直接辐射的测定
Angstrom（埃斯川
——
姆）补偿式绝对日射
测
表原理如图所示。感
量
应器是两块并排放着 的相同的长20mm，
仪绝
器
对 日
宽2mm，厚0.01mm 的锰铜片B和C，薄片 固定在硬橡皮底座上。 锰铜片朝向太阳的一
射 强
面均匀覆盖着一层 0.01mm厚的铂黑或 烟黑，在锰铜片的背
度 面焊有接电偶的接点，
3. 将遮光屏转向一边，屏上的电触点正好使被遮蔽的 锰铜片接通加热电流，另一块暴露的锰铜片将接受 太阳辐射。然后调整电阻使检流计处于零点，读取 加热电流的数值。
4. 为了避免两块锰铜片不对称的影响，必须将遮光屏 转向另一边，重复上述步骤。
19
1、直接辐射的测定
测
量
仪相
器
对 日
射
强
度
表
——
进光 筒
沙维诺夫－扬 尼雪夫斯基 相对日射表
8.反射辐射
9.净全辐射
10.辐射观 测的基础
3
一、辐射的基本知识
1.概述 2.短波辐射 3.长波辐射 4.太阳常数 5.直接辐射 6.散射辐射 7.总辐射 8.反射辐射 9.净全辐射 10.辐射观测
的基础
太阳表面温度约6000K， 其97％左右的波长范围在 0.29－3.0微米内
地球表面和大气的温度一 般在200－300K左右，波长范 围在3.0－120微米之间。
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，记为D
总辐射 到达地面后 被下垫面向 上反射的那 部分短波量，
Rk
8
一、辐射的基本知识
1.概述 2.短波辐射 3.长波辐射 4.太阳常数 5.直接辐射 6.散射辐射 7.总辐射 8.反射辐射 9.净全辐射 10.辐射观
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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
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。
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。
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.Байду номын сангаас
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
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。
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％。