大气探测重点
（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。
大气探测重点
第一章绪论1.直接探测、直接探测原理？直接探测：将感应元件置放于测量位置上，直接测量大气要素的变化。
直接探测原理：根据元件的物理、化学性质受大气某种作用而产生反应的特点。
例子：温度表，水银液体的热胀冷缩性质。
2.遥感探测、遥感探测原理？遥感探测：探测元件不放置于测量物体上，间接反演大气要素的变化遥感探测原理：是根据大气中声、光、电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例子：鸽子照相，胶片对光的感应；卫星，辐射传输的变化3.主动遥感、被动遥感？主动遥感（发射能量）：设备具有声、光、电磁波发射源，在其测量空间中大气特性对其传播信号产生相应的吸收、散射、反射形成带有大气特征的回波信号。
如：测云雨雷达被动遥感（不发射）：直接探测来自大气的声、光、电磁波信号。
如：一些气象卫星传感器4.几个概念（决定仪器性能的首要因素是感应原理，由感应原理决定了仪器的主要性能指标）：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（时间常数）：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。
稳定性（坚固性）：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。
*5.大气探测的三性要求：代表性准确性比较性（书上14-15）第二章云的观测1.云的分类、特征及其国际简写（特征见书上22-32）2.云量的记录方法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。
大气探测学能见度知识点
大气探测学第3章能见度的观测1、能见度主要受悬浮在大气中的固体和液体微粒引起的大气消光的影响。
其估计值依赖于个人的视觉和对“可见”的理解水平，同时受光源特征和透射率的影响。
2、能见度概念得到广泛应用，一是因为它是表征气团特性的要素之一，二是因为它是与特定判据或特殊应用相对应的一中业务性参量。
3、一般意义上的能见度，是指目标物的能见距离，即观测目标物时，能从背景上分辨出目标物轮廓和形体的最大距离。
当能从背景上分辨出目标物轮廓和形体时，通常称目标物“能见”。
4、目标物的最大能见距离有两种定义法。
一种是消失距离，它是指当观测者逐渐退离目标物，直至目标物从背景上可以辨别时的最大能见距离。
另一种是发现距离，它是指当观测者从远处逐渐走近目标物，直至将目标物从背景上辨认出来时的最大能见距离。
5、目标物的消失距离要比发现距离大。
6、按照观测者与目标物的相对位置，能见度分为水平能见度、垂直能见度和倾斜能见度。
7、垂直能见度和倾斜能见度对地面向上观测云或其他空中目标物以及从空中向下观测目标物有影响。
8、能见度影响因子：目标物的背景的亮度对比、观测者的视力—对比视感阈（白天）、大气透明度。
9、目标物和背景的色彩不同也影响到能见与否，但色彩的感觉只有在足够的光亮度条件下才能产生。
亮度对比相对于色彩对比在目标物识别中显得更重要，是起决定作用的因素。
10、最小亮度的对比值叫做人眼的对比视感阈，取决于两个因素：视场内照明情况，即场光亮度；目标物视张角。
场光亮度越低，目标物视张角越小。
白天，对比视感阈变化不大，黄昏时，对比视感阈迅速增大。
11、柯什密得提出将0.02作为正常视力的人，在白昼野外，观测比较大的物体（如视张角大于0.5°）时的对比视感阈值，此值对应于消失距离值。
而对应于发现距离，对比视感阈可取为0.05。
12、在白天光照条件下眼睛的感光效率在波长为550nm时达到最大值。
在夜间暗光条件下，最大感光效率与507nm波长相对应。
大气探测学资料
大气探测学资料大气探测学是研究地球大气的物理、化学、动力学和数学方法的学科领域。
通过探测大气的组成、结构、运动和变化，可以深入了解地球气候系统、气象现象和大气环境，为天气预报、气候变化研究、环境保护和航空航天等领域提供重要的科学依据。
一、大气探测的方法1.观测站点观测站点是大气探测研究中的重要基础设施。
通常在地面上建立观测站点，通过观测乃至控制大气中的气象要素，并将数据传输到中央处理中心进行分析。
观测站点可以包括气象观测塔、气象球、气象雷达、太阳辐射计等设备。
2.卫星遥感卫星遥感是利用人造卫星对大气进行远距离观测的方法。
通过搭载在卫星上的遥感仪器，可以对大气温度、湿度、气压、云量、降水等进行实时观测。
遥感数据的获取和分析，能够帮助科学家们研究大气的结构和变化规律。
3.飞机探测飞机探测是利用飞机在空中进行大气观测的方法。
飞机上搭载有各种传感器和仪器，能够实时获取大气温度、湿度、气压、风速等数据。
由于飞机可以飞到较高的高度，同时还能够飞越陆地和海洋，因此飞机探测在大气研究中具有独特的优势。
二、大气探测的仪器设备1.温湿度计温湿度计是测量大气温度和湿度的仪器。
它能够准确地测量环境中的温度和湿度信息，并将数据记录传输到中央处理中心进行分析。
温湿度计的精度和灵敏度对于大气观测的准确性至关重要。
2.气压计气压计是测量大气压强的仪器。
大气压强是大气中气体压力的一种表征，对于研究大气运动和曲线潮汐等现象具有重要意义。
气压计通常采用压阻传感器或者水银柱压力计等原理进行测量。
3.风速仪风速仪是测量大气风速和风向的仪器。
风速和风向是描述大气中风的特征参数，对于了解大气动力学、预测天气和研究气候变化非常重要。
风速仪通常采用旋转叶片或者超声波测量的原理进行测量。
三、大气探测的重要性和应用1.气象预报大气探测对于气象预报的准确性和时效性具有重要影响。
通过观测和分析大气中的温度、湿度、气压、风速等要素，可以制定出准确的天气预报，并向公众发布，提醒人们做好防范和准备工作。
大气探测复习要点
大气探测复习要点1 大气探测学研究的对象、任务和特点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。
这种探测既包括目测，也包括器测，既包括直接测定也包括间接测定。
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能活的较多信息的探测方法，正在逐步进入常规观测领域，这些先进的观测方法广泛地应用于大气科学的研究领域，极大地丰富了大气探测的内容。
大气探测是大气科学的一个重要分支，也是大气科学的基础，一方面大气探测为天气分析、预报、科学研究和国民经济各部门提供资料和数据，另一方面大气科学本身的发展也对探测方法提出新的要求，因此大气探测技术的发展程度日益成为大气科学发展水平的标尺。
随着生产和科学的发展，大气探测的范围和内容越来越广泛，观测方法也越来越多样，根据探测的对象和范围，大气探测可分为地面气象观测、高空气象观测和专业性气象探测。
地面气象观测是以目力或仪器对近地面层的大气状况进行观察和测定，观测的项目包括云、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、积雪和电线积冰等。
高空气象观测是利用气球、无线电探空仪、气象探测飞机、气象火箭、气象卫星等对自由大气的温压湿风等要素进行探测。
专业性观测是根据各种不同的专业研究需要套而进行的大气探测工作，如大气污染监测、农业气象观测等。
直接探测：将探测元件直接放入大气介质中测量大气要素，探测元件的物理、化学性质收到大气作用而产生反应的原理。
遥感探测：根据点侧柏在大气中传播过程中信号的变化，反演出气象要素的变化，分为主动遥感和被动遥感。
施放示踪物质：向大气施放具有光学或金属性质的示踪物质，利用光学方法或雷达观测其随气流传播和演变规律，由此计算大气的流动状况。
模拟实验：有风洞模拟和水槽模拟。
风洞模拟大气边界层风、温及区域流畅状况，水槽模拟大气层环路、洋流和建筑物周围环境流场特征。
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《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 (El Niño-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。
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
3
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
大气探测学复习要点(配气象出版社大气探测学)
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。
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精品课程《大气探测学》作业习题
第1章绪论
1.名词解释：大气探测的精确度、灵敏度、惯性、分辨率、量程、代表性、可比性。
2.大气探测学研究的对象、范围和特点是什么？
3.大气探测的发展主要有哪几个时期？
4.简述大气探测原理有哪几种方法？
5.大气探测仪器的性能包括哪几个？
6.如何保证大气探测资料的代表性和可比性？
第2章云的观测
7.熟记三族、十属、二十类云的中文名和国际简写。
8.解释积状云、层状云、波状云的形成机理和基本特征。
9.解释卷积云与高积云、高积云与层积云各有何异同？
10.解释卷层云与高层云、高层云与雨层云、雨层云与层云有何异同？
11.解释荚状、堡状、絮状云、钩状云的形成机理，各代表什么大气气层结状况？
12.解释碎积云、碎层云、碎雨云的外形与成因有何不同？
13.简述对流云从淡积云Cu hum发展到鬃积雨云Cb cap的物理过程。
14.熟记CH、CM、CL云码所代表的云属、云状及其天气意义和演变规律。
15.对下面的记录进行分析，并描述天空状况，包括云状、云量、云的特征及可能伴随出现的天气现象等。
时间 8h 10h 12h 14h 16h
云码 CL1，CM8，CH1 CL2，CM6，CH2 CL2，CM6，CHX CL9，CMX，CHX CL7，CM9，CHX
云量 4/2 6/4 8/6 10/10 10/10-
第3章能见度的观测
16.影响能见度的因子有哪些？
17.气象能见度的定义是什么？
18.白天能见度与夜间能见度的观测有何不同？
19.能见度的器测法主要有哪几种，说明它们的优缺点和工作原理。
20.请写出水平均一大气的目标物亮度方程，并说明方程各项的意义。
21.请写出人眼所见目标物的总视亮度方程，并说明方程各项的意义。
22.请写出目标物一水平天空背景亮度对比度衰减规律方程，并说明各项意义。
第4章天气现象的观测
23.简述形成连续性、间歇性和阵性降水的物理机理及判断特征。
24.如何区别吹雪和雪暴？
25.阐述浮尘与霾；霾与轻雾；浮尘、扬沙、沙尘暴及尘卷风天气现象的形成
机理，并写出其符号。
26.阐述虹、晕和华的区别。
27.译出下列电码：31656，50905，11152，10026，20122，39862，40088，
52052，54000，60061，10025，11308，29060，39665，40026，52146，54000，60032。
第5章温度的观测
28.什么叫温标？常用温标有哪几种？如何换算？
29. 阐述玻璃温度表测温原理。
30. 为什么玻璃水银温度表要定期进行检定？
31.阐述最高最低温度表测温原理。
32.阐述双金属片测温原理。
33.阐述平衡和不平衡电桥测温原理。
34.推导线性化输出平衡电桥电阻r1,r2,r3的计算式。
35.说明温度热滞系数的物理意义及特性。
36.如何测定温度表的热滞系数?
37.一支热滞系数为100S的温度表，温度20℃时，观测环境30℃的空气温度，精度要求为0.1 ℃，需要多少时间
才能观测？
38.百叶箱气温日变化振幅A0 =10℃，要求日振幅误差小于0.1℃，计算热滞系数。
39.在温度测量时，热辐射和热传导误差是怎样产生的？采用那些措施来防止气温测量中出现的热辐射和热传导误
差？
40.在什么情况下，温度表需要一定的惯性？什么情况下，温度表的惯性要小？
第6章空气湿度的观测
41.简述干湿球温度表的测湿原理。
42.干湿球温度表A值与风速有何关系？与哪些因素有关？
43.为什么采用人工通风的干湿球温度表能提高测量精度？
44.简述露点仪的测量原理。
45.影响露点仪测量精度的因素有哪些？
46.简述光谱吸收法、氯化锂测湿法和碳膜湿敏电容测量湿度的原理。
第7章气压的观测
47.简述动槽式、定槽式水银气压表的观测原理。
48.水银气压表误差主要有哪些？说明原理。
49.如何对水银气压表读数进行器差、温度、重力订正。
50.简述空盒气压计、空盒气压表的测压原理。
51.简述空盒气压计的弹性后效、弹性温度效应原理及其解决方法。
52.简述沸点气压计测压原理。
53.已知在北纬400，海拔高度为120m的气象站动槽式水银气压表的气压读数为988.2hPa，器差为0.6hPa，t h=250C，
r=0.60C/100，求：本站气压,海平面气压，及本站气压与海平面气压压差。
54.已知在北纬450，海拔高度为220m的气象站动槽式水银气压表的气压读数为986.1hPa，器差为-0.2hPa，
th,0=250C，th,-12=30.60C，求：本站气压,海平面气压，及本站气压与海平面气压压差。
第8章风的观测
55.推导风向标的风程和阻尼比方程。
56.要求风向标系统精确跟踪风向变动的条件是什么？
57.简述风杯风速计的测量风速的原理。
58.写出风杯风速计的惯性方程，并解释其物理意义。
59.旋转式风速表主要有哪几种？简述它们的测量原理。
60.简述旁热式、直热式热线微风仪的测量原理,并推导风速测量原理方程式。
61.简述超声风速仪的测量原理并推导风速三分量测量原理方程式。
62.简述激光风速仪的测量原理并推导风速测量原理方程式及其存在的问题。
第9章高空风的观测
63.简述经纬仪气球测风原理。
64.单经纬仪测风的优缺点有哪些？
65双经纬仪平面投影法在什么情况下不能使用？
66.双经纬仪垂直面投影法在三种情况下的球高计算公式
67.探空气球的上升公式为：
时，等速上升，求此时气球高度？如果预定200m/min ，求此高度的升速(m=40g , r=30cm , P=1.25kg/m 3 , C D =0.4 , A=188g )？
68.有一球的附加物重B=13g ，灌w=100m/min 的气球，P=780mmHg ，T=-10C ，查出A ，如果平衡器重量是20g ，需要多少砝码？并写出气球灌制步骤。
69.有一球的附加物重B=40g ，灌w=200m/min 的气球，P=770mmHg ，T=10C ，查出A ，如果平衡器重量是150g ，需要多少砝码？并写出气球灌制步骤。
第10章 辐射能的观测
70.气象辐射能的观测项目有那些？并说明它们的测量原理。
71.简述并推导热电式辐射表的测量原理。
第11章 降水蒸发的观测
72.我国气象台站降水观测包括哪三个要素？它们的单位是什么？
73.降水观测的仪器主要有哪三种？简述测量原理？
74.蒸发量观测的仪器有哪些？
75.简述E601蒸发器的测量原理？
76.简述Lysimeter 蒸散量测定仪的测量原理？
77.微气象法测量蒸发的方法有几种？请写出波文比能量平衡法、涡动相关法、梯度法、空气动力学法、Menteith 综合法的原理计算式。
第12章 自动气象观测系统
78.为什么要研制自动气象观测系统？
79.自动气象观测系统主要有哪三种？简述各自的优点。
80.自动气象站主要由哪几部分组成？简述它们的工作原理。
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