大气探测总结 复习资料

绪论

1大气探测原理方法

直接测量：感应元件置于待测介质之中，根据元件性质变化，得到描述大气状况的气象参数。 遥感探测：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。

2大气探测仪器的性能：精确度，灵敏度，惯性（滞后性），分辨率，量程

3气象观测资料的“三性”是什么？其关系如何？

气象观测资料的“三性”是代表性、准确性、比较性。观测资料的代表性、准确性和比较性之间是互相联系、互相制约的。观测资料的代表性是建立在准确性的基础之上的，没有准确性也就谈不上代表性；然而，只有准确性而没有代表性的观测资料，也是难以使用的。同时，观测资料的比较性，也必须以观测资料的代表性和准确性为前提，因为如果观测资料既无代表性，又无准确性，也就没有了时空比较的意义。所以观测资料质量的好坏，均以观测资料的“三性”衡量。

第二章

1云的概念：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。

2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

3云的观测：判定云状、估计云量、测定云高、选定云码

4云形成的基本过程：云的形成过程是空气中的水汽由各种原因达到过饱和而发生凝结或凝华的过程。水汽要凝结成水滴或凝华成冰晶而形成云，必须具备两个基本条件： 一是要有水汽凝结核，二是要有水汽过饱和。形成云的最关键问题：有水汽的过饱和。

使空气中水汽达到过饱和的方式主要有两种：（1）在空气中水汽含量不变的情况下，空气降温冷却。（2）在空气温度不变的情况下，增加水汽含量。

5降温冷却方式：绝热上升冷却、混合冷却、辐射冷却

第三讲 能见度、天气现象、地面状态的观测

1 能见度：就是能够看到周围景物的程度，用目标物的最大能间距离来表示

2 能见度分为：水平能见度、垂直能见度和倾斜能见度

3 影响能见度的基本因子：大气透明度,目标物和背景的属性,眼睛的视觉性能

4 对比视感阈：人眼开始不能从背景上再感觉到目标物时的亮度对比的最小值，用ε表示

5 气象光学视程(MOR)：白炽灯发出色温为2700K 的平行光束的光通量，在大气中削弱至初始值的5%所通过的路径长度，用来表示大气透明度

6 有效能见度：是指周围视野中二分之一以上的范围都能看到的最大水平距离。

7 白天能见度：视力正常(对比视感阀位0.05)的人，在当时天气条件下，能够从天空背景中看到和辨认的目标物(黑色、大小适度)的最大水平距离

夜间能见度：1 假定总体照明增加到正常白天水平，适当大小的黑色目标物能被看到和辨认出的最大水平距离； 2 中等强度的发光体能被看到和识别的最大水平距离

8 与能见度有关的天气现象：雾、轻雾、吹雪、雪暴、扬沙、沙尘暴、浮尘、霾、烟幕 9 气象光学视程的仪器测量:对单色光，比尔-朗伯定律 F 为大气中经过L 路径长度接收的光通量,F0为L=0时的光通量,σ为消光系数.

10 气象光学视程对消光系数的数学表达式:MOR . 11 透射能见度仪：测量平均消光系数，算出能见度。 散射能见度仪：测量散射系数，

计算气象光学视程。在较低气象光学视程下，散射仪测量准确度不如透射仪；散射仪受降水影响较大，且测量值呈现很大的变动性，系统误差较大

0L F F e σ-=ln 0.05ln L T =

9 当雨很小时如何与毛毛雨区分：毛毛雨：落在水面无波纹，落在干地上只是均匀地润湿地面而无湿斑。雨：落在水面上会激起波纹和水花，落在干地上可留下湿斑。

10 如何区别霰和米雪、冰雹和冰粒

霰：白色不透明的圆锥形或球形的颗粒固态降水，直径约2～5毫米，下降时常呈阵性，着硬地常反跳，松脆易碎。米雪：白色不透明的比较扁的或比较长的小颗粒固态降水，直径常小于1毫米，着硬地不反跳。冰粒：透明的丸状或不规则状的固态降水，较硬，着硬地一般反跳。直径小于５毫米。有时内部还有未冻结的水，如被碰碎，则仅剩下破碎的冰壳。激起波纹和水花，落在干地上可留下湿斑。冰雹：坚硬的球状、锥状或形状不规则的固态降水，雹核一般不透明，外面包有透明的冰层，或由透明的冰层与不透明的冰层相间组成。大小差异大，大的直径可达数十毫米。常伴随雷暴出现。

11 如何区别雾凇和雨凇、吹雪和雪暴？

雨凇：过冷却液态降水碰到地面物体后直接冻结而成的坚硬冰层，呈透明或毛玻璃状，外表光滑或略有隆突。雾凇：空气中水汽直接凝华，或过冷却雾滴直接冻结在物体上的乳白色冰晶物，常呈毛茸茸的针状或表面起伏不平的粒状，多附在细长的物体或物体的迎风面上，有时结构较松脆，受震易塌落。吹雪是本地或附近有大量积雪时，强风将积雪吹起所致。能见度<10km。雪暴是本地或附近有大量积雪，强风将地面积雪成团卷起，不能分辨是否在降雪，能见度<1km。区别就在雪暴不能分辨是否在降雪，且能见度有差别。

12 如何区别浮尘与霾、霾与轻雾？

形成浮尘的沙尘是由远处传播而来，而霾不是。一般浮尘的能见度更小，并且垂直能见度也不大。霾常出现在干燥时期，浮尘不一定。霾由大量极细微沙尘均匀漂浮在空气中，使空气混浊，能见距离<10km。常出现在气团稳定较干燥时期。浮尘出现在冷空气过境前后无风或风小时，由远处沙尘经高空气流传播而来。或由或天气过后尚未下沉的沙尘浮游在空中所致。能见距离小于1km，垂直能见度也很差。霾和轻雾的组成不同，霾是大量沙尘漂浮在空气中，而轻雾是由水滴组成。并且霾常出现在气团稳定较干燥时期，而轻雾不一定。轻雾由细小水滴组成的稀薄雾幕。水平能见距离<10km。呈灰白色。早晚较多出现。

13 浮尘、扬沙、沙尘暴之间如何区别？

浮尘是由远处沙尘经高空气流传播而来，或由扬沙、沙尘暴天气过后尚未下沉的沙尘浮游在空中所致。而扬沙、沙尘暴则是由本地或附近的沙尘被吹起所致。浮沉出现在风较小时，但扬沙和沙尘暴出现时风力较大，沙尘暴还常伴有强对流或雷雨过境。一般说来，浮尘和沙尘暴天气的能见度比扬沙更小。扬沙由于本地或附近的沙尘被吹起，使能见度显著下降，能见距离一般为1-10km。天空混浊，风力较大。在北方春夏，冷空气过镜或空气不稳定时出现。沙尘暴成因与扬沙相似，但能见度<1km。风力很大。常伴有强对流或雷雨过境。

14 大风、飑、尘卷风、龙卷风之间如何区别？

大风：瞬间风速达到或超过17.0米／秒（或目测估计风力达到或超过8级）的风。飑：突然发作的强风，持续时间短促。出现时瞬间风速突增，风向突变，气象要素随之亦有剧烈变化，常伴随雷雨出现。尘卷风：因地面局部强烈增热，而在近地面气层中产生的小旋风，尘沙及其它细小物体随风卷起，形成尘柱。很小的尘卷风，直径在两米以内，高度在十米以下的不记录。龙卷：一种小范围的强烈旋风，从外观看，是从积雨云（或发展很盛的浓积云）底盘旋下垂的一个漏斗状云体。有时稍伸即隐或悬挂空中；有时触及地面或水面，旋风过境，对树木、建筑物、船舶等均可能造成严重破坏。

15 何谓地面状态，如何划分：地面状态是未经翻耕保持自然的地表状况地面状态划分为表中的二种类型，二十种状况，并以00--19二十个数码表示

第四讲温度

1 什么是温度？温标？常用温标哪几种？绝对温标是如何确定？它与经验温标如何换算？温度：从宏观上讲，温度是反映物体冷热程度的一个物理量；从微观上讲，温度是描述大量分子运动平均动能的一个物理量，也就是说它反映了大量分子无规则运动的剧烈程度。

温标：我们把衡量温度的尺度称为温标。

确定：开尔文创立了把-273.15℃作为零度的温标，叫做热力学温标或绝对温标，用热力学温标表示的温度叫热力学温度或绝对温度。

换算：t=5/9(τ-32） T=273.16-t

2 地温测量有哪些项目，主要的测量仪器有哪些，各有何特点？

地表温度，地表最高最低温，5,10,15,20厘米地温，40,80,160,320厘米地温

仪器和特点：地面温度表——地面温度表（又称０厘米温度表），地面最高和最低温度表。，曲管地温表——5,10,15,20厘米曲管地温表，直管地温表40,80,160,320厘米直管地温表，地面和浅层地温传感器——地温传感器一般使用铂电阻地温传感器，深层地温传感器

3 试述玻璃液体温度表的测温原理、测量误差。

玻璃液体温度表是利用装在玻璃容器中的测温液体随温度改变引起的体积膨胀，从液柱位置的变化来测定温度的测量误差：基点的永恒位移、玻璃形变引起的误差、刻度误差4 最高温度表的构造与性能：最高温度表的感应部分内有一玻璃针，伸入毛细管，使感应部分与毛细管之间形成一窄道。当温度升高时，感应部分水银体积膨胀，挤入毛细管；而温度下降时，毛细管内的水银，由于通道窄，却不能缩回感应部分，因而能指示出上次调整后这段时间内的最高温度

5 双金属片测温原理：双金属片是将两种膨胀系数不同的金属片焊接在一起。如果膨胀系数大的金属片在下面，膨胀系数小的金属片在上面，当温度升高时，双金属片将成凹形，温度降低时成凸形，随着温度的变化，双金属片的曲率也就随之变化，这样就可利用双金属片曲率随温度变化的特性来测量温度。

6 热电偶测温原理、优点、误差来源

将两个不同的金属导体连接成一个闭合回路。由于不同的导体自由电子密度不同，在接触处就会发生电子扩散，若两端接触点温度不同，就会产生温差电动势，回路就有电流产生。接触点的温差越大，回路中电动势也就越大，利用这种现象测温的就叫热电偶温度表

优点：体积小、惯性系数小、不受辐射影响、不需要供电电流

误差来源：焊接点清洗不干净、元件和焊剂受潮氧化、焊接点伏击产生电解物质而产生的附加化学电动势引起误差、导线导热

7 金属电阻温度表原理、灵敏度因素、材料选择要求

原理：金属导体电阻的阻值随温度的升高而增大，测定金属电阻的阻值，就可知温度

因素：电阻温度系数(正比)、金属电阻率和金属丝长度(正比)、电阻丝截面积(正比)

选择：(1)有较大电阻温度系数(2)与温度有很好的线性关系(3)电阻率大(4)稳定性能好

8 热敏电阻温度表原理：半导体热敏电阻的组织随温度升高而减小

特点：灵敏度高于金属，但稳定性稍差，应用于高空遥测

9 为什么地表温度的测量复杂？

地表面及贴地层的温度梯度往往很大，要使传感器只与土壤表面进行热交换，而不受地表面以下土壤或贴地层空气的影响是不可能的。防辐射问题不能用遮蔽阳光的方法，否则遮蔽处的热交换状况与周围地表将有所不同，而不加遮蔽则阳光直射造成辐射误差影响增大。

即使同一块地面（裸地），由于地表不同部位的物理、化学性能的差别以及平整度和土壤颗粒大小不同，测出来的温度也会有较大的差别。

10 什么叫热滞现象？热滞系数值大小与哪些因素有关？

温度表在与被测介质接触后，如果两者温度不同，就要产生热量交换，以逐渐趋于热平衡状态。但是进行热量交换，建立热平衡需要一定的时间，温度表反映出介质的温度变化，总是落后于实际变化的，温度表的这种性质称为热惯性或热滞现象。热滞系数和温度表在时间内吸收损失的热量，热交换系数，实现热量交换作用的温度表的表面积，温度，介质温度有关 11 防辐射误差的途径：(1)屏蔽辐射(2)增加元件反射率(3)人工通风(4)采用细金属丝元件 防辐射设备：百叶箱、玻璃钢百叶箱、通风干湿表、防辐射罩

第五讲 湿度的测量

1 表示空气湿度的特征量及其定义

水汽压：空气中水汽部分作用在单位面积上的压力，以百帕(hPa)为单位，取一位小数 饱和水汽压Ew 和Ei ：水汽中的水汽压不能无限制的增加，在一定温度下，能够容纳的水汽含量有一个极限值，如果超过这个极限值，就会有一部分水汽凝结成液态水或凝华成冰，这一极限值称为该温度下的饱和水汽压。分为水面Ew 和冰面Ei 两种

相对湿度U ：空气中实际水汽压与当时气温下的饱和水汽压之比。以百分数表示，取整数 露点温度td ：空气在水汽含量和气压不变的条件下冷却达到饱和时的温度。单位以摄氏度表示，取一位小数。当空气中的水汽已达到饱和时，气温与露点温度相同t =td ，而水汽未达到饱和时，t ＞td 。

2 测湿方法：干湿表法、吸收法、凝结法、水汽吸收电磁辐射法、称量法

3 干湿球温度表原理：干湿球温度表是由两支型号完全一样的温度表组成。一支温度表的球部包扎着纱布，用蒸馏水湿润，称湿球温度表，另一支相应称干球温度表，将两支温度表置于相同的环境中。湿球周围空气未达到饱和时，表面的水份蒸发，不断地消耗蒸发潜热，使湿球温度下降；同时，由于气温与湿球的温差使四周空气与湿球产生热交换。在稳定平衡的条件下，湿球温度表蒸发支出的热量将等于由于与四周空气热交换得到的热量。这样在得到干球温度和湿球温度后，根据道尔顿蒸发定律和牛顿换热公式就可求得空气湿度。 误差产生：读数、风速、湿球结冰、湿球纱布及蒸馏水受污染造成误差

4 湿敏电容传感器: 常用的湿敏电容湿度传感器是用有机高分子膜作介质的一种小型电容器,电容量的变化正比于相对湿度.

5 氯化锂湿度片测湿原理:溶液浓度随湿度变化. 氯化锂加热凝结湿度表----露池.

6 毛发湿度计是自动记录相对湿度连续变化的仪器.

7 毛发特性：随空气湿度大小而改变长度的特性，②温度效应，③滞后效应，④瘫痪效应 8 冷镜露点湿度表原理：在一个光洁的金属镜面上等压降温，当降低至露点温度时，金属面上开始有露珠凝结，测定金属片的表面温度，就可确定流过镜面样本空气的露点温度

第六章 气压的测量

1 水银气压表的测压原理：设玻璃管的截面积为Ｓ，水银柱高度为ｈ，水银密度为ρ，ｇ为

重力加速度，则管内水银柱的重量为： 在Ｓ截面上产生的压强为： 水银槽面受到的大气压强为Ｐ，则两者平衡时： 特点：密度大，蒸汽压小，不沾湿玻璃，性能稳定

2 动槽式水银气压表和定槽式水银气压表的构造不同点：动槽式水银气压表的主要特点是有测定水银柱高度的固定“零点”，故每次测定都需调整水银面的高低，使其符合固定零点的位置。才能读取水银柱高度。定槽式水银气压表的最大特点是槽部没有调整水银面的装置，即没有固定零点。不需调整水银面，而采用了补偿标尺刻度的方法，以解决零点位置的变动，它要求内管截面与槽部截面成不变的比例关系。所以，定槽式的内管示度部分直径均匀。

gh S W ρ=gh S gh S S W ρρ==gh

P ρ=

3 水银气压表订正：仪器差、温度差、重力差

4 水银气压表的仪器误差：⑴真空不良的影响产生的误差⑵毛细压缩误差⑶温度的不确定度产生的误差⑷水银蒸气压的影响产生的误差⑸标尺误差⑹安装条件不妥⑺其它误差

5 金属空盒原理：空盒气压表和空盒气压计都是用金属弹性膜盒作为感应元件的，利用这种空盒的弹力与大气压力相平衡的原理来测量气压。当大气压力发生变化时，空盒随之产生形变，把这种形变进行一定程度的放大就可以用来指示气压的变化。

特点：（1）空盒弹性的温度效应（2）空盒的弹性后效

6 膜盒式电容气压传感器原理：感应元件为真空膜盒。当大气压力产生变化时，使真空膜盒的弹性膜片产生形变而引起其电容量的改变，通过测量电容量来测量电压

特点：测量范围快、滞差极小、重复性好、无自热效应

第七章地面风观测

1 风向标测定风向的原理：当风的来向与风向标成某一个交角时，风对风向标产生压力，这个力可分解成平行和垂直于风向标的两个分力。由于风向标头部受风面积较小，尾翼受风面积较大，因而感受的风压不相等，垂直于尾翼的风压产生风压力矩，使风向标绕垂直轴旋转，直至风向标头部正好对着风的来向时，由于翼板两边受力平衡，风向标就稳定在某一位置。

2 旋转风速表的过高效应：对于风杯型风速器，是根据受到的风压的作用，风杯顺着圆锥的凹面方向自由转动，再根据风杯的转速确定风速的大小。当风速增加时转杯能迅速增加转速，以适应气流速度，但当风速减小时，由于惯性影响，转速却不能立即下降。因此，旋转风速表在阵性风里指示的风速一般是偏高，就是所谓的过高效应。

3 格雷码盘特点：格雷码盘将风向标轴的转动角度的度数变换成一个二进制的数字信号。10．

4 热线风速表原理：热线风速表是利用一根被加热的金属丝置于空气中，散热速率与周围空气的流速有关，利用这种特性来测量风速。

5 声风速表原理：利用声波在空气中的传播速度与风速之间的函数关系测量风速

6 对测风仪器的安装要求：测风仪器必须垂直安装；安装测风仪器的杆不能太粗，否则会改变气流的自然状况；仪器应安装在杆的顶端，如果需要安装在杆的中间，则应使用一定长度的横臂，以使风速仪器远离杆柱。由于风比起其它要素来说，更容易受到地形特征的影响。因此，对测风仪器的安装，要尽可能地减小地形地物的影响，以提高记录的准确性和代表性。

第八讲辐射和日照

1 辐射测量单位：（1）辐照度E （2）曝辐量H

2 太阳短波辐射：（1）垂直于太阳入射光的直射辐射S （2）水平面太阳直接辐射S L

（3）散射辐射E d（4）总辐射E g（5）短波反射辐射E r

3 短波反射辐射Er↑：总辐射到达地面后被下垫面向上反射的那部分短波辐射。可用总辐射表感应面朝下测量

大气长波辐射E L↓：大气以长波形式向下发射的那部分辐射，或称大气逆辐射

地面长波辐射E L↑：地球表面以长波形式向上发射的辐射（包括地面长波反射辐射）。与地面温度有密切联系

总辐射：水平面上，天空2π立体角内所接收到的太阳直接辐射和散射辐射之和。

全辐射：短波辐射与长波辐射之和。

净全辐射（辐射平衡）：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值。

净全波辐射E*= Eg↓+EL↓-Er↑-EL↑净短波辐射Eg*= Eg↓- Er↑

净长波辐射El*= EL↓- EL↑

4 辐射基准：世界辐射测量基准WRR，WRR被接受为全辐照度的物理单位，准确度优于0.3%。

5 直接辐射的测定：测定直接辐射使用的是直接辐射表，或称直接辐射强度表。它又分为绝对日射表和相对日射表。绝对日射表可以直接得到以W/m2为单位的日射强度值，而相对日射表则需要通过换算系数将所测得电参数换算成日射强度值，一般要通过与绝对日射表进行比较、检定，才能给出具体数值。

6 使用埃斯川姆日射表应注意下列几点：

(1)日射表的防风作用不良，不能在大风时使用

(2)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％

(3)黑色表面由于潮湿会出现蚀孔，将改变仪器常数，应在保管时加以注意

(4)仪器的露光孔为矩形，视角纵向为10－16°，横向近似约4°，光阑坡度角纵向为0.7－1.0°，横向为1.2－1.6°。当太阳高度低于20°时，地面反射将部分地进入窄长露光孔

(5)温度较高时，硬橡皮底座会拉断锰铜片

(6)一般，绝对日射表只用来标定相对日射表，因此除非天气条件合适，晴朗无风以及能见状况良好，否则是不宜动用的

7 环日辐射：进行日射观测时，仪器可测定的除直接来自日盘的短波辐射意外，还有一部分来自太阳周围半径2.5°天空范围内的散射，称为环日辐射。太阳的张角约为0.5°，如果用一个圆筒将大于0.5°张角的散射辐射挡住，这时仪器的露光孔就很难对准太阳，观测起来也很不方便。

8 相对辐射强度表原理：感应部分是一块熏黑的薄银片，背后贴有热电偶堆，排列成环形锯齿状，，由锰铜康铜片串联而成，热接点固定在银盘背面，冷接点贴附在铜环的口边上，以维持与仪器处在同一的热状态。热电偶的两端用导线引出筒外，接到电流表上，感应部分外遮有镀铬的防护罩，进光筒前沿有一个小孔，对准太阳时，光点恰好落在后面屏蔽的黑点上。

9 日照时数:日照时数指太阳在一地实际照射的时数。

测量方法：直接辐射测量法，日照计，暗筒式，聚焦式

第九章积雪冻土

1 降水量：指从天空降落到地面上的液态或固态(经融化后)降水，未经蒸发、渗透和流失而在水平面上积聚的深度。以mm为单位，取一位小数。纯雾、露、霜、雾淞、吹雪、冰针的量按无降水处理，当其与降水伴见时也不扣除其量

降水强度：指单位时间的降水量。通常测定5分钟、10分钟和1小时内的最大降水量。强度分类：小(0.1-2.5mm/h) 中(2.6-8.0) 大(8.1-15.9) 暴(>16.0)

2 影响降水量测定的因素:雨水溅失蒸发损失风造成的误差

3 翻斗式遥测雨量计的构造:翻斗式遥测雨量计是由感应器、记录器和电源组成的有线遥测雨量仪器。感应器由承水器、上翻斗、计量翻斗、计数翻斗、干簧管等组成。记录器由计数器、记录笔、自记钟、控制线路板等构成。缺点：只能测量液体

原理：承水器收集的降水通过接水漏斗进入上翻斗，当计量翻斗承受的降水量为0.1mm 时，计量翻斗将降水倒入计数翻斗，使计数翻斗翻转一次。计数翻斗在翻转时，与其相关的磁钢对干簧管扫描一次，干簧管因磁化而瞬间闭合一次。这样，降水量每次达到0.1mm时，就送出一个开关信号，采集器就自动采集存储0.1mm降水量

4 积雪深度、雪压观测：观测地段，应选择在观测场附近平坦、开阔的地方。

5 蒸发量：一定口径蒸发器中，一定时间间隔因蒸发失去的水层深度，mm为单位

蒸发量=原量+降水-余量

第十章，自动气象观测系统

1 自动气象站定义：自动气象站是一种能自动地观测和存储气象观测数据的设备。

分类：有人自动站、无人自动站；实时自动站、非实时自动站。

2 自动气象站的基本构成：自动气象站由硬件和系统软件组成,硬件包括传感器,采集器,通信接口,电源,计算机等,系统软件有采集软件和业务应用软件。还应配置远程监控软件，将自动气象站与中心站连接形成自动气象站网。

工作原理：随着气象要素值的变化，自动气象站各传感器的感应元件输出的电量产生变化，这种变化量被CPU实时控制的数据采集器所采集，经过线性化和定量化处理，实现工程量到要素量的转换，再对数据进行筛选，得出各个气象要素值，并按一定的格式存储在采集器中。

3.自动气象站的主要功能：⑴自动采集气压、温度、湿度、风向、风速、雨量、蒸发量、日照、辐射、地温等全部或部分气象要素⑵按业务需求通过计算机输入人工观测数据

⑶按照海平面气压计算公式自动计算海平面气压；按照湿度参量的计算公式计算水汽压、相对湿度、露点温度以及所需的各种统计量⑷编发各类气象报告⑸形成观测数据文件

⑹编制各类气象报表⑺实现通讯组网和运行状态的远程监控

4 自动气象站常用的传感器：气压——振筒式气压传感器、膜盒式电容气压传感器

气温——铂电阻温度传感器；湿度——湿敏电容湿度传感器

风向——单翼风向传感器；风速——风杯风速传感器

5 自动气象站数据采集器的主要功能：数据采集器是自动气象站的核心，其主要功能是数据采集、数据处理、数据存储及数据传输等。

6 自动气象站观测要素的极值选取：最大风速从10分钟平均风速值中选取

第十二章高空温湿压风的探测

1.测定高空风有哪几种方法？这些方法有什么特点？

①根据气流对测风仪器的动力作用来测定个高度上的风力和风速：广泛用于地面风，测高空风需要升空装置。②轨迹法：用来测风的飘浮物体，要求其惯性很小，没有相对于空气的水平运动的对象才能作为气流水平方向运动轨迹的示踪物。示踪物在水平方向运动的方向和速度就是风向、风速。需要指出的是，这样求出的风向、风速是某一时段或某一气层厚度内气流方向和速度的平均值

2 气球测风原理：由于氢气本身有质量，产生一个向下的力，用Vγ表示（γ为氢气的质量密度）。气球的球皮和附加物也有重量，产生一个向下的力，设为B。把与气球同体积的空气重力与氢气重力之差，称为总举力，用E表示，即：E=V（ρ-γ)g 把总举力与气球的球皮和附加物产生的重力之差称为净举力。用A表示A=E-B=V（ρ-γ)g-B 总举力不能够完全决定气球能否上升，只有净举力才能完全决定

3 影响气球的因子：⑴A与B影响：升速与净举力A，球皮及附加物重量B重量有关，要使升速增大，必须要增大A或减小B ⑵空气密度ρ的变化⑶空气阻力系数⑷大气中垂直气流

⑸渗透和扩散的影响⑹畸形和上升中的翻滚，阻力增大，气球升速变小。

4 单经纬仪测风的基本原理：某一瞬时，气球在空间的位置对地面有一个垂直投影点，测得在某一个时段内气球投影点的位移，就是气球在这段时间里的水平位移，据此就可以测定这一时段所对应的高度上的风向和风速。

5 雷达测角是以天线能够定向发射和接收电磁波为依据的。

6 探空仪的测量原理：在升空中，热敏电阻、压力传感器、湿敏电阻分别随空气的温度、湿度、气压的变化而改变阻值大小或输出电压大小；这些变化值通过智能转换器转变成不同的二进制数据，智能转换器同时将这些探测到的气象资料信息，调制到载波中心频率1675+-3MHz的发射机上，使其产生不同的工作状态，向地面GFE（1）型二次测风雷达发射温度、湿度、气压的无线电二进制代码和测距应答脉冲，以完成0~30km垂直高度的温、压、湿、风向和风俗的综合探测。

7 探空仪的基本要素：传感器、智能转换器、发射机。

习题

1 淡积云、浓积云、秃积雨云、鬃积雨云，它们之间的区别界限是什么？

主要是对流发展的程度（1）淡积云：扁平的积云，垂直发展不盛，在阳光下呈白色，厚的云块中部有淡影，晴天常见。（2）浓积云：浓厚的积云，顶部呈重叠的圆弧形凸起，很像花椰菜；垂直发展旺盛时，个体臃肿、高耸，在阳光下边缘白而明亮。有时可产生阵性降水。（3）秃积雨云：浓积云发展到鬃积雨云的过渡阶段，花椰菜形的轮廓渐渐变得模糊，顶部开始冻结，形成白色毛丝般的冰晶结构。秃积雨云存在的时间，一般比较短。（4）鬃积雨云：积雨云发展到成熟阶段，云顶有明显的白色毛丝般的冰晶结构，多呈马鬃状或砧状。

2 卷积云和高积云、高积云和层积云，各有何异同之处？

（1）共同点：云块比较小，一般成群，成行，呈波状排列；不同点：卷积云呈白色细鳞片状，像微风吹拂水面而成的小波纹；而高积云在厚薄，形状上有很大差异，薄的云呈白色，能见日月轮廓，厚的云呈暗灰色，日月轮廓分辨不清，常呈扁圆状，瓦块状，鱼鳞片或水波状的密集云条。

（2）共同点：云块在厚薄，形状上都有很大差异，云块一般成群，呈层，呈波状排列；不同点：高积云云块较小，轮廓分明常呈扁圆状，瓦块状，鱼鳞片或水波状的密集云条，层积云云块一般较大，有的成条，有的成片，有的成团；高积云薄的云块呈白色，能见日月轮廓，厚的云块呈暗灰色，日月轮廓分辨不清，层积云常呈灰白色或灰色，结构比较松散，薄的云块可辨太阳的位置。

3 积雨云的出现可能会带来的天气现象：雷暴、阵雨（雪），或有雨（雪）幡下垂。有时产生飑或降冰雹。云底偶有龙卷产生。

4 金属电阻温度表与热敏电阻温度表的测温特性有何不同？

金属电阻温度表:金属导体电阻的阻值随温度的升高而增大根据电阻和温度的这种关系，只要测定金属电阻的阻值，就可知导体所处环境的温度。

半导体热敏电阻的阻值随温度的升高而减小，因此它具有负温度系数,根据电阻和温度的这种关系，只要测定电阻的阻值，就可知半导体所处环境的温度。

云的特征

低云

1、积云Cu 生成的云体垂直向上发展；消散时向水平方向扩展，常为分散孤立大云块。个体明显，底部较平，顶部成圆弧形或重叠的圆弧形突起。云块之间多不相联。

（1）淡积云Cu hum 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）碎积云Fc 在淡积云形成之前或积云被风吹散时，会形成边缘破碎、轮廓不完整、形状多变的碎积云

（3）浓积云Cu cong 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

2、积雨云Cb 云体庞大、浓厚，很象耸立的高山，顶部已开始冻结，呈白色，轮廓模糊，有的有毛丝般的纤维结构。云底阴暗，气流混乱，起伏明显，有时呈悬球状结构，常有雨幡下垂，或伴有碎雨云

（1）秃积雨云Cb calv 云顶已开始冻结，云顶花椰菜形的轮廓渐渐模糊，丝絮状结构还不太明显，云体其余部分仍具有浓积云特征。

（2）鬃积雨云Cb cap 云顶白色，丝絮状结构明显，常呈马鬃状和铁砧状，底部阴暗，气流混乱

3、层积云Sc 云块较大，在厚薄、形状上有很大差异，常呈灰白或灰色。薄的云可辨别太阳位置，厚的云比较阴暗。云块常成群、成行或成波状排列。布满天空，犹如大海的波涛（1）透光层积云Sc tra 云块较薄、呈灰白色，排列整齐，云块之间常有明显缝隙，边缘比较明亮

（2）蔽光层积云Sc op 云块较厚，呈暗灰色，云块之间无缝隙，常密集成层，底部有明显的波状起伏，常布满全天，可产生降水

（3）积云性层积云Sc cug 云块较大，呈灰白色，多为条状，顶部具有积云特征。

（4）堡状层积云Sc cast 云块细长，底部平整，顶部凸起，有垂直发展地趋势。远处看去，好象城堡或长条形锯齿

（5）荚状层积云Sc lent 中间厚、边缘薄，形似豆荚、梭子状的云条。个体分明。

4、层云St （1）层云St 云体均匀成层，呈灰色，很象雾，云底很低，但不接触地面（2）碎层云Fs 云体为不规则的碎云片，形状多变，移动较快，呈灰色或灰白色

5、雨层云Ns (1) 雨层云Ns 灰暗的均匀云层，能完全遮蔽日月，云底常伴有碎雨云。云底混乱，没有明显的界限，云层水平分布范围很广，常布满全天。

（2）碎雨云Fn 云体低而破碎，形状多变，移动较快，呈灰色或暗灰色，常出现在雨层云、积雨云或高层云下。

中云

1、高层云As 云体均匀成层，呈灰白色或灰色，云体常有条纹结构，多出现在锋面云系中，常布满全天

（1）透光高层云As tra 薄而均匀的云层，呈灰白色，日月朦胧可见，好像隔了一层毛玻璃（2）蔽光高层云As op 云体较厚，厚度较均匀，呈灰色，布满全天，不见日月，可产生连续性或间歇性降水

2、高积云As 云块较小，轮廓分明，在厚薄、形状上差异很大，薄的云块呈白色，能见日月轮廓；厚的云块呈灰色，日月轮廓分辨不清。常呈圆形、瓦块状、鱼鳞片或水波状的密集云条。并且，成群、成行、成水波状排列

（1）透光高积云Ac tra 云块较薄，呈白色，向一个或者两个方向整齐排列，云块之间有明显缝隙，能辨别日月位置

（2）蔽光高积云Ac op 云块较厚，个体密集，云块间无缝隙，不透光，不能辨别日月位置。有短时降水产生

（3）荚状高积云Ac lent 云块呈白色，中间厚，边缘薄，轮廓分明，呈豆荚状或椭圆形。当日、月光照射云块时，常产生彩虹。多由过山气流，或上升、下沉气流汇合而成。

（4）积云性高积云As cug 云块大小不一，呈灰白色，外形略有积云特征，是由衰退的积云或积雨云扩展而成。

（5）絮状高积云As flo 云体边缘破碎，像棉絮团，呈灰色或灰白色。是由强烈的湍流作用将湿空气抬升而形成的。预示将有雷阵雨天气来临

（6）堡状高积云As cast 与堡状层积云相似，但云块较小，高度较高。

高云

1、卷云Ci 云体具有纤维状结构，通常成白色，有柔丝般的光泽，多呈丝条状、片状、羽毛状、钩状、团状、砧状等

（1）毛卷云Ci fil 云块很薄，呈白色，毛丝般的纤维状结构清晰，云丝分散，形状多变，日、月光透过云体地物阴影很明显

（2）密卷云Ci dens 云体较厚，薄的部分呈白色，厚的部分略有淡影，边缘毛丝般纤维结构仍较明显。云丝密集，融合成片

（3）伪卷云Ci not 积雨云崩溃消散时，从积雨云顶部脱离的云。云体大而厚密，呈铁砧状（4）钩卷云Ci unc 云体很薄，呈白色，云丝往往平行排列，向上的一头有小钩，像逗号2、卷层云Cs 云体均匀成层，透明或呈乳白色，透过云层日月轮廓清晰，地物有影，常有晕的现象出现

（1）薄幕卷层云Cs nebu 云体很薄而又均匀，毛丝般的纤维结构不明显

（2）毛卷层云Cs fil 云体薄而不很均匀，毛丝般纤维结构较明显。有时像大片薄的密卷云3、卷积云Cc 云块个体很小，呈白色细鳞片状，常成行、成群排列整齐，很像微风吹拂水面而成的小波纹