现代大气探测学-第六讲-气压的测量-夏俊荣
南京信息工程大学大气探测复习资料
南京信息工程大学大气探测复习资料第一章大气探测⒈大气探测学研究的定义、范围和特点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。
这种探测即包括目测，也包括器测；即包括直接测量，也包括间接测量。
地面气象观测：对近地面层的大气状况进行观察和测定。
包括云、能见度、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。
高空气象观测：利用气球、无线电探空仪、气象探测飞机、气象火箭、气象雷达和卫星等对自由大气的温、压、湿、风等要素进行探测。
专业性气象探测：根据不同的专业要求需要进行，如大气污染监测、农业气象观测特点：理论与实践相结合，基础性、前沿性⒉直接测量和间接测量指什么？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。
间接测量：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。
可以分为主动遥感和被动遥感两种方式。
⒊大气探测仪器的性能包括哪几个？惯性（滞后性），灵敏度，准确度和精密度，分辨率（力），量程。
⒋气象业务组织分哪几类？基准气候站：300-400，24次。
基本气象站：150，8次。
一般气象站：50，3次或4次。
高空气象站：300，2次或3-4次。
⒌地面观测场地要求及仪器布置。
25*25平方米；四周空阔平坦，能代表本地较大范围；四周10m 内不能种植高杆作物均匀草坪，草高不超过20cm，不准种植作物；设1.2m高稀疏围栏，内设0.3-0.5m宽小路，且只准在小路上行走，小路下建线缆沟或埋设线缆管。
⒍大气探测的三性要求指什么？代表性、准确性、比较性。
第二章云的观测⒈掌握3族10属29类云的特征和符号简写（主要是会识别云）⒉云量、云高的定义及观测方法云量是指云遮蔽天空视野的成数。
云量观测包括总云量（观测时天空被所有的云遮蔽的总成数）、低云量（观测时天空被低云族的云遮蔽的总成数）。
《大气探测学》教学大纲
大气探测学（Atmospheric Observations）一、课程基本情况课程类别：学科基础课课程学分： 3 学分课程总学时： 48 学时，其中讲课： 44学时，实验（含上机）： 4 学时，课外 0 学时课程性质：必修开课学期：第2学期先修课程：大学物理适用专业：大气物理教材：孙学金等，大气探测学，气象出版社，2009。
开课单位：大气物理学院大气物理系二、课程性质、教学目标和任务大气探测是指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的过程和方法。
大气探测学是大气科学专业的重要分支，是研究获取大气物理和化学性质的原理、技术和方法的一门学科。
通过这门课的学习，使学生掌握地面和高空各种气象要素的观测原理、方法、仪器结构、使用规范以及探测误差；熟悉我国正在建设的综合气象观测系统的设计方案、总体构成和发展趋势，并使学生了解国内外1990年代以来的主要大气探测技术。
本课程主要讲授常规气象站地基（云、能、天、温、压、湿、风、降水、蒸发、积雪、辐射、日照、大气电场、自动气象站）和高空（高空温、压、湿、风）探测技术，并简要介绍气象雷达和卫星观测技术。
三、教学内容和要求第1章绪论（2学时）1.1大气探测的发展史和趋势（1学时）（1）了解大气探测发展史；（2）理解大气探测对象和趋势；（3）掌握大气探测任务和特点；重点：大气探测任务和特点难点：大气探测的任务1.2气象观测工作的组织和“三性”要求（1学时）（1）了解气象观测的组织形式；（2）理解气象观测的基本流程及时间；（3）掌握气象观测的“三性”要求；重点：观测的“三性”要求难点：观测的“三性”要求第2章云的观测（4学时）2.1云的分类、特征及形成（2学时）（1）了解云分类的研究历史；（2）理解云的分类标准；（3）掌握云的名称及主要特征；重点：云的名称和主要特征难点：云的主要特征2.2云量的观测（1学时）（1）了解云量的定义；（2）理解云量的自动观测；（3）掌握云量的计算方法；重点：云量的计算方法和自动观测难点：云量的计算方法2.3云高的观测（1学时）（1）了解云高的定义；（2）理解云高的三种仪器观测方法；（3）掌握激光云高仪的探测原理；重点：云高的三种仪器观测方法难点：激光云高仪的探测原理第3章能见度的观测（2学时）3.1能见度及其影响因子（0.5学时）（1）理解能见度的影响因子；（2）掌握能见度的定义；重点：气象光学视程、能见度和有效水平能见度的定义；难点：气象光学视程的理解3.2能见度的目测（0.5学时）（1）理解夜间能见度目测方法；（2）掌握白天能见度目测方法；重点：白天能见度的定义及计算难点：白天能见度的观测方法3.3能见度的仪测（1学时）（1）掌握透射式能见度仪的探测原理；（2）掌握散射式能见度仪的探测原理；重点：基于布格-朗伯定律的能见度探测原理难点：散射式能见度仪的探测原理第4章天气现象的观测（2学时）4.1天气现象的分类和特征（1学时）（1）掌握天气现象的定义和符号；重点：降水现象、视程障碍现象和地面凝结现象；难点：不同视程障碍现象的区别4.2天气现象的仪测（0.5学时）（1）理解降水类型自动识别技术；（2）理解现在天气现象仪的工作原理；重点：现在天气现象仪工作原理难点：降水类型自动识别技术4.3闪电的测量（0.5学时）（1）掌握闪电定位的基本原理；（2）掌握大气电场测量的基本方法重点：定向法和时差法的基本原理，旋转式静电场仪的工作原理；难点：定向法和时差法的基本原理第5章温度的测量（4学时）5.1温标及测温要求（0.5学时）（1）掌握温标的换算；（2）掌握气象台站测温要求；重点：温度测量的高度、时间、精度和误差；难点：温标的换算5.2温度的仪器测量（2学时）（1）掌握玻璃液体温度表的测温原理及结构；（2）掌握金属电阻温度表的测温原理及结构；（3）掌握半导体热敏电阻的测温原理及结构；（4）掌握热电偶温度表测温原理及结构；重点：各种测温元件的工作原理及结构难点：各种测温元件的误差分析5.3热滞效应（1学时）（1）理解热滞效应的原因及热滞系数的含义；（2）掌握热滞误差的计算；重点：热滞系数和热滞误差难点：热滞误差计算5.4 气温测量的防辐射方法（0.5学时）（1）理解气温测量中防辐射的重要性（2）掌握气温测量中防辐射方法和设备重点：防辐射方法和设备难点：防辐射设备对气温测量的影响第6章湿度的测量（4学时）6.1湿度参数和测湿方法（0.5学时）（1）掌握各种湿度参量的定义及相互换算；（2）理解五种主要测湿方法的基本原理；重点：混合比、比湿、绝对湿度、水汽压、相对湿度、露（霜）点温度定义；难点：各种湿度参数之间的相互换算6.2热力学测湿法（1学时）（1）掌握干湿表测湿原理及结构；（2）理解干湿表系数和测湿误差；重点：干湿表测湿原理和干湿表系数的影响难点：干湿表测湿误差6.3吸湿测湿法（1学时）（1）掌握毛发湿度表测湿原理；（2）掌握三类电学测湿元件测工作原理；重点：毛发湿度表、高分子湿敏电容、碳膜湿度片和氯化锂湿度片测湿原理和结构难点：电学测湿元件工作原理6.4 露点和光学测湿法（1学时）（1）掌握露点仪的测湿原理和结构（2）理解红外湿度计的测量原理重点：露点仪和红外湿度计测湿原理难点：露点仪测湿原理6.5 测湿仪器的检定（0.5学时）（1）理解四种湿度检定方法的原理重点：四种湿度检定方法的原理难点：四种湿度检定方法的原理第7章气压的测量（3学时）7.1力平衡式测压（1学时）（1）掌握水银气压表测压原理和结构；（2）掌握空盒气压表测压原理和结构；（3）理解水银气压表的读数订正；重点：水银气压表和空盒气压表测压原理；难点：动槽和定槽水银气压表的操作和误差7.2气压传感器（1学时）（1）掌握振筒气压计的测压原理及结构；（2）理解硅压阻式气压传感器的测压原理及结构；（3）理解沸点气压计的测压原理及结构；重点：振筒气压计的工作原理及结构难点：振筒气压计的测压计算方法7.3海平面气压计算和气压表基准（1学时）（1）掌握海平面气压计算方法；（2）了解气压表的基准；重点：海平面气压计算方法难点：海平面气压计算方法第8章地面风的测量（4学时）8.1风的表示法及其测量方法（1学时）（1）掌握风向风速的表示法；（2）理解风的各种测量方法的基本原理；重点：风速（风级）、风向的定义及记录方法；难点：平均分风的计算8.2风向的测量（1学时）（1）掌握风向标的测风原理及结构；（2）掌握风向的转换方法及测量误差；重点：风向标的测风原理及结构难点：风向的转换方法8.3风速的测量（2学时）（1）掌握旋转式、压力式、散热式、声学和光学等风速测量仪器的工作原理；（2）了解各类风速测量仪器的适用条件及误差；重点：旋转式、散热式、声学风速测量仪器的工作原理难点：散热式、声学风速测量仪器的风速计算第9章降水、积雪和蒸发的测量（3学时）9.1降水量的测量（2学时）（1）掌握降水量、降水强度的定义；（2）掌握雨量筒、翻斗式、虹吸式、称重式雨量计的工作原理；（3）理解电学和光学雨量计的工作原理；（4）理解降水测量中的误差；重点：雨量筒、翻斗式、虹吸式、称重式雨量计的工作原理难点：电学和光学雨量计的工作原理9.2积雪深度的测量（0.5学时）（1）掌握雪深的人工测量方法；（2）掌握超声雪深传感器的工作原理；重点：超声雪深传感器的工作原理难点：超声雪深传感器的工作原理9.3蒸发量的测量（0.5学时）（1）了解蒸发量的测量误差；（2）掌握蒸发量的定义；（3）掌握小型蒸发器的测量方法及结构；（4）掌握E601B型蒸发器的自动测量原理及结构；重点：小型蒸发器和E601B型蒸发器的测量原理难点： E601B型蒸发器的测量原理第10章辐射能和日照时数的测量（4学时）10.1辐射能的测量（3学时）（1）理解辐射基本物理量的定义；（2）掌握气象辐射观测项目的定义和符号；（3）掌握热电式辐射传感器的测量原理；（4）掌握各类气象辐射观测项目的测量仪器结构及其工作原理；（5）了解各种辐射观测仪器的安装要求；重点：直接辐射、总辐射、散射辐射、全辐射、净辐射和长波辐射的测量原理难点：热电式辐射传感器的测量原理10.2日照时数的测量（1学时）（1）掌握日照时数的定义；（2）理解可照时数的定义（3）掌握暗筒式、聚焦式和双金属片日照计的结构和工作原理；（4）了解光电式日照传感器的工作原理；重点：日照时数的定义，暗筒式、聚焦式和双金属片日照计的工作原理难点：暗筒式、聚焦式和双金属片日照计的工作原理第11章自动气象站（3学时）11.1自动气象站的硬件结构与设计（1学时）（1）了解自动站外部设备的架构；（2）理解数据采集器工作原理（3）掌握自动站气象传感器的工作原理；重点：自动站气象传感器的工作原理、数据采集器工作原理难点：自动站气象传感器的工作原理11.2自动站软件与数据处理（1学时）（1）了解自动站软件组成；（2）理解自动站数据质量控制方法；（3）掌握自动站数据采样和过滤方法；重点：自动站数据质量控制方法、自动站数据采样和过滤方法难点：自动站数据采样和过滤方法11.3边界层探测（1学时）（1）了解边界层系留探空系统；（2）理解风廓线雷达和微波辐射计探测原理；重点：风廓线雷达和微波辐射计探测原理难点：风廓线雷达和微波辐射计探测原理第12章高空风的探测（3学时）12.1气象气球（1学时）（1）了解气象气球的类型；（2）理解气象气球的运动特征；（3）掌握气球升速的计算方法；重点：气象气球的运动和升速难点：气球升速的计算方法12.2气球位置的确定（1学时）（1）掌握光学经纬仪的测量原理；（2）掌握无线电经纬仪的测量原理；（3）掌握测风雷达的测量原理；（4）理解GPS的测风原理；重点：经纬仪、测风雷达和GPS的测风原理难点：GPS的测风原理12.3高空风的计算（1学时）（1）掌握单点测风法和基线测风法；（2）理解导航测风法；（3）掌握规定高度风和合成风的计算重点：单点测风法和基线测风法，规定高度风和合成风的计算难点：规定高度风和合成风的计算第13章高空温压湿的探测（2学时）13.1无线电探空仪（1学时）（1）掌握机械式探空仪的组成和测量原理；（2）掌握数字式探空仪的组成和测量原理；（3）理解GPS探空仪的测量原理；重点：机械式和数字式探空仪的组成和测量原理难点：数字式探空仪的测量原理13.2高空温压湿的测量（1学时）（1）了解探测的准备过程；（2）掌握探测的实施过程；（3）理解探测记录的处理原理；重点：高空温压湿探测的全过程难点：探测记录的处理第14章主动式大气遥感（2学时）14.1电磁波传输基础知识（0.5学时）（1）了解电磁波波谱；（2）理解电磁波在大气中的折射、散射、吸收和衰减；（3）理解电磁波的多普勒效应；重点：电磁波在大气中的折射、散射、吸收和衰减难点：电磁波在大气中的折射和散射原理14.2天气雷达遥感（1学时）（1）掌握天气雷达构成和基本工作原理；（2）理解天气雷达参数和雷达气象方程；（3）了解雷达探测气象目标特性及多普勒速度谱分析方法；重点：天气雷达构成、基本原理、雷达参数和雷达气象方程难点：雷达参数和雷达气象方程14.3激光雷达、RASS系统和GNSS系统（0.5学时）（1）了解激光雷达种类、遥感原理及其气象应用；（2）了解声雷达和RASS系统遥感原理及其气象应用；（3）了解GNSS遥感原理及其气象应用；重点：激光雷达、RASS和GNSS的遥感原理及应用难点：激光雷达、RASS和GNSS的遥感原理第15章被动式大气遥感（2学时）15.1气象卫星基础知识（0.5学时）（1）了解基本辐射量及辐射定律；（2）了解气象卫星发展历史及主要遥感仪器；（3）掌握气象卫星轨道及其相关参数；重点：气象卫星轨道及其相关参数难点：气象卫星轨道参数和辐射定律15.2可见光、红外和微波遥感原理（1学时）（1）了解可见光遥感方程及气象应用；（2）了解红外遥感方程及气象应用；（3）了解微波遥感方程及气象应用；重点：遥感方程及气象应用难点：遥感方程的理解15.3气象卫星数据的接收和处理（0.5学时）（1）了解极轨和静止卫星资料接收系统；（2）理解气象卫星资料预处理流程；（3）了解气象卫星产品的应用；重点：卫星资料接收系统、资料预处理流程和产品应用难点：气象卫星资料预处理流程四、课程考核（1）作业等：作业： 3 次，课程论文：0 篇；（2）考核方式：闭卷考试（3）总评成绩计算方式：平时成绩、期中考试成绩和期末考试成绩等综合计算五、参考书目王振会等，大气探测学，气象出版社，2011.张文煜等，大气探测原理与方法，气象出版社，2007.张霭琛等，现代气象探测（第2版），北京大学出版社，2015.WMO,气象仪器和观测方法指南（第六版），中国气象局网络监测司，2005.WMO，Guide to Meteorological Instrumentsand Methods of Observation (seventh edition),2008.大气探测学实验Practices of Atmospheric Observations一、课程基本情况课程总学时：48实验总学时： 4学分：3开课学期：第2学期课程性质：必修对应理论课程：大气探测学适用专业：大气科学教材：孙学金等，大气探测学，气象出版社，2009开课单位：大气物理学院大气物理系二、实验课程的教学目标和任务大气探测是指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的过程和方法。
第12章 高空气压、温度和湿度测量43页word
第12章高空气压、温度和湿度的测量12.1概述12.1.1定义下列定义源自WMO（1981；1992），均与使用无线电探空仪进行高空测量有关。
无线电探空仪（Radio sonde）：由气球携带的仪器，装备有用于测量一个或几个气象变量（气压、温度、湿度等）的传感器穿过大气并借助无线电发射机将探测讯号传送给观测站。
无线电探空观测(Radio sonde observation)：通过无线电探空仪在上空大气中观测气象变量，这些变量通常是气压、温度和湿度。
注：无线电探空仪可系于一气球下升空或从飞机、火箭上下投（下投探空仪）。
无线电探空站(Radio sonde station)：采用电子学方法观测高空的气压、温度和湿度的测站。
高空观测(Upper air observation)：在自由大气中以直接或间接方式进行的气象观测。
高空站、高空天气站、探空站(Upper air station, upper air synoptic station, aerological station)：进行高空观测的地面站。
探空(Sounding)：通过由气球、飞机、风筝、滑翔机等携带的仪器测定一个或几个高空气象变量。
本章主要论述无线电探空仪系统。
采用特殊的平台，特殊的设备进行探测，或通过遥感方法进行的间接探测，将在本指南第Ⅱ编有关章中讨论。
无线电探空系统通常用于探测气压、温度和相对湿度。
在大多数业务台站，无线电探空仪器系统也用于高空风探测（见第13章）。
另外有些无线电探空随同大气成分，如臭氧浓度或放射性物质的感应系统一起飞升。
这些附加的探测项目本章不涉及。
12.1.2高空探测中使用的单位无线电探空仪观测使用的气象变量的测量单位分别是气压用百帕，气温用摄氏度以及相对湿度用百分数。
相对湿度采用水面上的饱和水汽压的百分数，即使在温度低于0℃也是这样。
在高空观测中使用的位势高度单位是标准位势米，定义为0.980665动力米。
在对流层中，位势高度近似等于以米表示的几何高度。
大气压力的实验测量与计算
大气压力的实验测量与计算大气压力是指大气在某一点上对单位面积的压力。
在平常生活中，我们经常可以感受到大气压力的存在，例如当我们在高楼顶层坐电梯下降时，耳朵会感到压力的变化；当我们乘坐高速列车通过隧道时，耳朵也会感到压力的变化。
这些都与大气压力的变化有关。
因此，测量和计算大气压力是一个重要的实验项目。
一、实验目的通过实验测量大气压力，并进行计算。
二、实验器材1. 大气压力计2. 大气压力计支架3. 大气压力计传感器4. 计算机三、实验步骤1. 将大气压力计支架放置在水平台面上，使其稳定。
2. 将大气压力计安装在支架上，并确保其处于垂直状态。
3. 打开大气压力计传感器，连接至计算机。
4. 打开计算机上的大气压力计软件，并进行校准。
5. 点击软件上的测量按钮，开始测量大气压力。
6. 等待一段时间后，读取大气压力计的测量结果，并记录下来。
7. 反复进行多次测量，以获得准确的数据。
8. 根据测量结果计算出大气压力的平均值，并记录下来。
四、数据处理与结果分析根据实验步骤得到的数据，我们可以进行以下的数据处理和结果分析：1. 将每次测量得到的大气压力数值相加，然后除以总次数，得到平均大气压力的数值。
例如，如果进行了5次测量，得到的大气压力数值分别为101.3 kPa、101.2 kPa、101.4 kPa、101.1 kPa和101.2 kPa，则平均大气压力的数值为(101.3 + 101.2 + 101.4 + 101.1 + 101.2) / 5 = 101.24 kPa。
2. 根据大气压力的单位，我们可以将其转化为标准单位帕斯卡（Pa）或毫米汞柱（mmHg）。
常用的大气压力单位换算关系如下：1 kPa = 1000 Pa = 7.5 mmHg。
通过换算，我们可以得到大气压力的标准单位数值。
5. 结果及讨论通过上述实验步骤，我们成功测量到了大气压力的数值，并进行了相应的数据处理和结果分析。
实验结果反映了大气压力的实际情况，并证明了大气压力测量与计算的方法是可行的。
大气压力实验报告
大气压力实验报告大气压力实验报告引言大气压力是指地球表面上空气对单位面积的压力，是气象学中的一个重要参数。
了解大气压力的变化规律对于天气预报、气候研究以及工程设计都具有重要意义。
本实验旨在通过测量大气压力的变化，探究其与海拔高度、气温和湿度的关系。
实验方法1. 实验仪器和材料：- 气压计：用于测量大气压力的仪器，常见的有水银气压计和无汞气压计两种。
本实验使用无汞气压计。
- 海拔高度测量仪：用于测量实验地点的海拔高度。
- 温度计：用于测量实验地点的气温。
- 湿度计：用于测量实验地点的湿度。
2. 实验步骤：- 步骤一：在实验地点选择一个固定的测量点，安装无汞气压计，并确保其垂直放置。
- 步骤二：使用海拔高度测量仪测量实验地点的海拔高度，并记录下来。
- 步骤三：使用温度计测量实验地点的气温，并记录下来。
- 步骤四：使用湿度计测量实验地点的湿度，并记录下来。
- 步骤五：每隔一段时间，记录下无汞气压计上的读数，并记录下时间。
实验结果根据实验数据，我们得到了以下结果：1. 大气压力随海拔高度的变化规律：通过对不同海拔高度的测量，我们发现大气压力随海拔高度的增加而逐渐降低。
这是因为随着海拔的升高，大气层的厚度减小，空气分子的密度变小，导致大气压力下降。
2. 大气压力随气温的变化规律：通过对不同气温条件下的测量，我们发现大气压力随气温的升高而增加。
这是因为气温的升高会导致气体分子的热运动增强，分子碰撞频率增加，从而增加了大气压力。
3. 大气压力随湿度的变化规律：通过对不同湿度条件下的测量，我们发现大气压力与湿度之间没有明显的直接关系。
湿度只是影响了空气中水蒸气的含量，对大气压力的影响相对较小。
讨论与结论通过这次实验，我们对大气压力的变化规律有了更深入的了解。
海拔高度、气温和湿度都会对大气压力产生影响，但其影响程度不同。
在实际应用中，我们可以利用大气压力的变化规律来进行天气预报。
例如，当大气压力突然下降，可能意味着即将来临的是一场暴风雨；而大气压力的持续升高，则可能预示着天气将转晴。
《大气探测学II》教学大纲
大气探测学IIAtmospheric sounding一、课程基本情况课程类别：学科基础课课程学分：2课程总学时：32（其中：讲课：28学时，上机：0学时，实验：4学时）课程性质：必修开课学期：第三学期先修课程：《高等数学》、《普通物理》适用专业：大气科学教材：《大气探测学》，气象出版社，王振会，2011，第一版开课单位：大气物理学院大气物理系二、课程性质、教学目标和任务：大气探测学是大气科学专业的一门专业主干课程，通过这门课的学习，使学生掌握地面和高空各种气象要素的观测仪器和观测方法；熟悉我国正在进行的大气监测自动化系统工程的探测部分；并使学生了解国内外最新（90年代以后）探测技术三、教学内容和要求1. 第一章序言（2学时）（1）掌握大气探测学研究的对象、任务和特点；大气探测的三性要求；（2）熟悉气象观测工作的组织；（3）理解气象仪器和测量误差；（4）了解大气探测学发展简史；（5）初步了解地面观测各要素的准确度要求；重点：大气探测的内容，气象观测工作的组织结构难点：气象仪器的使用方法和测量误差2. 第二章云、能见度、天气现象的观测（6学时）（1）掌握云状的基本特征；能见度、天气现象的观测方法；以及能见度仪、激光云高仪、雨量计的基本原理、结构；（2）熟悉各种天气现象的特征；（3）理解云量和云高的观测方法；（4）了解云的外形和形成云的基本过程；（5）初步了解各种云状之间的互相演变及其和天气演变的关系；重点：云的分类与识别特征、天气现象分类特征难点：云状、云量、云高的观测、能见度仪的误差因子3. 第三章温度的测量（2学时）（1）掌握四种主要的测温元件原理；（2）熟悉测温元件的热滞效应；（3）理解气温测量中的防辐射设备的基本特点；（4）了解四种测温元件的误差；（5）初步了解ITS-90部分温度参考点；重点：四种温度表的测温原理、气温观测的防辐射方法与设备难点：热滞效应4. 第四章湿度的测量（3学时）（1）掌握湿度的定义和单位；四种主要的测湿元件原理；（2）熟悉干湿球湿度表系数的特性；（3）理解影响露点湿度仪精度的因素；（4）了解电学湿度表和光学湿度计的特点；（5）初步了解湿度的控制及检定；重点：干湿表和电学湿度表的结构及原理难点：影响露点湿度仪精度的因素5. 第五章气压的测量（3学时）（1）掌握水银气压表的原理及读数订正；振筒式压力传感器和沸点气压表的原理、结构；（2）熟悉空盒气压表和气压计的原理及误差；（3）理解振筒式压力传感器和沸点气压表的误差；（4）了解气压表的安置和观测方法；（5）初步了解气压表的基准；重点：水银气压表和气压传感器的原理难点：海平面气压的订正6. 第六章气流的测量（2学时）（1）掌握旋转式风速计、散热式风速计、声学风速计的原理；（2）熟悉风向标的原理、结构、特点；（3）理解散热式风速计的电路结构；（4）了解风级的划分标准；（5）初步了解风速检定设备；重点：风向标及旋转式风速表和其他风速传感器的测风原理难点：超声风速仪的原理7. 第七章辐射能的测量（2学时）（1）掌握各种辐射测量仪器的原理和结构；（2）熟悉辐射的测量内容和各种辐射能的定义；（3）理解跟踪架的原理；（4）了解各种辐射测量仪器的使用和维护；（5）初步了解辐射能测量基准；重点：辐射的测量内容、直接辐射表、散射辐射表、总辐射表、净辐射表的结构及原理难点：各种辐射表的区别8. 第八章现代自动气象观测系统(2学时) （1）掌握常规自动气象站系统的原理、结构；（2）熟悉微气象观测系统；边界层系留探空系统；（3）理解农业气象观测系统；（4）了解水文自动气象站系统；（5）初步了解数据采集板和数据传输方式；重点：自动气象站的组成难点：自动气象站的数据处理、仪器维护与校准9. 第九章高空风的测量（3学时）（1）掌握高空风的观测方法；（2）熟悉确定气球位置的仪器设备；（3）理解风廓线雷达；（4）了解气象气球；（5）初步了解高空风测量误差；重点：高空风的测量仪器和原理难点：高空风的计算方法10. 第十章高空温压湿的无线电探空仪探测法（3学时）（1）掌握变低频式探空仪的原理、结构；（2）熟悉五九型转筒式电码探空仪的原理、结构、误差；带GPS测风的无线电探空仪；（3）理解探空仪的三种装配方式；（4）了解探空仪的观测误差及对比工作；（5）初步了解探空资料的整理及软件设计；重点：无线电探空仪的分类及高空温压湿的测量难点：探空仪的观测误差四、课程考核（1）作业和报告：作业：2次，课程论文：2篇；（2）考核方式：闭卷考试（3）总评成绩计算方式：平时成绩、实验成绩和期末考试成绩等综合计算）五、参考书目1、大气探测学，气象出版社；孙学金，2009年，第一版2、大气探测原理与方法，气象出版社，张文煜，2007年，第一版3、大气探测原理，气象出版社；赵柏林、张霭琛，1987；4、大气探测学教程，气象出版社；林晔，1993；5、地面气象观测规范，气象出版社；中国气象局，2002；。
第12章 高空气压、温度和湿度测量
第12章高空气压、温度和湿度的测量12.1概述12.1.1定义下列定义源自WMO（1981；1992），均与使用无线电探空仪进行高空测量有关。
无线电探空仪（Radio sonde）：由气球携带的仪器，装备有用于测量一个或几个气象变量（气压、温度、湿度等）的传感器穿过大气并借助无线电发射机将探测讯号传送给观测站。
无线电探空观测(Radio sonde observation)：通过无线电探空仪在上空大气中观测气象变量，这些变量通常是气压、温度和湿度。
注：无线电探空仪可系于一气球下升空或从飞机、火箭上下投（下投探空仪）。
无线电探空站(Radio sonde station)：采用电子学方法观测高空的气压、温度和湿度的测站。
高空观测(Upper air observation)：在自由大气中以直接或间接方式进行的气象观测。
高空站、高空天气站、探空站(Upper air station, upper air synoptic station, aerological station)：进行高空观测的地面站。
探空(Sounding)：通过由气球、飞机、风筝、滑翔机等携带的仪器测定一个或几个高空气象变量。
本章主要论述无线电探空仪系统。
采用特殊的平台，特殊的设备进行探测，或通过遥感方法进行的间接探测，将在本指南第Ⅱ编有关章中讨论。
无线电探空系统通常用于探测气压、温度和相对湿度。
在大多数业务台站，无线电探空仪器系统也用于高空风探测（见第13章）。
另外有些无线电探空随同大气成分，如臭氧浓度或放射性物质的感应系统一起飞升。
这些附加的探测项目本章不涉及。
12.1.2高空探测中使用的单位无线电探空仪观测使用的气象变量的测量单位分别是气压用百帕，气温用摄氏度以及相对湿度用百分数。
相对湿度采用水面上的饱和水汽压的百分数，即使在温度低于0℃也是这样。
在高空观测中使用的位势高度单位是标准位势米，定义为0.980665动力米。
在对流层中，位势高度近似等于以米表示的几何高度。
3ch2pressure and altimetry气压和高度测量3hr解读
飞机上常用的测高方法及特点
无线电高度表测高：较精确地测得飞机
距地表的距离 气压式高度表测高：根据气压随高度变 化原理可以表示飞机相对高度的高低。
高度表的原理是标准大气的气压－高度关系转换。高度 表根据测量的高空气压,换算出来相应的标准大气高度 （标准大气中，该气压值所对应的高度）。 实际大气因为温度分布并非标准大气，而飞机高度表指 示的是标准大气高度，该值往往不是飞机所在的实际 海拔高度。When cold and mountainous areas ,account this.
Altitude Description in English:
True Altitude－the actual or exact aircraft’s
altitude/height above mean sea level(MSL)
Absolute Altitude－the height of an
——等压线 isobars
Constant pressure analysis: e.g. 700-millibar constant pressure surface Height contours on a constant pressure chart
On weather maps, the lines drawn to
Figure2－5 The effect of temperature on altitude.
COLDER
WARMER
Since altimeter readings are adjusted for
changes in barometric pressure but not for temperature changes, an airplane will be at lower-than-indicated altitude when flying in colder-than-standard air.
现代大气探测学-第七讲-地面风的测量
风向标应满足 在小风速或风向改变不大的情况下 能很快地反映出风向变化来
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当风向改变时，由风向标本身惯性 作用引起的摆动要小
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▪ 风向标起动风速
▪ 一般风向标 0.5 m/s ▪ 较好的风向标 <0.3m/s
风速资料处理注意要点？
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常见的风向标
它 们 各 有 什 么 优
5 测风仪器的安装
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风的传感器
4 其他测风仪器
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气象应用
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§8.1 概述
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１.什么是风
风-空气的水平运动，矢量 风向 风速
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2.风向
风向-风的 来向 十六方位
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3.风速
风速-空气质点在单位时间内所 移动的水平距离
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双叶型风向标
菱形风向标 流线型风向标
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§8.2 风的传感器
风速感应器
风杯风速器
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风速感应器
测 风 原 理
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过高效应？
▪ 1）惯性 2） 垂直气流 3） 风向脉动 ▪ 一般的风杯风速表 过高效应 10%
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WMO定义-在规定时间间隔（指十分钟） 内，风速偏离其平均值的一个正的或负 的偏距，其持续时间不超过两分钟者。
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测平均风速时，仪器要有优良的积分 性能（即自动平均能力）；
大气探测学课程报告 精品
大气探测学课程报告11.自动气象站概述自动气象站（AWS）是一种能自动探测和存储气象观测数据的电子设备,主要由系统电源、采集器、通讯接口、传感器等组成。
为了实现组网和远程监控及维护，还须配置远程监控软件，将野外自动气象站与中心站联接，形成自动气象观测网络系统。
如果需要，可直接或在中心站编发气象报告，也可以按业务需求编制各类气象报表。
自动气象站有不同的分类方法：(1)按提供数据的时效性，通常分成实时自动气象站和非实时自动气象站两类。
实时自动气象站：能按规定的时间实时提供气象观测数据的自动气象站。
非实时自动气象站：只能定时记录和存储观测数据，但不能实时提供气象观测数据的自动气象站。
(2)根据对自动气象站人工干预情况也可将自动气象站分为有人自动站和无人自动站2．自动气象站基本原理自动气象站工作时，随着气象要素值的变化，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。
在配有计算机的自动气象站，实时将气象要素值显示在计算机屏幕上，并按规定的格式存储在计算机的硬盘上。
在定时观测时刻，还将气象要素值存入规定格式的定时数据文件中。
根据业务需要实现各种气象报告的编发，形成各种气象记录报表和气象数据文件。
通过对自动站运行状态数据的分析,实现自动站的远程监控。
自动气象站基本原理如图1所示。
1.2自动气象站硬件组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、通讯接口、系统电源、计算机等，系统软件有采集软件和地面测报业务软件。
为了实现组网和远程监控，还须配置远程监控软件，将自动气象站与中心站联接形成自动气象观测系统。
自动气象站有多种类型，其结构基本相同，主要由传感器、采集器、系统电源、通信接口及外围设备（计算机、打印机）等组成。
1.2.1传感器传感器是能够感受被测气象要素的变化并按一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置，通常由敏感元件和转换器组成。