大气探测各章节汇总
第一章1、什么是大气科学？什么是大气探测？大气科学是研究地球大气的特性、结构、运动规律以及大气中各种现象的发生、发展的一门学科。
大气探测是大气科学研究的基础，没有大气探测，大气科学就无从发展。
大气探测已逐渐成为大气科学的一个重要分支——大气探测学。
大气探测是利用各种探测手段，对地球大气各个高度上的物理状态、化学性质和物理现象的发生、发展和演变进行观察和测定。
2、大气探测分类地面气象观测、高空气象观测、专业气象观测3、测量标准基本概念一个实物量具，计量仪器，标准物质或测量系统，用以定义、实现、保存或复现一个量的单位或一个量值、或多个量值，以作为一个标准。
4、测量结果的重复性、复现性、不确定度等概念重复性：在同样的测量条件下，对同一被测的量进行多次测量的结果之间相一致的程度。
复现性：在不同条件下，对相同的被测量进行测量的结果之间相一致的程度。
不确定度：与测量结果有关的一种变量，指由于测量误差的存在，对被测量值的不能肯定的程度（也表示结果的可信程度）。
5、测量误差的概念、表示方法、根据性质不同的分类误差：测量的结果减去被测量的真值。
表示方法：绝对误差、相对误差。
分类：系统误差、随机误差、过时误差6、时制和日界的基本概念时制:也就是时间制度北京时是指东经120°的地方时，为全国通用的标准时各地的平均太阳时，叫做该地的地方平均太阳时，简称地平时真太阳时以太阳在天空的实际位置作为时间的标准，当太阳通过当地的子午线的一瞬即为真太阳时的正午。
太阳两次通过当地子午线的时间间隔称为一个真太阳日日界：人工器测日照以日落为日界，辐射和自动观测日照采用地平时24时为日界，其余项目均以北京时20时为日界。
7、大气探测的三性要求代表性：所谓代表性，一般可以表述为某一瞬间，在给定区域的任一点（或空间一定点给定时段的任一时刻）测得的要素值在所规定的精度范围内，对该地区（或该时刻）是可信的话，即可认为该测定值具有代表性。
准确性：一般说来，只需所获得的资料能够满足实际工作提出的精度要求，且所测得的要素值能反映当时该要素的客观特性，这样的资料就认为是准确的。
比较性：所谓比较性，它包含两个方面：一方面是不同测站观测同一要素时，其观测资料可以互相比较，并经过比较能够显示出该要素的地区分布特点，预测天气变化过程的发展方向；另一方面是同一测站不同时刻对同一要素的观测资料也应能互相比较，以说明该要素随时间的变化特点。
第二章云的观测1、什么是云？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。
2、云的分类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。
3、云的形成过程及其必备条件云的形成过程是空气中的水汽由各种原因达到饱和而发生凝结或凝华的过程。
两个必备条件：要有水汽凝结核、要有水汽过饱和。
4、空气中水汽达到饱和的基本方式两种方式：空气降温冷却、增加水汽含量。
5、云观测的基本内容判定云状、估计云量、测定云高第三章能见度、天气现象1、什么是能见度？能见度的分类能见度就是能够看到周围景物的程度，用目标物的最大能见距离来表示。
分为水平能见度、垂直能见度、倾斜能见度。
2、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3、水平能见度的观测气象能见度、有效能见度、观测方法（白天能见度的观测、夜间能见度的观测）4、气象光学视程，主要测量仪器及原理气象光学视程是指白炽灯发出色温为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。
用于测量气象光学视程的仪器可分为以下两类：（1）用于测量水平空气柱的消光系数或透射因数。
光的衰减是由沿光束路径上的微粒散射和吸收造成的。
（2）用于测量小体积空气对光的散射系数透射能见度仪透射能见度仪采用测量发射器和接收器之间水平空气柱的平均消光(透射)系数而算出能见度。
发射器提供一个经过调制的定常平均功率的光通量源，接收器主要由一个光检测器组成。
由光检测器输出测定透射系数，再据此计算消光系数和气象光学视程。
散射能见度仪散射能见度仪是测量散射系数从而估算出气象光学视程的仪器，分为前向散射型，后向散射型，侧向散射型5、什么是天气现象？天气现象是指在大气中、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、电的现象，也包括一些风的特征。
6、常见天气现象的特征雨、阵雨、毛毛雨、雪、阵雪、雨夹雪、阵性雨夹雪第四章气压观测1、什么气压？气压单位任何物件表面（每单位面积计）所承受来自其上面空气的重量，便叫做大气压力。
hPa2、水银气压表的类型及其区别动槽式水银气压表、定槽式水银气压表。
区别：根据槽面位置是否固定分成动槽与定槽。
3、水银气压表的本站气压订正（具体看课件）.1 气压表读数的温度订正气压表读数的重力订正海平面气压订正4、水银气压表的安装条件气压表要求安置在专门的气压室内，气压室要求如下：室内不装设任何热源或冷源、避免阳光直射、双层门窗，以减小风以及观测人员进入室内时所引起的气压波动、气压表应该垂直悬挂，否则会使读数值偏高第五章温度的观测1、温度和温标的概念从宏观上讲，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:衡量温度的尺度2、什么是热平衡？当两个冷热不同的物体相互接触时就会发生热传导现象，较热的物体总是将热量传送到较冷的物体，直到这两个物体的冷热程度相同为止，这就是热平衡。
3、玻璃液体最高温度表和最低温度表的工作原理最高温度表最高温度表的构造与一般温度表不同，它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最低温度表最低温度表中的感应液是酒精，它的毛细管内有一哑铃形游标。
当温度下降时，酒精柱便相应下降，由于酒精柱顶端张力作用，带动游标下降；当温度上升时，酒精膨胀，酒精柱经过游标周围慢慢上升，而游标仍停在原来位置上，因此它能指示上次调整以来这段时间内的最低温度。
4、金属电阻温度表的材料要求，气象测温常用金属材料（1）电阻元件具有较大的电阻温度系数。
（2）电阻元件与温度有很好的线性关系。
（3）电阻元件的电阻率大。
（4）电阻元件的物理和化学性能稳定。
气象上，常用于测温的金属电阻材料，有铂、镍、铜几种。
5、测温仪器的热滞现象？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，这就是说，温度表不是瞬间即可取得被测介质的温度，它需要有一段感应时间。
也就是说，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，由此引起的误差称为热惯性误差或热滞误差。
6、百叶箱的结构及作用我国气象台站常用的百叶箱构造，其四壁是由双层百叶木片组成，百叶片向内、外倾斜各45，箱顶和箱底各由三块宽110毫米的木板组成，中间一块比边上两块稍高，以利空气上下流通，箱底离地面高125厘米，箱门朝正北，箱底保持水平。
百叶箱是安置测定温、湿仪器用的防护设备。
它的作用是防止太阳对仪器的直接辐射和地面对仪器的反射辐射，保护仪器免受强风、雨、雪等的影响，并使仪器感应部分有适当的通风，能真实地感应外界空气温度和湿度的变化。
第六章空气湿度的观测1、空气湿度、水汽压、相对湿度、露点温度等概念空气湿度（简称湿度）：是表示空气中的水汽含量和潮湿程度的物理量。
水汽压（e）：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。
相对湿度（U）：空气中实际水汽压与当时气温下的饱和水汽呀之比。
以百分数（%）表示，取整数。
露点温度(t d):空气在水汽含量和气压不变的条件下，降低温度达到饱和时的温度。
以摄氏度（℃）为单位，取一位小数。
2、气象上空气湿度的主要测量方法？干湿表法凝结法（露点测定法）吸收法水汽吸收电磁辐射法称量法3、干湿球温度表测湿原理干湿球温度表由两只型号完全一样的温度表组成。
一只温度表的球部包扎着纱布，用蒸馏水湿润，称湿球温度表，另一只相应称干球温度表，将两只温度表置于相同的环境中。
湿球周围空气未达到饱和时，表面的水分蒸发，不断消耗蒸发潜热，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，湿球温度蒸发支出的热量将等于由于与四周热交换得到的热量。
第七章降水与蒸发的观测1. 降水的基本概念第一类降水：从天空降落到地面上的液态或固态水，如雨、雪、冰雹等。
第二类降水：也是广义的降水，包括在地面上、地面物体的表面上或植物覆盖层的表面上着落而成的液体或固体状的水分，如雾、露、霜、雾淞、吹雪等2. 降水观测的内容及其定义降水量是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降水强度：单位时间的降水量，通常有1分钟、5分钟、10分钟和1小时内的最大降水量。
3. 降水根据强度大小的分类小雨（0.1~2.5mm/h）中雨（2.6~8.0mm/h）大雨（8.1~15.9mm/h）暴雨（>16mm/h）4. 降水的基本特点降水强度愈大，其持续时间愈短，范围愈小。
降水的频率与云的频率分布有一定的相关关系。
锋面连续性降水的时间、雨量和面积较大。
夏季局地积状云的小阵雨，其降水量和范围较小。
5. 常用降水观测仪器、观测原理及安装规范（具体看课件）雨量器，虹吸式雨量计，翻斗式雨量计雨量器（图9－1）由承水器（漏斗）、储水桶（外桶）、储水瓶组成，并配有与其口径成比例的专用量杯。
目前我国所用的雨量器承水口为314cm2。
承水器和储水筒是用镀锌铁皮或其它金属材料制成。
承水器口为正圆形并镶有铜制金属圈，成内直外斜的刀刃形，其目的在于防止器口变形及雨水溅入。
承水器内的漏斗是活动的。
漏斗的作用是防止雨量桶中收集到的降水发生蒸发。
储水瓶是有一定容量并有倒水咀的玻璃瓶，雨量杯为特制的玻璃杯，杯上的刻度一般从0.05mm到10.5mm，每一小格代表0.1mm降水量，每一大格为1.0mm降水量，量杯的刻度大小直接表示了降水量，不必要再进行换算。
观测时的注意事项a.雨量器安置在观测场内固定架子上，器口要保持水平，口沿离地面高度为70cm，仪器四周不受障碍物影响，以保证准确收集降水。
b.在冬季积雪较深地区，应在其附近装一备份架子。
c.当雨量器安在此架子上时，口沿距地面高度为1.0－1.2m，在雪深超过30mm时，就应该把仪器移至备份架子上进行观测。
大气探测学知识点总结表
可直接测Td
高级露点仪精度高
低温低湿精度高
高级露点仪贵！
体积大耗电多
红外水汽分析仪
水汽吸收红外光
光源、滤光片、气室、过滤器
1、其他气体对红外光干扰（CH4，CO2）--选其他气体不影响的光谱
2、不洁空气中粒子对红外光的散射、吸收—过滤器
3、温度—光源温度（或电压电流变化）--红外光不稳定------参比室
热电堆型
黑白型：受环境影响小
全黑型：受自身温度影响大
光电池型
六、气压的测量
名称
原理
结构
误差来源
优点
缺点
水银气压表
动槽静槽托里拆利
45N，0℃，海平面
1、读数误差
2、温度订正
3、气流扰动
简单
精确
空盒气压表
1、温度影响
2、滞后误差大
3、
一段时间内变化过程
自动测量
沸点气压表
1、气压差不大时沸点差不大
精度低
二、温度探测仪器
名称
原理
结构
误差来源
优点
缺点
玻璃液体温度表
液体热胀冷缩
感应部分、刻度部分、玻璃外套管
1、基点的永恒位移
2、球部变形引起的误差
3、刻度误差
精度高
稳定性好
不能自动测量
热电偶温度表
热电效应，由温差的存在产生电流
铜和康铜
1、材料不均一
2、有附加的电动势
3、金属丝导热误差
自动测量
体积小
响应快
线性度好
2、表面不干净
3、温度影响
4、溶液被直流电电解
自动电测量
误差大
使用不方便
大气探测作业参考答案(1-12章)资料
《综合气象观测》作业参考答案第一章总论1.何为大气探测、地面气象观测、高空探测？答：大气探测是利用各种探测手段，对地球大气各个高度上的物理状态、化学性质和物理现象的发生、发展和演变进行观察和测定。
地面气象观测是利用气象仪器测定近地层的气象要素值，以及用目力对自由大气中的一些现象如云、光、电等进行观测。
高空探测是用气球、雷达、火箭、卫星等手段对自由大气进行探测。
2.气象观测资料的“三性”是什么？其关系如何？答：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。
3.简述气象观测的时制、日界？真太阳时、地平时、标准时之间的关系如何？答：时制：以一定的时间间隔作为时间单位，并以一定的起始瞬时计量时间的系统。
气象观测的时制有真太阳时、地方时、北京时等。
气象观测的日界：人工器测日照以日落为日界，辐射和自动观测日照采用地平时24时为日界，其余项目均以北京时20时为日界。
真太阳时=地平时+时差；地平时=标准时+（本站经度-120）×4分钟/每经度。
第二章云的观测8.云的观测主要内容是什么？答：云的观测主要内容是：判定云状、估计云量、测定云高。
9. 我国现行规范对云状分类的依据是什么？答：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。
10.简述云形成的基本过程？答：云的形成过程是空气中的水汽由各种原因达到饱和而发生凝结或凝华的过程。
形成云的有两个必备条件：①要有水汽凝结核；②要有水汽过饱和。
二者缺一不可，大气一般不缺凝结核，因此，水汽过饱和是关键。
大气探测资料汇总
绪论 本课程主要目标和任务: 掌握云、能见度、天气现象、温度、湿度、气压、风、辐射等气象要素的观测方法及常用观测仪器（表）的原理、读数方法，理解数据误差，了解观测仪器的安装方法；掌握高空气象观测的方法和基本内容；掌握自动气象站的基本组成和工作原理；了解气象雷达及气象卫星的观测特点、基本组成和主要观测内容。
大气探测是大气科学的重要分支，是大气科学的基础（为天气预报、气候分析、科学研究以及国民经济和国防安全提供气象资料），并使基础理论与现代科学技术相结合，形成多学科交叉融合的独立学科（大气物理学、气象学、传感器技术、遥感技术、电子技术、无线通信技术和空间技术），处于大气科学发展的前沿。
气象业务组织: 基准气候站：一般300-400公里设一站， 每天观测24次。 基本气象站：一般不大于150公里设一站， 每天观测8次。 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次或3-4次。 (8:00,20:00北京时)
探测原理: 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。(11大气)
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。
仪器的性能包括： 准确度——仪器的测量值（已做各种订正后）与真值的符合程度。 准确度考察的是测量值与实际值的接近程度。反映的是系统误差和随机误差的合成 大小，常用相对误差来表示，其值越小，准确度越高。 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。即：指单位待测量的变化所引起的指示仪表输出的变化。如果被测要素的物理量改变Δx,相应仪器示度改变量为Δy，
则灵敏度表示为：Δy/Δx 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 准确性：反映测量值与真实状况误差大小的程度 代表性：探测值代表一定空间范围和时间段的平均状况 可比较性：不同测站和不同时间的 测量值能进行比较
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。
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
大气探测概论(基础知识班)
信息网络系统
基本气象信息 加工预测系统
气象服务系统
中国气象局业务技术体制改革
通过深化改革，力争在3到5年内，建立基本满足 国家需求、功能先进、结构优化的多轨道、集约 化、研究型、开放式业务技术体制，增强气象业 务和服务能力，提升气象科技水平。
发展多轨道业务 完善预报预测体系 强化信息与技术保障体系 加强气象教育培训体系 健全综合观测体系 构建公共气象服务体系 完善气象科技创新体系 调整业务组织机构
发展简史
气象要素定量测量阶段：16世纪中叶 高空大气探测发展阶段：20世纪20年代 大气遥感探测发展阶段：20世纪40年代后期 现代大气综合探测系统的发展
发展简史 气象要素定量测量阶段
1593年，意大利 伽利略 （G.Galileo）发明 气体温度表 1643年，意大利 托里拆利（ E.Torricelli）发明 水银气压表 1662年, 英国 列恩（C. Wren）设计了雨量器 1664年, 法国 巴黎天文台开始气象观测 1667年, 英国 胡克（R. Hooke）制作了风压板 1674年，英国 波义耳（R.Boyle）制作了自记湿度计 1706年，德国 华伦海特（G.D.Fahrenheit）制作了酒精温度表 1774年，瑞士德索修尔（H.B.de saussure）发明太阳温度表 1802年，法国 拉马克（Lamarok）提出云的分类法 1820年，德国 勃伦特斯（H.W.Brandes）绘制第一张等压线图 1385年，中国 南京北极阁司天台改为观象台，观天象，测风雨、 物候和地震地磁，24小时观测。1669年迁至北京。 1872年, 中国 上海徐家汇建立观象台，开始气象观测工作 1912年, 中国 在北京成立中央观象台，1915年开始绘制天气图
大气探测第六章：空气湿度的观测.共42页PPT
大气探测第六章：空气湿度的观测.
6
、
露
凝
无
游
氛
，
天
高
风
景
澈
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7、翩翩新 来燕，双双入我庐 ，先巢故尚在，相 将还旧居。
8
、
吁
嗟
身
后
名
，
于
我
若
浮
烟
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9、 陶渊 明（，字 渊明 ）号五 柳先生 ，私 谥“靖 节”， 东晋 末期南 朝宋初 期诗 人、文 学家、 辞赋 家、散
1
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、
倚
南
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以
寄
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审
容
膝
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易
安
。
41、学问是异常珍贵的东西，从任何源泉吸 收都不可耻。——阿卜·日·法拉兹
42、只有在人群中间，才能认识自 己。——德国
43、重复别人所说的话，只需要教育； 而要挑战别人所说的话，则需要头脑。—— 玛丽·佩蒂博恩·普尔
44、卓越的人一大优点是：在不利与艰 难的遭遇里百折不饶。——贝多芬
45、自己的饭量自己知道。——苏联
雷达探测大气的基础知识(散射)
Pr ∞∑ E 2im
i =1
N
21
球形水滴和冰粒的散射 9. 单个球形粒子的雷达截面(后向散射截面)
雷达天线接收到的只是粒子散射中返回雷达方向(即θ ＝π)的那一部分能量，这部分能量称为后向散射能量。因 此，对探测云、雨等有意义的是粒子的后向散射。 对于普遍的球形粒子，根据米氏散射理论，其后向散 射函数 1 ∞ 2 n ) | ( 1) (2 1)( ) | β (π = − n + a − b n n 2 ∑ 4k n =1 对于小球形粒子，根据瑞利散射理论，其后向散射函数
24
雷达截面σ的具体函数形式：
对于普遍的球形粒子
π r2 ∞ 2 n σ n a b = | ( − 1) • (2 + 1)( − ) | ∑ n n 2 α n =1
小球形粒子
64π 5 r 6 m 2 − 1 2 π 5 D 6 m 2 − 1 2 = σ = | 2 | | 2 | 4 4 λ m +2 λ m +2
2.1 散射 2.2 衰减 2.3 雷达气象方程 2.4 折射 2.5 雷达的探测能力
1
1、雷达探测大气的基础：气象目标的散射作用
大气介质
大气气体分子 大气介质折射 指数分布不均
云 滴
随粒子的相 态、几何形 状、大小、 电学特性而 异
降水粒子
2
2、散射现象
当电磁波传播遇到空气介质和云、雨质点时，入射的 电磁波会从这些质点向四面八方传播相同频率电磁波 ，称 散射现象。
10.1 雷达反射率：
单位体积内全部降水粒子的雷达截面之和，并以η表示， 常用单位是cm2/m3，即
η=
单位体积
∑ σ = ∫ n (D)σ (D)dD
《大气探测学》课件
VS
污染控制
根据大气探测数据，分析污染物的来源和 扩散规律，为制定有效的污染控制措施提 供科学依据。
军事气象保障与战场环境监测
军事气象保障
为军事活动提供气象信息和保障服务，确保 军事行动的安全和顺利实施。
战场环境监测
气象卫星遥感探测
总结词
气象卫星遥感探测是通过卫星轨道上 的传感器对地球大气进行遥感测量的 方法。
详细描述
气象卫星遥感探测可以获取全球范围 内的大气温度、湿度、气压、风向、 风速等气象要素，具有覆盖范围广、 观测频次高等优点，对于天气预报和 气候研究具有重要意义。
气象雷达探测
总结词
气象雷达探测是利用雷达发射的电磁 波对大气中的降水、冰雹、雷暴等进 行探测的方法。
通过大气探测设备监测战场环境中的气象条 件和污染物浓度，为军事指挥和决策提供支 持。
05 大气探测的挑战 与未来发展
大气探测面临的挑战
技术限制
当前的大气探测技术仍有局限性，如精 度、稳定性、覆盖范围等方面的问题。
成本与资源消耗
大气探测需要大量的设备、人力和物 力投入，成本较高，且运行过程中会
产生一定的资源消耗。
大气化学反应
大气中的气体成分之间发生化学 反应，形成各种化合物，如氧化 物、酸雨等，影响大气的物理和 化学性质。
03 大气探测技术与 方法
地面气象观测
总结词
地面气象观测是利用各种仪器和设备对近地面的气象要素进行直接观测的方法 。
详细描述
地面气象观测主要包括温度、湿度、气压、风向、风速、降水等要素的观测， 这些观测数据对于天气预报、气候分析、气象研究等都具有重要意义。
大气探测课件 第二、三、八章 能见度天气现象地面状态的观测
相应的能见距离。
灯光目标物的选择
1. 应选择孤立的点光源作为目标灯，不 宜选择成群、成带、重叠的灯光
2. 目标灯的灯光强度应固定不变 3. 应是不带颜色、没有灯罩的白色光源
(除白炽灯外，碘钨灯、汞灯等均不 适宜) 4. 应位于开阔地带，不受地方性烟雾的 影响
1.雨 2.阵雨 3.毛毛雨 4.雪 5.阵雪 6.雨夹雪 7. 阵性雨夹雪
滴状的液态降水， 下降时清楚可见，强度 变化较缓慢，落在水面 上会激起波纹和水花， 落在干地上可留下湿斑。
一、 天气现象的特征
1.雨 2.阵雨 3.毛毛雨 4.雪 5.阵雪 6.雨夹雪 7. 阵性雨夹雪
开始和停止都较突
然、强度变化大的液态 降水，有时伴有雷暴。
– 若某目标物轮廓清晰，但没有更远或看不到更 远的目标物时，则：
• 目标物颜色、细微部分清晰可辨，能见度为该目标 物距离5倍以上。
• 目标物颜色、细微部分隐约可辨，能见度为该目标 物距离的2.5倍到5倍。
• 目标物颜色、细微部分很难分辨，能见度为该目标 物距离的1倍到2.5倍。
目标物（顺时针排列） 1、电线塔 2、信号塔（盘城小学） 3、长望塔 4、尚贤楼 5、南钢烟囱
透射式能见度仪优缺点
• 优点：是标准仪器，可做检定标准。 • 缺点：需选择一 足够长基线，而且要保持
准确的光源到探测器的光轴。在自然条件 下，大风引起支架的颤动将会造成误差。
散射式能见度仪原理
在光源光路的侧面测量由于空气 分子、各种气溶胶粒子微细的雾滴 引起的侧向散射光通量。
散射式能见度仪类型
能见度、天气现象、地 面状态的观测
第一节：能见度的观测
能见度的定义