《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