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）。

云高指云底距测站的垂直距离。

目测云高、激光云高仪⒊激光云高仪的工作原理激光器发射光束到云体,反射回来被接收所用的时间为t,光速为c,则；S Hα第三章能见度、天气现象、地面状态的观测⒈能见度的定义和影响因子气象能见度的定义：气象光学视程：白炽灯发出色温2700K的平行光速的光通量，在大气中削弱至初始值的5%所通过的路径长度。

白天能见度：正常人的视力，在当时天气条件下，所能看到的以天空为背景的绝对黑体目标物（视角较大）的最大水平距离。

实际上也是气象光学视程。

夜间能见度：中等强度的发光体能被看到和识别的最大水平距离。

有效能见度的定义：四周视野中二分之一以上范围里都能看到的最大距离。

影响能见度的因子⑴大气透明度⑵目标和背景B：亮度对比或；K=1目标最清晰；K=0目标不能见⑶观测者的视觉性能—眼睛的对比视觉ε；目标物才能见。

⒉能见度的观测方法气象能见度目测法白天能见度的观测：在气象站四周不同方向、不同距离上选择若干固定能见度目标物。

目标物分布图的测绘。

观测:根据能见的最远距离和不能见的最近距离估计。

能见度目标物的选择：颜色越暗越好，应投影到天空背景上，视角不应小于0.3°，高度角应小于6 °夜间能见度的观测：在各个方向选择一些固定的目标灯或专门设置目标灯作为观测能见度的依据。

观测灯光能见距离。

根据灯光强度和距离，查算出相应的能见距离。

灯光目标物的选择：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。

目标灯的灯光强度应固定不变。

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) 。

应位于开阔地带，不受地方性烟雾的影响。

⒊透射式和散射式能见度仪的原理和特点透射式能见度仪：设置一人工光源，在一定距离外检测光源衰减程度，计算其大气衰减系数即可换算出能见距离。

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：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。

前向（主流）、后向、侧向。

优点：基线长度短，容易对准。

缺点：只测量很小体积的空气样本，不够精确。

⒋天气现象的符号和特征。

书第33页至第36页⒌雨量筒的原理。

⒍翻斗式雨量计的原理。

利用翻斗每翻转一次的雨量是已知的，而翻斗翻转的次数是可以记录下来的。

根据记录下来的翻斗翻转的次数，即可遥测出降水量的值以及得到降水量随时间的变化曲线。

第四章气压的测量⒈气压及气压的数值？气压是大气压力的简称，数值等于单位面积上从所在地点往上直至大气上界整个空气柱的重量。

⒉水银气压表的测压原理?应用托里拆里实验的原理：当外界气压升高时，大气压力会自动把水银槽中的水银压进管腔中使水银柱长高。

反之，气压下降时，水银柱会自动降低，水银自动流回槽里。

⒊压高公式及测压的标准条件？；标准条件：0℃的水银密度；取⒋何谓本站气压、海平面气压？⑴气象站气压表高度处测到的大气压强，称为本站气压，属于地方气候资料之一。

⑵由于各测站海拔高度不同，本站气压不便于比较，为了绘制地面天气图，需要将本站气压换算到相当于海平面高度上的气压值，我们称之为海平面气压。

⒌动槽式、定槽式水银气压表各有何特点？⑴动槽式水银气压表的主要特点是标尺上有一个固定的零点。

每次读数时，须将水银槽的表面调到这个零点处，然后读出水银柱顶的刻度。

制作较容易，因有固定零点，观测手续比较麻烦，使用时间较长后，水银面有氧化物，调零点就不容易准确，常造成观测上的误差。

⑵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。

采用补偿标尺刻度的方法，解决零点位置的变动。

在制造上要求较严格，但使用上，较为方便而精确。

⒍水银气压表的读数要经过哪些订正？本站气压订正：仪器差、温度差、重力差（纬度重力、高度重力）三步订正才是本站气压。

t为附温，h为测站海拔高度，为纬度，经仪器差订正后的气压；；⒎简述动槽式水银气压表的观测步骤？读数顺序：先读温度表；再调水银面与象牙针相切；再调游标尺与水银柱顶相切；最后读数。

读数结束后，将象牙针与水银面断开。

⑴观测附属温度表，准确至0.1 ℃。

⑵调整水银槽内水银面，使之与象牙针尖恰恰相接。

调整时，注意视线保持与水银面同高，旋转底部螺旋时要慢，槽内水银面自下而上地上升，直到象牙针尖与水银面恰好相接（既无小涡（偏高，降低重调），也无空隙）为止。

⑶调整游标尺恰好与水银柱顶相切。

调整时注意保持视线与水银柱同高，把游标尺底边恰好与水银柱顶相切，此时水银柱顶两旁能见到三角形的露光空隙。

⑷读数并记录，准确至0.1 hPa。

⑸降低水银面，使它与象牙针尖脱离2—3毫米，其目的是使象牙针尖不被水银磨秃和脏污（但注意不宜降低过多）。

⒏简述空盒气压表的构造？⑴感应部分：是一个圆形密闭的弹性金属空盒。

感应元件是一组具有弹性的薄片。

盒内抽成真空，或留有少量空气。

由于大气压力远远超过空盒内的压力，因而空盒将被压缩，需要一块弹簧片和它相平衡。

弹簧片的一端借一个调节螺旋固定在底座上，另一端与空盒的中心轴相联，这样弹簧片拉紧空盒面并平衡空盒上所受的大气压力。

⑵机械部分：由连接杆、中间轴、拉杆、链条、滚子、指针和一套杠杆传动装置组成了一个二次放大系统⑶指示部分：由指针、刻度盘和附属温度表组成。

⒐简述振筒式压力传感器的测压原理？振筒式气压传感器是利用弹性金属圆筒在外力作用下发生振动，当筒壁两边存在压力差时，其振动频率随压力差而变化。

因为筒的谐振频率与压力之间有唯一的关系，所以测出频率就可计算出气压。

但是，在校准时确定的这种关系还会受到温度和气体密度的影响，所以需要进行温度补偿和采用干空气。

⒑海平面气压订正步骤：；；；。

第五章温度的测量1.试述液体玻璃、双金属片、热电偶、金属、热敏电阻温度表测温原理。

⑴液体玻璃，温度变化时，引起测温液体体积膨胀或收缩，使进入毛细管的液柱高度随之变化。

⑵双金属片，具有受温度变化而发生形变和曲率变化的特性，据此测量温度。

⑶热电偶，两种不同的金属或合金将两点焊接在一起，构成一个闭合回路，若两点温度不同，则回路中将会产生电动势，两个焊接点的温度差异越大，电动势越高。

⑷金属，金属导体电阻会随温度变化而变化，且有一定的关系，由电阻可求得温度。

⑸热敏电阻，测温热敏电阻的原料是某些金属氧化物的混合物，在气象测温范围内，热敏电阻电阻值与绝对温度之间有指数关系。

2.地温测量有哪些项目，主要的测量仪器有哪些地表温度（地面最高、最低温度表），浅层地温（曲管温度表、地温传感器），深层地温（直管地温表、深层地温传感器）3.试述最高最低温度表测温原理。

最高温度表的测温原理：升温时，球部水银膨胀，水银热膨胀系数大于玻璃热膨胀系数，水银被挤进毛细管内；但在降温时，毛细管内的水银不能通过狭缝退回到球部，水银柱在此中断。

因此，水银柱顶可指示出一段时间内的最高温度。

最低温度表的测温原理：观测时将游标调整到酒精柱的顶端，然后将温度表平放。

升温时，酒精从游标和毛细管之间的狭缝通过，游标不动；温度下降时，液柱顶端表面张力使游标向球部方向移动。

因此，游标指示的温度只降不升，远离球部的一端将指示出一定时段的最低温度。

当观测完时，需要由人工将毛细管中的水银复位。

4.说明温度热滞系数的物理意义及特性。

物理意义：当介质温度保持不变时，温度表示度和介质温度之差减小到起始温度差的，即减小到起始温差的时所需要的时间。

特性：元件的热容量越大，散热面积越小，则λ越大；热交换系数h的大小取决于环境介质性质和通风量。

5.一支热滞系数为100s的温度表，温度30℃时，观测环境20℃的空气温度，精度要求为0.1 ℃，需要多少时间才能观测？6.气温测量中一般采用哪些方法预防辐射误差？①屏蔽②增加元件的反射率③人工通风，促使元件散热④采用极细金属丝元件，细丝具有较大散热系数⒎酒精和水银温度计的优缺点①水银：优：比热小，导热系数高，饱和蒸汽压小，性能稳定，对玻璃无湿润作用，纯水银易得。

缺：凝固点高，膨胀系数小。

第六章湿度的测量1.简述干湿球温度表的测湿原理。

由于蒸发，湿球表面不断有耗散蒸发潜热，使湿球温度下降；由于湿球与四周空气有温差，则在稳定平衡时，湿球温度表蒸发支出的热量应等于与四周热空气交换得到的热量2.几个湿度定义？湿度：表示空气中水汽含量的物理量。

⑴混合比⑵比湿绝对湿度⑷水汽的摩尔分数⑸水汽压：空气中水汽部分的压力⑹饱和水汽压和：湿空气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。

⑺相对湿度：压力为P、温度为T的湿空气，其水汽压与水面饱和水汽压的比值的百分数。