大气探测学资料
大气探测期末 南信大
1、大气探测学研究的对象、范围和特点是什么？气象要素、天气现象及其变化过程;地面（-1—10m)、近地面（10—3000m）和高空；2、简述大气探测原理有哪几种方法？直接测量、遥感测量3、大气探测仪器的性能：惯性、灵敏度、准确度、分辨率、量程、稳定度4、云的观测的主要内容是什么？判定云状，估计云量，测定云高5、简述云形成的基本过程。
云的形成过程是空气中的水汽由各种原因达到过饱和而在凝结核的作用下发生凝结或凝华的过程6、简述云量和云高的观测方法。
云量是指云遮蔽天空的成数，将天空分为 10成，纪录整数云量。
气球测定云高、云幕灯测定云高、激光测云仪。
7、影响能见度的基本因子：大气透明度（主要因子）、目标物和背景的亮度对比、眼睛的视觉性能8、何谓气象光学视程、白天能见度和夜间能见度，如何理解其测量准确度？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；是指视力正常(对比视感阈为 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出目标物（黑色，大小适度）的最大水平距离；夜间则是能看到和确定出一定强度灯光的最大水平距离。
9、天气现象：在大气中、地面上产生的降水、水汽凝结物、冻结物、干质悬浮物和光、电现象，也包括一些风的特征。
9、试述玻璃液体温度表的测温原理，并比较水银与酒精温度表的优缺点。
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。
水银具有更高的沸点，酒精具有更低的凝固点，且水银不易沾湿玻璃。
1、热滞现象：当测温元件从一个环境迅速地转移到另一个温度不同的环境时，温度测量仪表的示度不能立即指示新的环境温度，而是逐渐趋近于新的环境温度，这种现象称为温度表的热滞（或滞后）现象。
10、在自然条件下进行气温的测定存在的主要问题是什么？怎样解决？由于太阳的直接辐射、地面的反射辐射等的影响，会使测温元件的表示度与实际气温存在差异。
（完整版）《大气探测学》复习重点
（完整版）《大气探测学》复习重点Part1 绪论1、大气探测学研究的定义、范围和特点定义：大气探测主要针对地球大气对表征大气状况的要素（即气象要素）、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。
范围：大气探测分为近地面层大气探测（0~3000m）和高空大气探测（3000m以上）。
通常把1.5km以下高度的大气探测成为边界层大气探测。
特点：为天气预报、气象信息、气候分析、科学研究和气象服务提供重要的依据。
2、发展历程1643年托里拆利于发明水银气压表－－标志性仪器（精度：0.1hPa；相对误差：1/10000）1902年欧洲建立了第一个气象台站网（7个气象站、35个降水站）实现了时间和地域的同步连续观测1920s，出现了无线电探空仪，发展了高空风探测技术1940s开始，利用火箭使探测高度从平流层底部，对流层顶部扩展到了100公里的高度3、我国的地基探测系统（气象业务组织）国家基准气候站：一般300-400公里设一站，每天观测24次。
国家基本气象站：一般不大于150公里设一站，每天观测8次。
国家一般气象站：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，探测高度25~30km。
4、探测原理直接探测：感应元件与大气等被测对象直接接触，根据元件性质的变化，得到描述大气状况的气象参数。
遥感探测：根据波（电磁波、声波）在大气中传播过程中信号的变化，间接反演大气要素的变化。
分为主动遥感（发射能量）和被动遥感（不发射）5、大气探测仪器的性能指标灵敏度：指单位待测量的变化所引起的指示仪表输出的变化，仪器的灵敏度与它的感应原理有关。
精确度：是指测量值与实际值（真值）接近的程度，可以通过仪器误差的数值进行衡量。
惯性：指仪器的响应速率，它与电子仪器常用的时间常数的意义相同。
坚固性：平均无故障运行时间，对环境温、湿度的要求，电压波动允许范围，外装饰锈蚀的时间长短。
大类招生共用《大气探测学》知识点总结
《大气探测学》知识点总结说明：1、不要求记住公式，试卷上会给出公式，但需明白公式中各项意义2、考题题型有判断题、填空题、单选题、简答题与计算题复习提纲：一.绪论大气探测的定义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（以及化学成分）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。
大气探测的发展历史始创时期（16世纪之前）相风乌、雨量器、风压板等地面气象观测发展阶段（16世纪末开始）1593年，意大利人伽里略发明了气体温度表1643年，托里拆利发明了水银气压表1783年，瑞士德索修尔发明了毛发湿度表高空气象探测发展阶段（18世纪末开始）二十世纪初，无线电探空仪四十年代中期，气象火箭大气遥感发展阶段（20世纪40年代开始）二十世纪四十年代初，天气雷达1960年4月，气象卫星我国气象探测的组织基准气候站：一般300-400公里设一站基本气象站：一般不大于150公里设一站一般气象站：一般50公里左右设一站高空气象站：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）大气探测原理直接测量：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。
如：温度表遥感探测：根据大气中声、光、电磁波等信号传播过程中性质的变化，反演出大气要素的时空变化。
可以分为主动遥感和被动遥感两种方式。
如：雷达卫星大气探测仪器的性能指标和误差准确度：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。
惯性（滞后性）：具有两重性，一般要求惯性的大小由观测任务所决定自动平均能力：探空仪惯性小；湍流探测惯性很小；地面气象台站观测惯性适当大点分辨率：仪器的分辨率——导致一个测量系统响应值变化的最小的环境改变量，它和量程及灵敏度有关，仪器性能的改变也会影响分辨率量程：仪器的量程——仪器的测量范围，它取决于所测要素的变化范围和测量的要求稳定度：仪器性能随时间的变化率，主要指被测量与输出信号（读数）之间的检定关系的年变化率大气探测“三性”要求代表性：指气象测量值应能代表测站周围较大范围内的或一段时间内的平均状况。
大气探测学资料
大气探测学资料大气探测学是研究地球大气的物理、化学、动力学和数学方法的学科领域。
通过探测大气的组成、结构、运动和变化，可以深入了解地球气候系统、气象现象和大气环境，为天气预报、气候变化研究、环境保护和航空航天等领域提供重要的科学依据。
一、大气探测的方法1.观测站点观测站点是大气探测研究中的重要基础设施。
通常在地面上建立观测站点，通过观测乃至控制大气中的气象要素，并将数据传输到中央处理中心进行分析。
观测站点可以包括气象观测塔、气象球、气象雷达、太阳辐射计等设备。
2.卫星遥感卫星遥感是利用人造卫星对大气进行远距离观测的方法。
通过搭载在卫星上的遥感仪器，可以对大气温度、湿度、气压、云量、降水等进行实时观测。
遥感数据的获取和分析，能够帮助科学家们研究大气的结构和变化规律。
3.飞机探测飞机探测是利用飞机在空中进行大气观测的方法。
飞机上搭载有各种传感器和仪器，能够实时获取大气温度、湿度、气压、风速等数据。
由于飞机可以飞到较高的高度，同时还能够飞越陆地和海洋，因此飞机探测在大气研究中具有独特的优势。
二、大气探测的仪器设备1.温湿度计温湿度计是测量大气温度和湿度的仪器。
它能够准确地测量环境中的温度和湿度信息，并将数据记录传输到中央处理中心进行分析。
温湿度计的精度和灵敏度对于大气观测的准确性至关重要。
2.气压计气压计是测量大气压强的仪器。
大气压强是大气中气体压力的一种表征，对于研究大气运动和曲线潮汐等现象具有重要意义。
气压计通常采用压阻传感器或者水银柱压力计等原理进行测量。
3.风速仪风速仪是测量大气风速和风向的仪器。
风速和风向是描述大气中风的特征参数，对于了解大气动力学、预测天气和研究气候变化非常重要。
风速仪通常采用旋转叶片或者超声波测量的原理进行测量。
三、大气探测的重要性和应用1.气象预报大气探测对于气象预报的准确性和时效性具有重要影响。
通过观测和分析大气中的温度、湿度、气压、风速等要素，可以制定出准确的天气预报，并向公众发布，提醒人们做好防范和准备工作。
大气探测学 (3)
类别有：
（1）透光高积云 Ac tra
164—171
参见《中国云图》P146-155，
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 日月位臵。 （2）蔽光高积云 Ac op 参见《中国云图》P178-179 云块较厚，个体密集，云块间无缝隙， 不透光，不能辨别日月位臵。有短时降水产 生。 （3）荚状高积云 Ac lent 参见《中国云图》P156163
（2）碎层云 Fs 参见《中国云图》P102-111 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，往往是由消散中的层 云或雾抬升而成。 天空出现碎层云多预示晴天。
5、雨层云 Ns (1) 雨层云 Ns
参见《中国云图》P108-111
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。云层厚度4000—— 5000米。一般有连续性降水。云层较高的雨层云， 常形成下垂的雨幡或雪幡。雨层云多由高层云发展 而成，如可从蔽光高积云、蔽光层积云演变而成。
（2）碎雨云 Fn 参见《中国云图》P104-107
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。 是由于降水物蒸发，空气湿度增加，在湍流作用下 水汽凝结而成。这种低而破碎的云，叫作恶劣天气 下的碎雨云。所谓，恶劣天气，一般指降水时或降 水前后的天气状况（黑云压境）。
P298-299
中间厚、边缘薄，形似豆荚、梭子状 的云条。个体分明。在山区由于谷地聚 集充沛的水汽，受地形抬升作用，常常 在山脊上空形成荚状云。（图示）
毛卷云 Ci fil
堡状云 Sc cast
透光层积云 Sc tra
大气探测复习资料
大气探测学第一章：绪论1.大气探测的定义：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、连续的观测和测定，并对获得的记录进行整理，了解大气内部的物理，化学特征及其变化。
大气探测通常分为近地层大气探测和高空大气探测。
2.大气探测原理分为：（1）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。
（2）遥感测量：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。
3.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。
观测资料质量的好坏，均以观测资料的“三性”来衡量。
（1）。
代表性：探测值能够代表一定空间范围和时间段的平均状况，分为空间代表性和时间代表性。
（2）准确性：反映测量值与真实状况误差大小的程度。
（3）可比较性：是指不同测站和不同时间的测量值能进行比较。
4.探测仪器的性能包括：（1）准确度——仪器的测量值（已做各种订正后）与真值的符合程度。
（2）分辨率——导致一个测量系统响应值变化的最小的环境改变量。
（3）稳定性：指仪器性能随时间的变化率。
（4）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。
（5）惯性——仪器的动态响应速度。
第二章：云的观测1.云的概念：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。
底部不接触地面。
2．云的观测主要包括：判定云状，估计云量和测定云高和选定云码。
云的观测应注意它的连续演变，尽量选择在能看到全部天空及地平线的开阔地点或平台上进行3．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。
低云族包括积云，积雨云，层积云，层云和雨层云五属。
一般云底高度＜2500米。
大部分低云都可能产生降水，雨层云常有连续性降水，积雨云多阵性降水，有时降水量很大。
大气探测知识
第一章：总论大气探测：又称之为气象观测，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、连续的观察和测定，并对获得的记录进行整理的过程和方法。
大气探测的发展历史：世界地面气象探测网的建立是大气探测史上的第一次革命。
高空气象要素探测系统的发展是大气探测发展的第二次革命。
1960年美国发射第一颗气象卫星泰罗斯-1号，是遥感技术发展的标志，是大气探测的第三次革命。
随着科学与技术的发展，大气探测取得了显著的发展，主要表现在探测能力显著增强，自动化水平迅速提高，观测方法、观测网的设计和观测工具的配合得到重视，直接探测和遥感技术并存，各取所长，综合利用。
观测站的分类：（1）国家基准气候站（基准站）：是国家气候站的骨干；一般300-400公里设一站，每天观测24次。
（2）国家基本气象站（基本站）：是国家天气气候网中的主体；一般不大于150公里设一站，每天观测8次。
（3）国家一般气象站（一般站）：是国家天气气候站的补充；一般50公里左右设一站，每天观测3次或4次。
（4）无人值守气象站（无人站）：用于天气气候站网的空间加密；观测项目和发报时次可根据需要而定。
（5）高空气象站：一般300公里设一站，每天探测2次或3-4次。
时制：人工器测日照采用真太阳时，日界：人工器测日照以日落为日界，对时：台站观测时钟采用北京时。
未使用自动气象站的台站，观测用钟表要每日19时对时，保证误差在30秒之内。
地面气象观测场设置：观测场一般为25m×25m的平整场地。
仪器设施布置：要注意互不影响，便于观测操作。
大气探测资料必须具有代表性、准确性、比较性。
“三性”是大气探测工作的基本要求。
“三性”的联系：互相联系、互相制约。
观测资料质量的好坏，均以观测资料的“三性”衡量。
第二章云的观测云是由大气中水汽凝结（凝华）而形成的微小水滴、过冷水滴、冰晶、雪晶，由它们单一或混合组成的，形状各异飘浮在天空中可见的聚合体。
其底部不接触地面我国地面气象观测规范中，按云的外形特征、结构特点和云底高度，将云分为三族，十属，二十九类。
《大气探测学》重点内容
第二章云的观测1.熟悉各类云的主要特征。
2.各相似云之间的区别。
3.熟悉云形成的基本过程。
4.理解一般云和对流云的演变过程。
第三章能见度、天气现象、地面状态的观测1.影响能见度的因子有哪些？2.何谓有效能见度？如何确定“能见”和“不能见”，白天和夜间有何不同，白天能见度的观测如何判定？3.能见度仪的分类及工作原理？4.哪些天气现象与能见度有关？5.积雨云的出现可能会带来哪些天气现象？6.天气现象分类，及各类中天气现象间的区别？第四章气压的观测1．动槽式和定槽式水银气压表的构造及工作原理。
3．水银气压表为什么要进行读数订正？试说明各项订正的物理意义。
5．金属空盒有哪些特性？试述空盒气压表和气压计的构造原理，造成他们测量误差的主要原因是什么？6．为什么要进行海平面气压订正？其订正值的准确度与什么因素有关？为什么？7.气压传感器的工作原理。
第五章空气温度的观测1.试述玻璃液体温度表的测温原理，并比较水银与酒精温度表的优缺点。
2.最高和最低温度表的构造与性能有何不同？各自的工作原理是什么？3.双金属片测温原理是什么？4.热电偶测温原理是什么？测温方法主要有哪两种？5.金属电阻温度表与热敏电阻温度表的测温特性有何不同？6.地温测量有哪些项目，主要的测量仪器有哪些，各有何特点？7.为什么地表温度的测量要比空气温度的测量复杂？第六章空气湿度的观测1.试述常用的测湿方法和其代表仪器。
2.干湿球温度表为何可用来测定空气湿度？3.干湿表测湿系数A与风速的关系如何？为什么会随风速的变化而变化？干湿表测湿有哪些误差？5.试述毛发的特性？为什么毛发表的刻度不均匀，而湿度计自记纸的刻度却是均匀的?7.湿敏电容湿度传感器的工作原理?第七章降水与蒸发的观测1.雨量筒规格及安装2.翻斗式雨量传感器工作原理3.测量蒸发的仪器有哪些？掌握其测量方法第八章----地面风的观测1.掌握多齿光盘、格雷码盘测量风速、风向的原理2.掌握EL电接风风向、风速记录整理3. 对测风仪器的安装有什么要求？第九章----积雪、冻土、电线积冰的观测测量积雪、冻土、电线积冰的仪器有哪些？掌握积雪、冻土观测记录方法。
大气探测复习资料
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。
附：为什么要提出气象观测资料的“三性”？解答：大气探测是在自然条件下进行的。
由于大气是湍流介质，造成气象要素值在空间分布的不均一以及时间上具有脉动变化的特点，大气的这种特性，要求在台站高度分散的情况下，取得的气象资料必须准确地代表一个地区的气象特点，而在气象资料使用高度集中的情况下，又能使各个地区的气象资料能够互相比较，以了解地区间的差异。
这是从大气运动的特点对气象资料提出的“代表性”、“准确性”和“比较性”的要求。
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、选定云码。
大气探测学
100.0199.9
≥200.0
毛毛雨、雪、雨Biblioteka 雪的强度强度等级 小中
大
毛毛雨和雪 雨夹雪
有效能见度 大于等于 1000米。
有效能见度 大于等于500 米。
有效能见度 为500米至小 于1000米。
有效能见度 小于500米。
有效能见度 小于500米。
霰、冰粒和冰雹的强度
强度 等级
霰、冰粒 和冰雹
定义
发生在大气中或贴地面的表征大气状态的 大气现象。
包括降水现象、雾现象、烟尘现象、风沙 现象、吹雪现象、雷电现象、风暴现象、地 面凝结现象及大气光学现象等。
中
国
人
民
解
放
军
地
面
气
八
象 观
类 29 种
测
规
范
观测要求
1、随时进行观测和记录。 2、观测内容：
种类、强度、性质、出现时间、消失时间。
降水现象
Sc 稳定
见
壳
片状或针状结晶，在阳光照耀
稳定气
下，闪烁可辨，有时可形成日 下降缓慢有 云或雾 团 内 温
柱或其他晕的现象，多出现于 如飘浮空中 空 度 特 低
高纬高原的冬季
地区
米雪
米雪是由云中落下的白色、不透明的非常小的粒 状冰构成的降水。 米雪多呈粒状和杆状，直径小于1毫米，落在坚硬 表面上不会反跳。 出现时气温常在0～-10℃之间。
白色不透明六角 或片状结晶，固体 降水
同上
下降情况
稠密漂浮，雨滴 难辨
雨滴可辨，下降 如线，强度变化 较缓 骤降骤停，强度 变化大，有时伴 有雷暴
飘落，强度变化 较缓
飘落，强度变化 较大，开始和停 止都较突然
大气探测学
1、大气探测概述：指利用科技手段对大气和近地层的大气物理过程、现象及其化学性质等进行系统观察和测量。
2、地面观测站分类：基准气候站、基本/一般/无人值守/高空气象站。
3、探测原理：①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。
②遥感探测：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。
4、探测仪器主要性能：准确度（仪器测量值与真值的符合程度，用相对误差表示，误差小准确度高）灵敏度（待测量变化Δx引起的指示仪器输出变化Δy，α=Δy/Δx）惯性（仪器动态响应速度，惯性小变化快）；分辨率（导致一个测量系统变化的最小环境改变量）量程（仪器测量范围）稳定度（仪器性能随时间变化率）。
5、三性要求：①准确性（测量值与真实值误差大小程度）：系统误差、随机误差。
②代表性（探测值能代表一定空间范围和时间段的平均状况）：空间代表性，主要表现在选址上；时间代表性，多次测量取的平均值和选具有一定惯性的仪器可提高代表性。
③可比较性（不同测站、时间的测量值能进行比较）：只改测站体现大气要素地区分布特点；只改时间体现大气要素随时间变化特点。
6、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。
底部不接触地面。
7、云的观测：判定云状、估计云量、测定云高、选定云码★8、云状：（选择题）一、低云→积云【淡积云①、碎积云②、浓积云③】；积雨云【秃积雨云④、鬃积雨云⑤】；层积云【透光层积云⑥、蔽光层积云⑦、积云性层积云⑧、堡状层积云⑨、荚状层积云⑩】；层云【层云⑾、碎层云⑿】；雨层云【雨层云⒀、碎雨云⒁】①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破碎的不规则积云块（片），个体不大、形状多变。
③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。
大气探测复习资料
大气探测复习一、绪论1.对流层大气的分层结构大气边界层：大气与地面之间充分湍流化的气层;厚度约为1千米，随时间和条件变化近地面层：即常通量层或表面层，直接与地表接触、受地面强烈影响,厚度约为边界层的1/10大气运动的基本特点：空间范围广大运动永无休止影响因素繁多运动状态复杂2.大气探测的空间尺度划分微小尺度小于100 m小尺度或局地尺度100 m ~ 3 km中尺度 3 km ~ 100 km大尺度100 km ~ 3000 km行星尺度大于3000 km3.大气探测常规分类近地层大气探测：（1）地面气象观测(常规观测)（-3 ~ 10 米，标准气象观测站的风速、风向观测高度为10米）:云、能见度、天气现象状况、地温、大气温度、大湿度、压力、风速、风向、降水、蒸发和辐射等。
（2）近地面大气探测（0 ~ 3000 米）:大气温度、大湿度、压力、风速、风向等高空大气探测：探测3000米以上的大气层状况:大气温度、湿度、压力、风速/向等专业性大气探测：如区域大气环境容量研究，大气边界层特征研究，城市热岛环流研究，海陆风场、峡谷风场研究等4.气象观测站分类3层7类18种5. 观测场建站环境条件气象站站址的选择必须符合观测技术上的要求，同时也应考虑服务和生活的方便。
（1）观测场是取得地面气象资料的主要场所，地点应设在能较好地反映本地较大范围的气象要素特点的地方，避免局部地形的影响。
观测场四周必须空旷平坦，避免建在陡坡、洼地或邻近有丛林、铁路、公路、工矿、烟囱、高大建筑物的地方。
（2）在城市或工矿区，观测场应选择在城市或工矿区最多风向的上风方。
（3）观测场的周围环境应符合中华人民共和国《气象法》和国务院颁布的有关气象观测环境保护法规、规定的要求。
（4）各级气象部门应注意保护气象站的观测环境。
(5)气象站周围观测环境发生变化后要进行详细记录。
(6)观测场一般为与周围大部分地区的自然地理条件相同的25米×25米的平整场地；确因条件限制，也可取16米（东西向）×20米（南北向），高山站、海岛站、无人站不受此限；需要安装辐射仪器的台站，可将观测场南边缘向南扩展10米。
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(M ＯR):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。
大气探测绪论
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3 、高空大气探测的开始发展时期
大 气 探 测 基 础
–
自从1783年法国人查理（J.A.charles）在巴黎上空， 用氢气球携带温度表和气压表探测大气状况以后， 陆续有人采用系留气球、飞机及火箭携带仪器升空， 进行高空大气的探测的。
4、高空大气探测迅速发展时期
–
二 零 壹 壹 年 六 月
自从1919年法国人巴洛（ R.Burean) 第一次用无线 探空仪探测大气后，前苏联、德国、法国、芬兰等 国家都开始研制无线电探空仪，及其它高空风探测 技术，为高空大气探测事业开辟了新的途径。这是 大气探测向高空发展的第一次突破。
二 零 壹 壹 年 六 月
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大 气 探 测 基 础
局地环境对气象测量的影响
• • • • • 地理环境和地形 地表性质、建筑物 下垫面表面粗糙度 下垫面热力不均匀 城市环境
二 零 壹 壹 年 六 月
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大 气 探 测 基 础
气象观测系统的分类
• 气象观测系统按照传感器所处位置可分为天基观测、空基 观测和地基观测系统。 天基：传感器在中层大气之外的为天基观测，主要由低轨卫 星和高轨卫星以及相应的地面应用系统组成； 空基：传感器在地球表面以上、中层大气及以下的为空基观 测，主要由气球探测、飞机探测和火箭探测组成； 地基：传感器在地球表面的为地基观测，主要由地面气象观 测、地基气候系统观测、地基遥感探测、地基大气边界层 观测、地基中高层大气和空间天气监测、地基移动气象观 测、地基气象观测运行监控和技术保障等组成。
16
• 今后大气探测技术总的发展趋势是：
大 气 探 测 基 础
二 零 壹 壹 年 六 月
1．向综合探测方向发展。如地基与空基、 天基，遥测遥感与大气观测，常规与非常规观测。 2．向系统性方向发展。研制和开发新型设 备，从而集信息的获取、预处理及传输为一体化。 3．向遥测遥感自动化方向发展。自动化遥 测遥感设备将逐步取代器测和部分目测项目。 4．向高精度方向发展。探测的精度主要是 指时空上高分辨率，探测数据高准确性。 5．探测仪器向多功能、小型化方向发展。
大气探测学复习 第六章 气压
大气探测学复习第六章气压气压单位面积上向上延长到大气上界的垂直空气柱的分量。
常用的气压单位是百帕常用测压办法（1）液体气压表：利用一定长度的液柱分量直接与大气压力相平衡的原理。
（2）空盒气压表和蔼压计：利用空盒的金属弹力和大气压力相平衡的原理。
（3）膜盒式电容气压传感器：利用真空膜盒，当大气压力产生变化时，弹性膜片产生形变而引起其电容量的转变，通过测量电容量来测量气压。
（4）振筒式气压传感器：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，该传感器就是利用这一原理。
（5）压阻式气压传感器：利用气压作用在敏感元件所笼罩的抽成真空的小盒上，通过小盒使电阻受到压缩或拉伸应力的作用，由压电效应知道电阻值随气压变化而变化，通过测量电阻值来测量气压。
（6）沸点气压表：利用液体的沸点温度随气压的变化而变化的特性测量气压。
动槽式水银气压表和定槽式水银气压表的区分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”，故每次测定都需调节水银面的凹凸，使其符合固定零点的位置。
才干读取水银柱高度。
定槽式水银气压表的最大特点是槽部没有调节水银面的装置，即没有固定零点。
不需调节水银面，而采纳了补偿标尺刻度的办法，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匀称。
水银气压表纠正（本站气压纠正）读数须挨次经过仪器差、温度差、重力差三步纠正。
水银气压表的仪器误差⑴真空不良的影响产生的误差⑴毛细压缩误差⑴温度的不确定度产生的误差⑴水银蒸气压的影响产生的误差⑴标尺误差⑴因为安装条件不妥引起的误差⑴其它误差当外界气压不变，而温度发生变化时，水银柱和黄铜标尺均会发生胀缩。
这种纯系温度的变化而引起的气压读数的转变值，称为水银气压表的温度差金属空盒特性？为什么弹性空盒可以作为测压仪器的感应器？（1）空盒弹性的温度效应（2）空盒的弹性后效空盒气压表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。
大气探测学总结
⼤⽓探测学总结⼤⽓探测学第⼀章绪论1、⼤⽓探测资料的“三性”要求：(1)代表性所谓代表性，就是指⽓象测量值应能代表测站周围较⼤范围内的或⼀段时间内的平均状况。
严格的讲，代表性是指某空（时）间范围内的⼀组测量值，反应相同的或不同的空（时）间范围⾥实际状况的程度。
这种时空范围。
是按照具体应⽤情况所定出的尺度。
按照这个定义，代表性包括了两层含义，即空间代表性和时间代表性。
所谓空间代表性，是指点对点，点对平⾯以⾄点对空间的代表性程度。
所谓时间代表性，是指⼀个点在给定时间段内的测量值对该点不同时间段或另⼀时段被测量值的代表性程度。
(2)准确性所谓准确性，是指测量值与真值⼀致的程度。
(3)⽐较性所谓⽐较性，是指所获取的⼤⽓探测资料，必须具有良好的时间和空间上的⽐较性，这对天⽓分析预报和⼤⽓科学研究都是极其重要的。
第⼆章云的观测1、⼗属⼆⼗九类的名称、英⽂、云⾼、云量（总云量和低云量）云量是指云遮蔽天空的成数，将天空分为10成。
记录要素：总云量、低云量，记整数不计⼩数。
总云量：天空被所有云遮蔽的成数。
低云量：天空被低云遮蔽的成数，记录⽅法：云量布满天空时记为10；占⼗分之⼀时记为1，以此类推；布满天空但是⼜有缝隙时记为10-；天空云量⼩于⼆⼗分之⼀时记为⽆云；记录时总云量为分⼦，低云量为分母。
例1：天空有两层云，下层为层积云Sc，从云隙中判断上层为卷积云Cc，布满全天。
云量记为：10/10-例2：天空有微量的⽑卷云Ci fil，不到1/20。
云量记为：0/0例3：云布满天空，有空隙，⽑卷云Cs fil 6成、淡积云Cu hum 2成、层积云Sc cug 2成。
云量记为：10-/4第三章能见度的观测1、⽓象光学视程（MOR）能见度⽤⽓象光学视程(MOR)表⽰。
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%所通过的路途长度。
2、⽩天能见度是指视⼒正常(对⽐感阈为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)的最⼤距离。
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1、按照探测方法分，大气探测分目测、直接探测和遥感三种。
2、所谓遥感，又称为间接探测，就是指仪器与被测大气不直接接触进行的探测。
遥感又分为主动遥感和被动遥感。
主动式大气遥感是指遥感器向大气发射信号，并通过接收被大气散射、吸收或折射后的信号，从中反演气象要素的方法和技术。
被动式大气遥感是指遥感器接收大气自身发射或散射的自然信号，从中反演气象要素的方法和技术。
3、按照探测范围分，大气探测分为地面气象观测和高空气象探测两种。
4、地面气象观测是指在地面上以目力或仪器对近地面层的大气状况和天气现象进行的观测。
5、高空气象探测，是指对自由大气各气象要素的直接或间接探测。
6、常规的高空气象探测，是指利用气球携带无线电探空仪对空中气温、湿度、气压和风进行的探测，其最大探测高度为35km，又称为无线电高空气象探测。
7、按照大气平台分，大气探测分为地基探测、空基探测和天基探测。
8、按照探测时间分，大气探测分为定时观测和不定时观测。
9、一个比较完整的现代化大气探测系统，包括探测平台、探测仪器、通信系统和资料处理系统四部分。
10、根据国际标准化组织（ISO）的定义，标准器可分为基准、二级标准、国际标准、国家标准、工作标准、传递标准、移云式标准等。
1643年托里拆利发明了水银气压表1783年德索修尔发明了毛发湿度表11、在气象测量中，铂电阻温度传感器已基本取代了400多年的玻璃温度表，其测量误差不超过+-0.2℃。
12、目前湿敏电容传感器的测量准确度在0℃以上只能达到3％-5％RH,在0℃以下为5％-8％RH，在低湿条件下其测量准确度虽然高于铂电阻通风干湿表，但在5℃以上时要比铂电阻通风干湿表低。
13、短波辐射的测量准确率达到1％-2％，长波辐射的测量准确率达到2W.m-214、大气探测在未来15-20年内，大气探测将向以下几个方发展。
（1）、地面气象观测以自动气象站为主，组成自动遥测网。
（2）、电子探空仪、GPS探空仪取代机械探空仪应用于业务系统。
（3）、各种遥感设备加入到大气探测业务中，成为中、小尺度系统监测的重要设备。
（4）、GNSS(全球导航卫星系统)技术应用于大气探测中，与进一步发展的卫星监测网组成互为补充的天基、地基综合监测网。
（5）、气象卫星遥感探测向全天侯、多光谱、更高分辨率定量探测方向发展。
15、天基观测系统以极轨、静止两个系列气象卫星和气象小卫星为主，实现对地球全天侯、多光谱、三维的定量观测。
16、空基观测系统以GPS气球探空系统为主，实现对大气水汽总量和垂直分布的监测。
17、地基观测系统由地面常规观测系统、地基高空观测系统、地基特种观测系统、地基移动观测系统组成。
18、代表性两层含义：即空间代表性和时间代表性。
所谓空间代表性，是指点对点、点对平面以至点对空间的代表性程度。
19、所谓时间代表性，是指一个点在给定时段内的测量值对该点不同时段或另一时段被测量值的代表性程度。
20、所谓准确性，是指测量值与真值一致的程度。
21、所谓比较性，是指所获取的大气探测资料，必须具有良好的时间和空间上的比较性。
22、形成云的两个条件，一是空气中水汽达到饱和，二是大气中存在凝结核或者冰核。
23、使水汽达到饱和有三种方式：一是水汽含量不变，空气降温冷却；二是温度不变，增加水汽含量；三是既增加水汽又减低温度。
24、降温的方式常见的有上升冷却、直接冷却和水平混合冷却。
其中上升冷却是成云的主要过程。
25、云量的目测：补贴法、等分法、球带法。
26、民航规定的最大能见度距离要比气象上规定的最大能见距离值偏低约30%。
27、在气象上，通常观测的温度参量包括空气温度、土壤温度和水面温度。
28、测量气温有两类不同的型式，一类为接触式测温仪器，常用的有玻璃液体温度表、金属电阻温度表、热敏电阻温度表、热电偶温度表和石英晶体温度表。
另一类非接触式测温仪器，又称遥感式测温仪器，主要有微波辐射计、光学温度计、全辐射温度计、测温激光雷达、测温声雷达等。
这类仪器可分为两种，一种称为主动式遥感测温仪器，如测温声雷达、测温激光雷达、；另一种是被动式遥感测温仪器。
29、气象业务中使用的测温仪器主要是玻璃温度表、铂电阻温度表和双金属片温度计。
30、玻璃液体温度表的主要误差来源(1) 、零点永恒位移（2）、球部暂时变形（3）、压力变化（4）、刻度不准确（5）、读数方法不正确（6）、热滞后效应（7）、酒精温度表产生误差的特殊原因（8）、最高温度表产生误差的特殊原因29、对于系统误差，可以通过检定获得器差，从而对测量结果加以修正。
玻璃液体温度表经过器差修正后，其测量准确度可以达到+-0.2℃。
30、热电偶误差主要来源（1）、延引导线电阻(2)、附加化学电动势（3）、电偶接点、导线、测量仪表等各处温度分布的不均匀性和热电性质不同产生的附加电动势。
31、热滞系数的大小一方面与测温元件的质量、比热容和热交换的表面积有关，另一方面还与测温元件和被测介质之间的热交换系数有关。
32、如果实际气温每小时升温3℃，对一个热滞系数为300s的温度表，滞差可达0.25℃；当热滞系数为60s时，滞差仅有0.05℃。
33、WMO对地面气象观测的温度表的要求是，当通风速度为5m/s时，热滞系数应在30-60s之间。
百叶箱干湿表的时间常数约为60s，通风干湿表的时间常数约为30s。
34、减少辐射误差的途径或方法主要有四种：（1）、采用防辐射设备（2）、采用人工通风（3）、在感应元件表面喷涂上较高反射率的反射膜。
（4）、采用极细的金属丝元件。
35、实际大气中温度测量，具有五个特点（1）温度测量是动态的（2）、太阳辐射对于温度的测量影响大。
（3）、自然大气的运动是变化的。
（4）、为解决防辐射以及通风问题而设置的通风防辐射设备会带来另一个问题，就是对自然大气状况的扰动。
（5）、地表面温度观测的代表性。
36、防辐射设备在设计时，应至少满足三点要求：（1）、应能完全遮蔽温度表，并能屏蔽辐射和降水的影响。
（2）、应尽可能设计成使其内部温度保持均匀，并与外部温度相等。
（3）、应保持良好的通风。
37、湿度测量的方法（1）、称量法(2)、热力学法（3）、吸湿法(4)、凝结法（5）、光学法38、人为测湿误差（1）湿球纱布包扎不当（2）、湿球表面污染（3）、湿球加水不当（4）、融冰时机选择不当（5）、观测时机不当。
39、引起干湿表测量误差的各种人为因素几乎都会造成湿球温度偏高，相对湿度测量值偏大。
40、当相对湿度从1%增加到100%时，毛发的总伸长量为原有长度的2.5%。
41、相对湿度在35%以上时，增湿过程的毛发伸长量比减湿过程的收缩量大；35%以下时，减湿过程的毛发收缩量比增湿过程的毛发伸长量大。
42、毛发的长度还随温度的变化而伸长和缩短，在+1.5℃是最大。
43、毛发测量湿度的主要误差来源（1）、毛发感湿的滞后性（2）、温度效应（3）、低湿瘫痪44、WMO建议，性能良好的毛发湿度表应能在0-30℃，相对湿度为20%-80%时，在3min内指示出相对湿度阶跃变化的90%，并仅有3%的不确定度。
45、高分子湿敏电容测湿的主要误差来源（1）、滞后性（2）、污染常温下滞后误差较小，约为1%-2%,低温下，滞后误差明显增大，甚至大到20%。
46、冷镜式露点仪的测量误差（1）、凯尔文效应（2）、拉乌尔效应（3）、压力效应（4）、相太判断错误47、氯化锂露点仪具有较高的测量准确度和稳定性。
0℃以上，准确度可达到3%RH-5%RH，在0℃以下可达到5%RH-8%RH。
48、测量气压的方法有多种。
可以采用力平衡法，水银气压表和空盒气压表是采用力平衡法测量气压的；还可以采用谐振式方法，例如振筒气压仪、石英振梁气压仪等；此外，还有采用压阻效应制成的硅压阻气压传感器，采用液体的沸点随气压变化的原理制成的沸点气压表，以及采用一定容积的气体压力与大气压力相平衡的原理制成的气体压力表等。
49、目前，气象台站日常气压测量普遍采用的是振筒气压仪，空盒气压表作为便携式仪器或备用仪器，在无线探空仪上已开始使用硅压电阻传感器。
50、空盒气压表的主要误差来源（1）、弹性后效（2）、温度效应（3）、残留气体补偿法51、WMO规定，空盒气压表应满足以下要求（1）必须有较好的温度补偿，当仪器的温度变化30℃时，读数的变化量不超过0.3hpa。
（2）任何一点的标尺误差不应超过+-0.3hpa，而且在正使用条件下，至少一年内仍然符合这个要求。
（3）迟滞误差很小，以保证在50 hpa气压变化前的读数与回到原值后的读数之间的差异不超过0.3hpa。
（4）经过运输后，应仍能符合上述要求。
52、振筒气压仪的主要误差来源（1）温度效应(2)、质量效应（3）、电路参数变化和干扰。
54、硅压阻气压传感器主要由外壳、硅杯和引线组成。
55、沸点气压表主要误差来源（1）溶液不纯（2）、蒸汽在内管中的流动速度。
56、风速的测量有多种方法，最常用的是旋转式风速表；还有采用超声波、风压和加热电阻丝等方法进行风速测量的。
另外还有利用激光、微波等多普勒效应对风进行测量，属于遥感测量方法。
57、风向标有单叶型、双叶型、流线型、菱形和飞机尾翼型等。
58、MNO建议，风向标的阻尼比为0.3-0.7最好。
59、风向的转换方法有机械、电、光三种。
60、风向测量误差（1）启动误差（2）、动态偏角（3）、惯性误差（4）、转换误差（5）、零位误差旋转风速表的误差（1）启动误差（2）滞后误差（3）惯性误差61、测量液态降水的方法主要有承水法、光学法、雷达微波法和卫星遥感法。
62、承水法有翻斗式、浮筒式、称重式、水导式、电容式、电功率法等。
63、我国气象台站常用的降水测量仪器有雨量器、虹吸式雨量计和翻斗式雨量计。
64、虹吸排水开始至排水结束，需要一段时间，通常为14-16s。
65、动态误差是在实际测量中由于自然条件不同造成的误差，静态误差则是仪器固有的。
66、降水测量的误差动态误差（1）、溅水误差（2）、蒸发误差(3)、风造成的误差静态误差（1）、承水口的公差（2）、沾水误差（3）、安装和使用的误差67、蒸发器的主要误差来源（1）、导致蒸发器来会聚集更多的杂物，难以消除；（2）、渗漏不易检测与纠正；（3）、邻近蒸发器的植被高度影响更大；（4）、在蒸发器与土壤之间存在明显的热交换，这取决于很多因素，其中包括土壤类型、含水量及植被覆盖情况。
68、测量辐射增热的常见方法有两种（1）直接测温度法（2）补偿法69、闪电是指大气中发生的火花放电现象。
可分为云内放电、云际放电和云地放电。
前两种通称为云闪，第三种称为地闪。
闪电测量设备主要分为三类：闪电记数器、闪电定位设备和电场仪。
70、闪电通常采用极性、闪击数和强度等参量来表示其特征。
71、根据闪电的不同形态和特征，可将闪电分为线状闪电、叉状闪电、带状闪电、火箭状闪电、片状闪电、热闪电、珠状闪电和球状闪电等不同类型。