大气探测学总结(最新整理)

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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
云族
云属 学名/云底高度范围 积云 600-2000 积雨云 600-2000
低云 <2500m
层积云 600-2500
层云
50-800 雨层云
(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。
而异的电阻温度系数
(3)热敏电阻温度计 半导体热敏电阻的阻值随温度的增高而减小(半导体电阻随温度特性;灵敏度高,阻值
大,体积小,非线性,互换性差)对于气象测温范围内,热敏电阻的阻值 RT 与绝对温度 T
的关系可用下式表示: RT Aeb /T 式中 A、b 为元件的系数。
(4)热电偶温度计 (热电效应;可测高温,灵敏度低,冷端电偶需温度固定)温差电现象(热电现象): 两种不同的金属导体 A 和 B 的两端,彼此焊接在一起,构成一个闭合回路时,若两个接触点 的温度不同,回路中就有电流产生,如图所示。 两焊接点之间的温差越大,回路中的电动势也越大,这种现象叫做温差电现象,也称热电现 象,这种电路称热电偶或温差电偶。
测量大气压力的仪器主要有: 1、水银气压表(作为标准) 2、空盒气压表、空盒气压计、振筒气压计(气象台站) 3、沸点气压表(作研究用,探空) 4、硅压阻气压传感器、巴登管气压传感器
1、动槽式和定槽式水银气压表:
1、 动槽式水银气压表 (福丁式 Fortin) 它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
况有关。
5、毛发湿度表: 它的测湿精度较差,毛发湿度表通常在气温低于-10℃时使用
6、实验室内测湿的标准方法—绝对测湿法(称重法)
第七章 气压的测量
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

单位:百帕 (hPa)
1 hPa = 100 Pa
1 Pa = 1 N / m2
C 5 F 32
C——F 换算: 9
F 9 C 32 5
K 5 F 32 273.15 F 9 K 273.15 32
K——F 换算:
9
5
2、测温仪器:
(1)液体玻璃温度表 基本原理 液体玻璃温度表的感应部分是一个充满液体的玻璃球,示度部分为玻璃毛细管。由于玻
璃球内的液体的热膨胀系数远大于玻璃,当温度升高时,液体柱升高,反之下降。液柱的高 度即指示温度的数值。
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。
(2)金属电阻温度计 金属电阻的阻值随温度的增加而增大(热电效应;性能稳定近似线性灵敏度低)
金属导体的电阻值随温度增加的关系式为: Rt R0 (1 t t 2 ) 式中 t 为摄氏温度;R0 为金属在 0 ℃时的电阻;Rt 为 t℃时的电阻; 和 为因金属
(P,T ) sw (P, Td )
1
Tf 定义:T、γ的湿空气,P 不变,降温至 Tf 使其对冰面饱和时的温度
(P,T ) si (P,Tf )
1
2、常用湿度测量方法:
• 称量法(准确度最高) • 热力学法(干湿法) • 吸湿法(毛发、肠衣、湿敏电阻、湿敏电容) • 凝结法(露点仪) • 光学法(红外、微波湿度计)
第六章 空气湿度的测量
1、表征湿度的物理量:
1.混合比γ 湿空气中水汽质量为 MV,干空气质量为 Ma:
mv
ma
2.比湿 q,湿空气中水汽质量与湿空气总质量之比
q mv mv ma
3.绝对湿度ρv,单位体积的湿空气中所含的水汽, 即:水汽密度、水汽浓度
v
mv V
4.水汽压 5.饱和水汽压 水面饱和水汽压 冰面饱和水汽压
透光高层云 蔽光高层云
As tra As op
Ac Altocumulus
Ci Cirrus
Cs Cirrostratus
透光高积云 蔽光高积云 荚状高积云 积云性高积云 絮状高积云 堡状高积云
Ac tra Ac op Ac lent Ac cug Ac flo Ac cast
毛卷云 密卷云 伪卷云 钩卷云
优点:这类仪器在操作和使用方面的特点,使它特别适合于航空气象观测的需要。 但是这并不排除在基本天气观测或气候观测方面的使用,因为此测量简而易行。
缺点:此仪器所测的大气柱长度常小于气象光学视称,一般认为这个距离太短。 不过这可以通过扩展观测时段,在该时段内进行一系列观测而部分地得到弥补。 (2) 散射式能见度仪
3、最高、最低温度表
3.1 最高温度表(水银) 最高温度表的结构特点:毛细管较细,液体为水银。在玻璃球部焊有一根玻璃针,其顶
端伸至毛细管的末端,使球部与毛细管之间的通道形成一个极小的狭缝。 最高温度表的测量原理: 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。当观测完时,需要由人工将毛细管中的水银复位。 3.2 最低温度表(酒精)
4、热滞系数
说明温度热滞系数的物理意义及特性 热滞系数的大小反映了温度表响应外界温度变化的速度。 热滞系数特性:元件的热容量越小,散热面积越大,则λ越小;热交换系数 h 的大小取决于 环境介质性质和通风量;
5、气温测量中的防辐射途径
采用防辐射设备屏蔽:使太阳辐射和地面辐射不能直接照射到测温元件上 增加元件的反射率:使到达元件表面的短波辐射绝大部分被反射掉 人工通风:促进元件与空气之间的热交换,减小两者之间的温差 采用极细金属丝元件:细丝具有较大散热系数,较小的热容量,有利于热交换
:固定气压、温度下,纯水面达到气液平衡时的水汽压 :固定气压、温度下,纯冰面达到气固平衡时的水汽压
6.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。
Uw
100 100
(
e esw
)
P
,T
7.露点温度(Td )、霜点温度(Tf) Td 定义:T、γ的湿空气,P 不变,降温至 Td 使其对水面饱和时的温度
浮尘
尘土、细沙均匀地浮游在空中,使水平能见度小于 10.0 千米。 浮尘多为远处尘沙经上层气流传播而来,或为沙尘暴、场沙出现后尚未下沉的细粒浮游空中 而成。
烟幕
大量的烟存在空气中,使水平能见度小于 10.0 千米。 城市、工矿区上空的烟幕呈黑色、灰色或褐包,浓时可以闻到烟味。

大量极细微的干尘粒等均匀地浮游在空中,使水平能见度小于 10.0 千米的空气普遍混浊现 象。霾使远处光亮物体微带黄、红色,而使黑暗物体微带兰色。
Cb calv Cb cap
Sc Stratocumulus
透光层积云 蔽光层积云 积云性层积云 堡状层积云 荚状层积云
Sc tra Sc op Sc cug Sc cast Sc lent
层云
St
St
碎层云
Fs
Stratus
雨层云
Ns
Ns
碎雨云
Fn
Nimbostratus
As Altostratus
600-2000 高层云
2500-4500
中云 2500~6000m
高积云
2500-4500
高云 >6000m
卷云 4500-10000 卷层云 4500-8000 卷积云 4500-8000
云类
简写
Cu Cumulus
Cb Cumulonimbus
学名
淡积云 碎积云 浓积云
秃积雨云 鬃积雨云
简写
Cu hum Fc Cu cong
最低温度表的结构特征:毛细管较粗,内装透明的酒精,游标悬浮在毛细管中。最低温 度表的测量原理:
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。
按照天气现象成因分 9 类: 降水、雾、风沙、雷电、烟尘、风暴、吹雪、地面凝(冻)结、光
沙尘暴
由于强风将地面大量尘沙吹起,使空气很泥浊,水平能见度小于 1.0 千米。
扬沙
由于风大将地面尘沙吹起,使空气相当混浊,水平能见度在 1.0 千米至 10.0 千米以内。
尘卷风
因地面局部强烈增热,而在近地面气层中产生的小旋风,尘沙及其它细小物体随风卷起,形 成尘柱。 很小的尘卷风,直径在两米以内,高度在十米以下的不记录。
(1)大气透明程度 (2)目标物和背景的性质—亮度对比 K (3)观测者的视觉性能—眼睛的对比视感阈 ε
5、能见度的器测法主要有哪几种,说明它们的优缺点和工作原理。 (1)透射式能见度仪
透射能见度仪测定气象光学视程是根据准直光束的散射和吸收导致光的损失的原理,所 以它与气象光学视程的定义密切相关,观测的能见距离与能见度很一致。
第五章 温度的测量
1、常用温标有三种:
开尔文温标(绝对温标)(K):Kelvin Temperature Scale 摄氏温标 (℃):Celsius Temperature Scale 华氏温标(F):Fahrenheit Temperature Scale 它们之间的换算关系为:
K——C 换算: K C 273.15 C K 273.15
大气探测学
第一章 绪论
1、大气探测资料的“三性”要求:
(1) 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、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。实际上也是气象光学视程。
3、人工观测能见度,一般指有效水平能见度。
有效水平能见度是指四周视野中二分之一以上的范围能看到的目标物的最大水平距离。
4、影响能见度的因子
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 利用空气散射,测量能见度,主要有三种方式:侧向、后向和前向型
优点:基线长度短,容易对准。散射能见度仪的基线长度很短,光源与接收安在同一支 架上,避免基线难以对准的缺陷。
缺点:只测量很小体积的空气样本,不够精确。
第四章 天气现象的观测
1、与能见度有关的天气现象 2、烟、霾等的现象、定义。
Ci fil Ci dens Ci not Ci unc
毛卷层云 薄幕卷层云
Cs fil Cs nebu
卷积云
Cc
Cc
Cirrocumulus
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。
3、干湿表原理:(详细的书 P132)
用一对并列装置的、形状完全相同的温度表 一支测气温,称干球温度表 另一支包有保持浸透蒸馏水的脱脂纱布,称湿球温度表。
4、干湿表系数 A 值与什么有关:
(1) 湿球球部附近的气流速度 (2) 湿球球部的直径和形状 (3) 湿球表面是否结冰 (4) 气压、气温以及湿度大小有很弱且复杂的关系还与湿球球部纱布的包扎和清洁等情
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