大气探测Word版

第一章

1.什么是大气探测？可以划分为哪几部分?

2.简述大气探测的目的是什么?

3.地面气象观测场的要求有哪些？

4.简述大气探测有哪几种方法?

5.大气探测仪器的性能包括哪几个?

6.如何保证大气探测资料的代表性和可比性?

7.气象探测环境?

*大气探测

．．．．，是指利用科技手段对大气层和近地层的各种物理过程、化学过程、生物过程等进行系统的观察和测量。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。大气探测资料精确性直接影响到气象预报、气候预测和气候变化研究等的准确性。大气探测可划分为地面气象观测，高空探测，特种探测，遥感探测

*．大气探测的科技手段

．．．．．．．．．：机械方法：风向标等。光学方法：经纬仪光谱仪等。热学方法：蒸发器等。电磁方法：雷达卫星信息传输等

* 大气探测的空间范围，

．．．．．．．．．．从海平面往上到几百公里甚至一千多公里

范围不断扩大！

* 大气边界层，

．．．．．．大气与地面之间充分湍流化的气层，厚度约为1km，大气要素变化剧烈并随时间和地表条件变化，是地面气象观测和大气边界层探测的主要大气层，该层对局地天气、气候产生重要影响。

近地面层（常通量层，表面层），直接与地表接触、受地面强烈影响，

地面气象观测在此高度内。

*影响大气边界层探测的物理过程，．．．．．．．．．．．．．．．辐射传输过程：短波辐射，长波

辐射。热力传输过程：显热，潜热。动力作用：平流，垂直运动，局

地环流。湍流运动：无规则，分类（机械、热力），特征，尺度谱，

串级传递能量过程，湍流输送过程。

*．大气探测学研究目的

．．．．．．．．．，．1.大气探测是从事大气科学教学、科研的基

础。为天气、气候诊断分析、预报及环境保护部门、国家及全球气象

资料网络系统等提供大气观测资料。2.随着科学技术的发展，大气探

测的要素量和空间范围越来越大。大气探测分为近地面层大气探测、

高空大气层探测和专业性大气探测。3.. 是推动大气科学进步的重要

力量大气科学重大理论的提出和完善得益于大气探测（虽然数值模拟

在其中也发挥着重要作用）。新的探测原理和观测平台促进大气科学

的前进（如GPS水汽探测、卫星平台）

*大气探测

．．．，业务需求，社会需求，科研需求。．．．．同时满足

．．．．3．种需求

*地面气象观测场，

．．．．．．．．观测场四周空旷平坦，所取得的资料应具有较好

的代表性；经纬度（精确到分）和海拔高度（精确到0.1m）刻在石

碑上，埋设在场内；观测场为25mX25m的平整场地，保持均匀草坪，

草高不超过20cm，不准种植作物；设 1.2m高稀疏围栏，内设

0.3m-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。

*气象探测环境

．．．．．．，是指为避开各种干扰保护气象探测设施准确获得气

象探测信息所必需的最小距离构成的环境空间。

*大气探测方法

．．．．．．，直接探测：感应元件置于待测大气介质之中，探测大气要素的变化。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。施放示踪物质，模拟实验

*大气探测特点，

．．．．．．．大气探测是在自然的动态条件下进行的,由于大气是湍流介质，被测气象要素随空间和时间存在非均匀性和脉动性（介入、响应）。但是大气探测资料又往往是用于区域或全球的大气运动的整体诊断和分析，因而，要求气象台站的观测资料必须准确的代表某一地区的大气及气候特征，又能做到相互比较，以了解地区间的差异（代表性、可比性）。在自然环境下缺乏真值（检定、标定、率定）气候应用要求数据在较长时间较大范围内可用、可比（全球共享、长期稳定-包括设备、环境）。

*大气探测要求

．．．．．．，代表性，可比性

*大气探测仪器性能参数

．．．．．．．．．．：1.精确度：仪器的精确度是指测量值与实际值的接近程度。一般应该包括仪器的精密度和准确度。

精密度（Precision ）——若干独立测定值彼此之间的符合程度。准确度（Accuracy ）——测量仪器给出接近于真值的响应的能力。精密度考察的是连续测量值彼此相互之间的接近程度。反映的是随机误差大小的程度，常以标准偏差与平均值之比来表示，其值越小，精密度越高。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。探测仪器的精确度决定于感应元件的灵敏度和惯性。

2.灵敏度：仪器的灵敏度是指测量仪器响应的变化除以对应的大气要素变化。即：指单位待测量的变化所引起的指示仪器仪表显示或输出量的变化。

3.惯性（滞后性）仪器的惯性——仪器的动态响应速度。具有两重性，一般要求惯性的大小由观测任务所决定。如：探空仪的惯性不能太大，否则,在上升过程中就不能准确反映温、湿、压随高度的变化；大气湍流探测仪器的惯性就要求很小，不然的话，仪器就会将高频湍涡过滤掉；而地面气象台站使用的观测仪器就要求具备一定的惯性，使其具备一定的自动平均的能力。另外，惯性太小，观测员将无法靠近仪器读数。

4.分辨力仪器的分辨力——显示装置能有效辨别的最小的示值差。

它与测量范围及灵敏度有关，仪器性能的改变也会影响分辨力。

5.测量范围，它取决于所测要素的变化范围。注意：量程和测量范围是不同概念。量程是指仪器对待测要素的最大测量范围

6.东汉时长安灵台上测风的相风铜鸟--张衡

7.二十四节气名--刘安

8.世界上第一个给风定级的人--李淳风

9.地面气象观测开始发展时期--伽利略

10.水银气压表--E.Torricelli

11.云最早分类法，成为现行云分类法的先驱--Luke Howard

12.将云分为“山云、水云、旱云、雨云”四类，对云进行了简单的分类--吕不韦