大气探测
大气痕量气体遥感探测仪发展现状和趋势
大气痕量气体遥感探测仪发展现状和趋势大气痕量气体遥感探测仪是一种可以测量大气中微量气体含量和分布的仪器。
它通过感知大气中的辐射信号，并通过处理和分析这些信号来获取气体浓度的空间分布和时间变化。
大气痕量气体遥感探测仪在环境监测、空气质量评估、气候变化研究、天气预报等领域具有重要应用价值，对于维护人类生态环境和改善空气质量具有重要意义。
目前，大气痕量气体遥感探测仪发展已经取得了一定的进展，主要表现在以下几个方面：1.传感器技术的提升：传感器是大气痕量气体遥感探测仪的核心部件，其性能直接影响着仪器的探测精度和稳定性。
随着科学技术的进步，传感器的性能得到了显著提升，可以实现更高精度的气体浓度测量。
2.数据处理算法的改进：大气痕量气体遥感探测仪的数据处理算法是实现气体浓度反演的关键。
近年来，随着计算机技术的发展，数据处理算法得到了不断改进和优化，可以更有效地从辐射谱信号中提取气体浓度信息，提高遥感探测的精度和可靠性。
3.传输和存储技术的进步：大气痕量气体遥感探测仪产生的数据量庞大，传输和存储技术对于实现高效处理和管理这些数据至关重要。
随着网络技术和存储设备的不断发展，数据传输速度和存储容量得到了显著提升，为遥感探测仪的数据处理和应用提供了更好的支持。
除了以上改进方面，大气痕量气体遥感探测仪还存在一些发展趋势：1.多参数监测：传统的大气痕量气体遥感探测仪主要关注单一气体的浓度检测，未来的发展趋势是将多种气体的浓度监测和分析能力集成到一个探测仪中。
这样可以实现对多种气体污染物的全面监测和评估，为环境保护和生态保护提供更全面的数据支持。
2.卫星遥感技术应用：卫星遥感技术可以实现对大范围地区的遥感探测，为大气痕量气体浓度的空间分布和时空变化提供全球视角。
未来的发展趋势是将大气痕量气体遥感探测仪与卫星遥感技术结合起来，实现全球范围内的痕量气体监测和评估。
3.移动式监测设备的应用：传统的大气痕量气体遥感探测仪一般体积较大，安装复杂，适用于固定测点的长期监测。
大气探测重点
第一章绪论1.直接探测、直接探测原理？直接探测：将感应元件置放于测量位置上，直接测量大气要素的变化。
直接探测原理：根据元件的物理、化学性质受大气某种作用而产生反应的特点。
例子：温度表，水银液体的热胀冷缩性质。
2.遥感探测、遥感探测原理？遥感探测：探测元件不放置于测量物体上，间接反演大气要素的变化遥感探测原理：是根据大气中声、光、电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例子：鸽子照相，胶片对光的感应；卫星，辐射传输的变化3.主动遥感、被动遥感？主动遥感（发射能量）：设备具有声、光、电磁波发射源，在其测量空间中大气特性对其传播信号产生相应的吸收、散射、反射形成带有大气特征的回波信号。
如：测云雨雷达被动遥感（不发射）：直接探测来自大气的声、光、电磁波信号。
如：一些气象卫星传感器4.几个概念（决定仪器性能的首要因素是感应原理，由感应原理决定了仪器的主要性能指标）：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（时间常数）：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。
稳定性（坚固性）：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。
*5.大气探测的三性要求：代表性准确性比较性（书上14-15）第二章云的观测1.云的分类、特征及其国际简写（特征见书上22-32）2.云量的记录方法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。
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）。
浅谈大气探测技术
浅谈大气探测技术摘要:大气探测是利用各种探测手段对大气中的物理过程和物理现象及气象要素等进行观测、探测并使用不同的载体记录下来。
大气探测所获取的气象记录、资料是进行天气预报、气候分析、气象科学研究和为各行各业服务的基础。
近年来，随着自然科学与技术的进步，国际气象探测技术也取得了显著的发展。
本文在此阐述了以下几种探测技术。
.关键词: 大气探测技术气象探测.大气探测又称气象观测，是对地球大气圈及其密切相关的水圈、冰雪圈、岩石圈（陆面）、生物圈等的物理、化学、生物特征及其变化过程进行系统的、连续的观察和测定，并大气探测对获得的记录进行整理的过程。
气象观测是气象科学的重要分支,它将基础理论与现代科学技术相结合，形成多学科交叉融合的独立学科，处于大气科学发展的前沿。
气象观测信息和数据是开展天气预警预报、气候预测预估及气象服务、科学研究的基础，是推动气象科学发展的源动力。
发展一体化的气象综合观测业务是气象事业发展的关键。
大气探测主要包括：地面观测、高空探测、特种观测和遥感探测等。
1、地面气象观测主要是对近地层范围内的气象要素进行观察和测定，大气探测主要观测的项目有：气温（离地1.5米高处，百叶箱内的气温）、地温、湿度、气压、风（包括风向风速）、云、天气现象、能见度、降水、蒸发量、日照时数、太阳辐射等。
2、高空气象探测一般是用探空气球携带探空仪器升空进行，可测得不同高度的大气温度、湿度、气压，并以无线电信号发送回地面。
利用地面的雷达系统跟踪探空仪的位移还可测得不同高度的风（风向、风速）。
3、特种观测主要包括大气本底观测、酸雨观测、臭氧观测、紫外线观测等。
遥感气象探测主要是利用气象卫星、雷达等设备进行气象要素探测。
下面介绍三种具体的大气探测技术：一、利用微波折射率仪探测探测对流层中大气时，折射率仪是众多测试手段中的唯一一种直接测量大气折射率的设备。
它的研制可上溯到40年代。
历史上有以谐振腔为传感器和以电容为传感器的两类折射率仪。
《大气探测学》课件
气象火箭和卫星的发展
激光雷达和微波辐射计的应用
多普勒雷达和风廓线仪的普及
现代大气探测技术
激光雷达技术： 利用激光束在 大气中传播的 特性，对大气 中的颗粒物、 气溶胶、臭氧 等物质进行探
测和测量
微波辐射计技 术：利用微波 在大气中的传 输特性，对大 气中的温度、 湿度、风速等 参数进行测量
和监测
无线电探空仪 技术：利用无 线电信号在大 气中的传播特 性，对大气中 的温度、湿度、 气压等参数进 行测量和监测
06
大气探测技术的发 展趋势和挑战
大气探测技术的发展趋势
遥感技术的发展：利用卫星、无人机等遥感技术进行大气探测
新型探测仪器的应用：如激光雷达、微波辐射计等新型探测仪器在大气探 测中的应用
人工智能技术的应用：利用人工智能技术对大气探测数据进行处理和分析
多学科交叉融合：大气探测技术与其他学科的交叉融合，如物理学、化学、 生物学等
等。
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大气探测学的研究内容： 研究这些现象的观测方法、
原理和技术，以及如何利 用这些观测数据来揭示大 气的结构和行为，为天气 预报、气候变化预测和环
境监测提供科学依据。
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大气探测学的应用领域： 气象学、气候学、环境科 学、农业、交通、军事等。
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大气探测学的发展趋势： 随着科技的不断进步，大 气探测技术也在不断发展， 未来将更加注重高精度、 高效率、高稳定性的观测 技术和方法的研究和应用。 同时，随着全球气候变化 和环境问题的日益严重， 大气探测学将在应对这些 挑战中发挥更加重要的作
空气质量监测与评价的应用领域
气候变化研究
大气探测技术在气候变化研究中的应用 气候变化对全球环境的影响 大气探测技术在应对气候变化中的作用 未来气候变化趋势预测及应对措施
大气探测技术专业的就业前景怎么样
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大气探测概论(基础知识班)
信息网络系统
基本气象信息 加工预测系统
气象服务系统
中国气象局业务技术体制改革
通过深化改革，力争在3到5年内，建立基本满足 国家需求、功能先进、结构优化的多轨道、集约 化、研究型、开放式业务技术体制，增强气象业 务和服务能力，提升气象科技水平。
发展多轨道业务 完善预报预测体系 强化信息与技术保障体系 加强气象教育培训体系 健全综合观测体系 构建公共气象服务体系 完善气象科技创新体系 调整业务组织机构
发展简史
气象要素定量测量阶段：16世纪中叶 高空大气探测发展阶段：20世纪20年代 大气遥感探测发展阶段：20世纪40年代后期 现代大气综合探测系统的发展
发展简史 气象要素定量测量阶段
1593年，意大利 伽利略 （G.Galileo）发明 气体温度表 1643年，意大利 托里拆利（ E.Torricelli）发明 水银气压表 1662年, 英国 列恩（C. Wren）设计了雨量器 1664年, 法国 巴黎天文台开始气象观测 1667年, 英国 胡克（R. Hooke）制作了风压板 1674年，英国 波义耳（R.Boyle）制作了自记湿度计 1706年，德国 华伦海特（G.D.Fahrenheit）制作了酒精温度表 1774年，瑞士德索修尔（H.B.de saussure）发明太阳温度表 1802年，法国 拉马克（Lamarok）提出云的分类法 1820年，德国 勃伦特斯（H.W.Brandes）绘制第一张等压线图 1385年，中国 南京北极阁司天台改为观象台，观天象，测风雨、 物候和地震地磁，24小时观测。1669年迁至北京。 1872年, 中国 上海徐家汇建立观象台，开始气象观测工作 1912年, 中国 在北京成立中央观象台，1915年开始绘制天气图
大气探测复习题
第五章、温度
1、试述液体玻璃、热电偶、金属、热敏电阻温度表测温原理。 2、酒精和水银温度计的优缺点。 3、试述最高最低温度表测温原理。 4、说明温度热滞系数的物理意义及特性。 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？
第十一章、高空风的探测
1、测定高空风有哪几种方法？这些方法有什么特点？ 2、测风气球的总举力和净举力与哪些因素有关？要保持净举力不随 气球的上升而改变，必须满足什么条件？ 3、测风气球的理论升速与实际升速是否相同？为什么？ 4、由气球的升速公式讨论影响气球升速的诸因素。 5、试述单经纬仪测风的基本原理，并说明单经纬仪测风中风向、风 速是如何确定的。 6、双经纬仪测风原理和单经纬仪有何不同？它有什么优点？
3、激光云高仪基本原理和结构
激光器测云高 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
激光云高仪原理：发射低功率的激光束遇到云层将往下反射或者散射 回波，检测发射激光与回波信号的时间差 △t ,即可得到检测云层的 高度 h = c△t/2 (c 为光速)
第三章、能见度 1、气象光学视程、白天能见度，有效水平能见 度的定义？
积雪和冻土
1、何谓积雪,气象站积雪的观测项目有那些? 2、常用来观测积雪的仪器有哪些,各有何特点? 3、何谓冻土,用于冻土观测的仪器是什么,有何特点? 4、何谓电线积冰,气象站电线积冰的观测项目有哪些? 5、何谓一次积冰过程,一次积冰过程包括那几个阶段? 6、用于电线积冰观测的主要设备有哪些? 7、影响电线积冰重量的主要因子有哪些?
·提高探测精度难题
1、提高温度观测中防辐射设备的反射率和通风 2、增加湿度元件在低温、低湿条件下的灵敏度 3、降低高空风测量的测风仰角下限
激光雷达探测大气原理
激光雷达探测大气原理
一、激光发射
激光雷达通过发射激光束来探测大气。
激光器产生特定波长的光，经过调制后以脉冲形式发射出去。
根据不同的应用需求，可以选择不同波长的激光，如近红外、中红外、远红外等。
激光束的发射角度和频率可以根据需要进行调整。
二、粒子散射
当激光束在大气中传播时，会与大气中的粒子（如气溶胶、水滴、冰晶等）发生散射。
根据瑞利散射理论，散射光的强度与入射光的波长四次方成反比，因此选择适当的波长可以增强散射信号，提高探测的灵敏度。
散射粒子的尺寸和浓度分布决定了散射光的空间分布和强度，因此通过测量散射光的特性可以反演大气的参数。
三、回波探测
激光雷达通过接收散射光回波信号来探测大气参数。
回波信号的强度、波长和传播时间等参数可以通过光电探测器进行测量。
回波信号的强度与散射粒子的浓度和尺寸有关，波长和传播时间则与大气折射率和消光系数有关。
通过对回波信号的测量，可以获取大气的温度、湿度、气压、气溶胶浓度等信息。
四、数据处理与分析
激光雷达获取的回波信号需要进行数据处理和分析才能得到大气参数。
数据处理主要包括去除噪声干扰、提取有效信号、校正光学系统误差等步骤。
分析则涉及利用物理模型和算法对数据进行反演，得到大气的温度、湿度、气压、气溶胶等参数的空间分布和时间变化。
数据处理和分析的结果可以用于气象预报、空气质量监测、气候变化研究等领域。
综上所述，激光雷达通过激光发射、粒子散射、回波探测和数据处理与分析等步骤来探测大气参数。
这种技术具有高精度、高分辨率和高灵敏度的优点，可广泛应用于气象、环境监测等领域。
大气探测学实验报告(3篇)
第1篇一、实验背景大气探测学是研究大气状态和变化规律的一门学科，其目的是为了更好地了解和预测大气现象，为气象预报、气候研究、环境保护等领域提供科学依据。
本实验旨在使学生掌握大气探测的基本理论、仪器使用方法和数据处理技能。
二、实验目的1. 理解大气探测的基本原理和方法。
2. 掌握常用大气探测仪器的使用和操作。
3. 学会收集、处理和分析大气探测数据。
4. 培养学生严谨的科学态度和团队协作精神。
三、实验内容本次实验主要分为以下几个部分：1. 地面气象观测（1）实验目的：了解地面气象观测场的基本要求，掌握地面气象观测仪器的使用方法。
（2）实验仪器：百叶箱、温度计、湿度计、气压计、雨量计、风速计等。
（3）实验步骤：① 观察观测场周围环境，了解其选择原则。
② 按照规范要求，布置观测仪器。
③ 观测并记录温度、湿度、气压、降水量、风速和风向等气象要素。
④ 分析数据，计算各项气象要素的平均值、极值等。
2. 温度观测（1）实验目的：掌握温度观测方法，了解温度计的工作原理。
（2）实验仪器：温度计。
（3）实验步骤：① 观察温度计的结构，了解其工作原理。
② 在观测场内，按照规范要求，放置温度计。
③ 观测并记录温度值。
④ 分析数据，计算温度变化趋势。
3. 湿度观测（1）实验目的：掌握湿度观测方法，了解湿度计的工作原理。
（2）实验仪器：湿度计。
（3）实验步骤：① 观察湿度计的结构，了解其工作原理。
② 在观测场内，按照规范要求，放置湿度计。
③ 观测并记录湿度值。
④ 分析数据，计算湿度变化趋势。
4. 气压观测（1）实验目的：掌握气压观测方法，了解气压计的工作原理。
（2）实验仪器：气压计。
（3）实验步骤：① 观察气压计的结构，了解其工作原理。
② 在观测场内，按照规范要求，放置气压计。
③ 观测并记录气压值。
④ 分析数据，计算气压变化趋势。
5. 降水观测（1）实验目的：掌握降水观测方法，了解雨量计的工作原理。
（2）实验仪器：雨量计。
（3）实验步骤：① 观察雨量计的结构，了解其工作原理。
大气探测复习资料
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。
大气探测知识点总结
1.直接探测、直接探测原理直接探测：将感应元件置放于测量位置上，直接测量大气要素的变化。
直接探测原理：根据元件的物理、化学性质受大气某种作用而产生反应的特点。
例子：温度表，水银液体的热胀冷缩性质。
2.遥感探测、遥感探测原理遥感探测：探测元件不放置于测量物体上，间接反演大气要素的变化遥感探测原理：是根据大气中声、光、电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例子：鸽子照相，胶片对光的感应，卫星，辐射传输的变化3.主动遥感、被动遥感？主动遥感（发射能量）：设备具有声、光、电磁波发射源，在其测量空间中大气特性对其传播信号产生相应的吸收、散射、反射形成带有大气特征的回波信号。
如：测云雨雷达被动遥感（不发射）：直接探测来自大气的声、光、电磁波信号。
如：一些气象卫星传感器4.几个概念：灵敏度，精确度，惯性，稳定性灵敏度：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。
稳定性：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。
5. 大气探测代表性、准确性和比较性的含义。
代表性：观测记录不仅要反映测点的气象状况，而且要反映测点周围一定范围内的平均气象状况。
气象站的暴露状况是决定其代表性的关键因素。
气象站的代表性误差要远大于单纯的仪器系统设定的代表性误差。
在丘陵或滨海地区的气象站，对于较大尺度或中尺度来说，基本不具代表性。
准确性：观测记录应真实地反映实际气象状况。
在气象观测中应使用良好的仪器系统并进行正确操作，以达到所规定的准确度。
在气象观测实际业务中，观测准确性需要熟练的人员、技能培训、良好的装备和技术支持等方面的支撑。
比较性：不同地方的地面气象观测站在同一时间观测的同一气象要素值，或同一个气象站在不同时间观测的同一气象要素值能进行比较，从而能分别表示出气象要素的地区分布特征和随时间的变化特点。
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
大气探测与遥感课程设计
大气探测与遥感课程设计一、教学目标通过本章的学习，学生将掌握大气探测与遥感的基本概念、原理和方法；能够运用遥感技术分析大气参数和变化；了解大气探测与遥感在气象、环境、农业等领域的应用；培养学生对科学探究的兴趣和责任感，提高创新能力和实践能力。
二、教学内容本章主要内容包括：大气探测与遥感的基本原理、遥感技术在大气参数测量中的应用、大气遥感观测数据处理与分析、大气探测与遥感在实际应用中的案例研究。
通过学习，使学生掌握大气探测与遥感的基本理论和技术，培养学生的实践操作能力和科学探究精神。
三、教学方法本章采用讲授法、案例分析法、实验法等多种教学方法。
在讲授基本原理和方法的基础上，通过案例分析让学生了解大气探测与遥感在实际应用中的重要性；利用实验法培养学生的实践操作能力，提高对大气探测与遥感的认识。
四、教学资源本章教学资源包括教材、参考书、多媒体资料、实验设备等。
教材和参考书为学生提供理论知识的指导；多媒体资料生动形象，有助于学生理解和掌握；实验设备为学生提供动手实践的机会，增强对大气探测与遥感的认识。
五、教学评估本章的教学评估将采用多元化的方式进行，包括课堂表现、作业、小测验和期末考试。
课堂表现主要评估学生的参与度和提问回答，作业则用以巩固学生的理论知识，小测验则检测学生的即时理解和应用能力，期末考试则全面考察学生对课程内容的掌握。
所有评估方式都将严格按照课程目标和教学内容来设计，以确保评估的客观性和公正性。
六、教学安排本章的教学安排将在每周的固定时间进行，确保学生有充分的时间消化和理解课程内容。
教学地点将选在设备齐全、网络畅通的教室，以支持多媒体演示和在线资源的接入。
教学进度将根据学生的学习速度和理解程度灵活调整，确保在规定的时间内完成所有教学内容，同时预留时间进行复习和讨论。
七、差异化教学针对学生的不同学习风格和能力水平，本章将实施差异化教学策略。
对于视觉学习者，将通过图表和视频来呈现信息；对于动手操作能力强的学生，则通过实验和案例研究来加深理解。
大气探测高技术及应用研究进展
大气探测高技术及应用探究进展引言大气探测是指对地球大气中各种气象因素的观测和探究。
通过利用高技术手段，可以对气象因素进行准确、细致的观测，从而提高天气预报的准确性和预警能力，为人类社会的进步提供重要的科学依据。
本文将从雷达探测技术、卫星遥感技术、超级计算机模拟和辐射探测技术四个方面，综述近年来大气探测高技术及应用探究的最新进展。
一、雷达探测技术雷达探测技术是大气探测中最常用的技术手段之一。
它通过发射电磁波并接收其反射回来的信号，从而得到大气中的各种气象因素信息。
近年来，随着雷达技术的不息进步，大气探测的能力得到了大幅度提升。
1. 多普勒雷达技术多普勒雷达技术是一种能够测量物体相对运动速度的雷达技术。
它通过测量反射回来的信号的多普勒频移，可以获得目标运动的速度信息。
这种技术在大气探测中尤为重要，可以提供对气象因素的速度信息，从而更准确地猜测天气变化。
近年来，多普勒雷达技术的应用已经逐渐普及，并在各地的天气预报中发挥了重要的作用。
2. 相控阵雷达技术相控阵雷达技术是一种能够实现雷达波束的外形和方向可调的技术。
它通过控制雷达天线上的多个元件的相位和振幅，可以实现波束的电调控，从而提高雷达探测的精度和效率。
近年来，随着相控阵雷达技术的不息进步，其在大气探测中的应用越来越广泛。
例如，在雷暴监测中，相控阵雷达可以实现对雷暴的连续跟踪，从而提高对雷暴的预警能力。
二、卫星遥感技术卫星遥感技术是通过利用卫星上的传感器对地球大气进行观测的技术。
它可以提供大范围、实时的气象因素信息，为天气预报和气象探究提供重要的数据支持。
1. 可见光和红外遥感可见光和红外遥感技术是卫星遥感中最常用的技术手段之一。
它通过观测可见光和红外辐射的能力，可以得到大气中云、降水、温度等多种参数的信息。
近年来，随着遥感技术的不息进步，可见光和红外遥感在天气预报中的应用也越来越广泛。
2. 微波遥感微波遥感技术是通过观测微波辐射的能力，得到大气中水汽、降水、海洋风场等信息的技术。
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。
大气遥感与大气探测方法
大气遥感与大气探测方法遥感探测是一种在远处不用直接接触物体或发生的某种现象既可得到所需要的信息，并对信息进行辨认、加工和分析。
遥感集市将遥感探测分为以下类型：紫外、可见光、反射红外遥感技术、热红外遥感技术和微波遥感技术。
遥感技术工作方式的划分可分为多种，其中应用最多的是主动式与被动式的遥感探测。
主动式遥感探测是由遥感探测仪器自身向外所发出的波束或次波束，与被探测的物质吸收、反射等相互作用后产生回波，再通过卫星对这种回波进行检测；被动式遥感大气探测主要是靠太阳光照到物体上，物体吸收、反射和折射的太阳光不同，外加物体自身所发射的红外光等的接收，从而完成对大气成分的测量。
对大气气溶胶的探测气溶胶指在大气中的各种固、液态的可见与不可见得微粒或其他物质，通常人们说的烟、雾等均在气溶胶的范围之内。
在以往的大气监测中，很难发现大气中的气溶胶，并对其进行检测，而当遥感探测用于大气探测中后，可以使用超高分辨率的卫星对气溶胶空间具体的分布与其运动变化的趋势进行探测，恰恰弥补了地面监测中的不足。
对沙尘暴的探测沙尘暴在我国是长发生的自然灾害之一，其严重影响人们生活和生态环境，同时也严重污染大气，沙尘暴的特点是：突发性强，具有较大的危害，也是属于大气气溶胶的一种。
我国科学家于1993年4月在北京、天津对沙尘暴的特性进行遥感监测，得出在发生沙尘暴天气时，可见光通道1和2的反射率明显上升，强度越大，反射率也越大。
目前遥感集市的研究表明，红外通道数据对确定沙尘暴的位置极其准确，而对于监测大尺度的沙尘暴他的运动轨迹也相当准确。
对臭氧层的探测臭氧层对地球上的人类以及其他动植物均起到保护作用，在大气遥感监测中同样可以通过遥感监测了解臭氧层的变化情况与空洞形成的位置。
目前，在南极上空出现臭氧空洞，据大气遥感监测得出，其空洞每年还在不断扩大当中，这对地球上的生物非常不利。
我国科学家也利用激光雷达对对流层一定高度范围内的臭氧分布进行了测量，结果表明，用激光的不同波段，也可以得到地球上空比较精确的臭氧层分布情况。
气体探测仪器检验大气的方法
气体探测仪器检验大气的方法
气体探测仪器是一种能够检测空气中各种气体浓度的专业仪器。
在使用气体探测仪器之前，需要进行仪器检验，以确保其测量结果的准确性和可靠性。
下面是一些常用的气体探测仪器检验方法：
1. 零点校准：将仪器放置于空气中，调整至零点，以确保仪器对空气中各种气体的响应能力。
2. 气体校准：将仪器放置于已知气体浓度的环境中，调整至对应的浓度值，以确保仪器对不同气体的响应准确。
3. 功率校准：检查仪器的电池或电源是否正常，确保仪器正常工作。
4. 漏气测试：使用气体探测仪器检查气体管道、阀门、接头等是否有漏气现象，以确保气体系统的安全。
5. 定期维护：定期对仪器进行维护保养，更换部件，清洁传感器，以确保仪器的可靠性和准确性。
以上是一些常见的气体探测仪器检验方法，仪器检验过程对于保证仪器的准确性和可靠性非常重要。
在使用气体探测仪器进行空气质量检测、工业安全检测等应用时，务必遵守相应的安全操作规程，保障人员的安全。
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大气探测原理与方法
大气探测原理与方法大气探测技术是地球科学研究中不可或缺的一项重要技术。
通过对大气成分、结构和运动等参数的测量，可以更好地理解大气层的变化和演化过程，掌握天气变化规律，以及对大气环境进行监测和预警。
本文将介绍大气探测的原理与方法。
一、大气探测的原理大气探测的原理主要基于传感器的工作原理，即通过测量特定物理量的变化来推测大气状态。
以下是几种常用的大气探测原理：1. 光学原理：利用光子在大气中的散射、吸收和辐射等特性，通过光束的传播路径和强度变化来推测大气中的物理和化学参数。
例如，利用可见光、红外线和微波束等，可以测量大气中的水汽含量、气溶胶浓度、温度和湿度等。
2. 电磁原理：通过测量电磁信号在大气中的传播和反射等特性，推测大气中的电离度、电场强度和磁场强度等参数。
例如，利用电离层的反射特性可以测量电离层的高度、密度和组成等。
3. 声学原理：利用声波在大气中的传播速度和衰减程度等特性，来测量大气中的温度、风速和风向等参数。
例如，利用声纳技术可以测量大气边界层中的风速剖面。
二、大气探测的方法根据实际应用需求和研究目标的不同，大气探测可以采用多种方法。
以下是几种常见的大气探测方法：1. 地基观测：通过在地面上部署观测站点，利用各种传感器和仪器对大气参数进行实时监测。
地基观测方法可以提供连续、精确的数据，适用于天气预报、气候研究和环境监测等领域。
2. 飞机观测：通过在飞机上安装大气探测设备，对大气参数进行空中观测。
飞机观测方法可以获取较高空间分辨率和时间分辨率的数据，适用于对局地天气和大气边界层等进行详细研究。
3. 卫星观测：通过在轨道上发射和运行大气探测卫星，利用遥感技术对大气参数进行遥感测量。
卫星观测方法可以获得大范围、全球性的数据，适用于对大气环境和气候变化等进行宏观观测。
三、大气探测的应用大气探测技术在各个领域具有广泛的应用价值。
以下是几个典型的应用场景：1. 天气预报和气候研究：通过监测大气参数的变化，可以提供准确的天气预报信息，帮助人们做好防范和调整计划。
大气探测原理与方法
大气探测原理与方法大气探测是指通过各种仪器和技术手段对大气的组成、结构、属性以及其变化过程进行观测与分析的过程。
大气探测具有重要的科学意义和实际应用价值，可以为气象学、环境科学、天文学等多个学科领域提供重要观测数据。
大气探测的原理主要基于大气介质对辐射的吸收、散射、发射等作用。
不同波长的辐射与大气介质发生相互作用后，其强度、频谱等会发生变化，通过对这些变化的观测可以推断出大气的组成和其他性质。
大气探测的方法主要可以分为主动和被动两种类型。
主动探测方法是指人为发射一定波长的辐射，观测辐射在大气中传播和反射的情况。
这种方法通常包括雷达、激光雷达、声呐等。
其中，雷达是最常用的主动大气探测方法之一。
雷达发射器发射一束雷达波，当这束波遇到大气中的水汽、尘埃、云层等时，会发生散射和吸收，接收器接收到经过散射、反射后的信号，通过分析信号的强度和频谱等参数，可以研究大气层结构、降水、云层、辐射场等情况。
被动探测方法则是利用大气介质对自然辐射的干扰，观测这些干扰信号的变化来推断大气的组成和属性。
这种方法包括遥感技术、光谱观测等。
遥感技术是通过卫星、飞机等载体获取地球表面和大气层信息的技术手段。
卫星遥感是最常用的被动大气探测方法之一，通过地球资源卫星等探测器向地面发射微波、红外等不同波长的辐射，然后接收返回的辐射信号，通过对信号的处理和分析，可以反演大气湿度、温度、云量等参数，并且得到地球表面的植被覆盖、海洋温度等信息。
光谱观测是利用大气对不同波长的电磁辐射的吸收特性进行观测。
由于大气对不同波长的辐射不同的吸收，所以通过监测光谱的变化可以获得大气的信息。
这种方法包括太阳辐射观测、地基观测等。
太阳辐射观测是通过观测太阳辐射穿过大气层的变化，来推断大气的温度、湿度、臭氧等参数。
地基观测是指在地面上布设光谱仪器，观测来自太阳、地面等方向的辐射，通过分析这些辐射的光谱特性来研究大气成分和结构。
总之，大气探测是通过对大气介质与辐射之间相互作用的观测，推断大气的组成、结构、属性和变化过程的一种方法。
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南京信息工程大学试卷
2012－2013 学年第 2 学期大气探测学II期末课程试卷( A卷)
本试卷共2页；考试时间120分钟；任课教师夏俊荣；出卷时间2013年6月
院专业年级班学号姓名得分
一、填空题:（每空2分，共20分）
1、依据大气探测原理，将大气探测手段可分为和
两种。
2、经纬仪测风是借助仰角、方位角和进行定位，而测风雷达则是借助仰角、方位角和进行定位。
3、云量的观测包括总云量以及两项。
4、我国业务上使用的GTS1型探空仪，其测温传感器是，气压传感器是，湿度传感器是。
5、弹性空盒随气压变化而发生形变，当气压稳定后，其形变仍将继续，这种弹性形变落后于弹性受压作用的现象，称为。
6、日照时数定义为太阳直接辐射辐照度达到或超过W·m-2的各段时间的总和。
二、单项选择（每题2分，共20分）
1、厚而均匀的降水云层，完全遮蔽日月，呈暗灰色，布满全天，常有连续性降水。
如因降水不及地在云底形成雨（雪）幡时，云底显得混乱，没有明确的界限。
这种云是
A. 鬃积雨云
B. 秃积雨云
C. 雨层云
D. 碎雨云
2、类似小块积云的团簇，没有底边，个体破碎如棉絮团，多呈白色。
它是由于气层不稳定，有强烈的乱流混合作用形成。
这种云是
A. 絮状高积云
B. 絮状层积云
C. 絮状高层云
D. 絮状卷积云
3、过冷却液态降水碰到地面物体后直接冻结而成的坚硬冰层，呈透明或毛玻璃状，外表光滑或略有隆突。
这种天气现象是
A. 冰粒
B. 露
C. 雨凇
D. 雾凇
4、总辐射表使用，能够阻挡3 µm以上的长波辐射。
A. 双层石英玻璃罩
B. 硅单晶玻璃罩
C. 聚乙烯薄膜罩
D. 铝硅酸盐玻璃罩
5、对于金属电阻温度表，其选用电阻元件的电阻率越大，则其测量灵敏度
A. 越高
B. 越小
C. 没影响
D. 不确定
6、雪（包括霰、米雪、冰粒）覆盖地面达到台站四周能见面积一半以上。
这种天气现象是
A. 吹雪
B. 积雪
C. 大雪
D. 米雪
7、决定气球能否上升的力是
A. 总举力
B. 净举力
C.气球浮力
D. 球皮与附加物的重力
8、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 ~10.0km 以内。
这种天气现象是
A. 沙尘暴
B. 扬沙
C. 浮尘
D. 霾
9、空盒气压表的空盒弹性随温度是变化的，当温度升高时，其弹性
A. 减小
B. 增大
C.不一定
10、当介质温度呈周期性（呈简单的周期为T 、振幅为A 的正弦变化形式，
02sin A T
πτθθ=+）变化时，温度表的表示度也呈周期性变化，其周期 A. 大于T B. 等于T C. 小于T D. 不确定
三、问答题：（共40分）
1、阐述干湿球温度表测湿原理。
（6分）
2、什么是自动气象站？（5分）
3、最低温度表为什么能够测量最低温度？（5分）
4、双经纬仪测风相比单经纬仪测风有何优点？为什么？（6分）
5、当介质温度保持不变时，温度表测量温度的热滞误差有什么特点？（5分）
6、定槽式水银气压表黄铜标尺上的1 mm 长度与实际长度1 mm 是否相等？为什么？（6分）
7、气象能见度（白天，目测）的定义是什么？影响能见度的因子有哪些？（7分）
四、论述题：（10分）
试述如何保证测风仪器的观测资料代表性。
五、计算题：（10分）
某气象站海拔高度450 m。
已知该气象站某时刻本站气压为970.5 hPa，气温为22.5℃,12小时前气温为18.3℃。
请计算该时刻海平面气压。
（拉普拉斯压高公式0h lg 18410(1)273.15
m p h t p =+，p 0为海平面气压，p h 为海拔h处本站气压，t m 为气压表所在高度至海平面之间虚假空气柱的平均温度；虚假空气柱的平均温度递减率为o 0.5/100C m ）γ=。