大气探测学能见度知识点
大气探测学能见度知识点
大气探测学第3章能见度的观测1、能见度主要受悬浮在大气中的固体和液体微粒引起的大气消光的影响。
其估计值依赖于个人的视觉和对“可见”的理解水平，同时受光源特征和透射率的影响。
2、能见度概念得到广泛应用，一是因为它是表征气团特性的要素之一，二是因为它是与特定判据或特殊应用相对应的一中业务性参量。
3、一般意义上的能见度，是指目标物的能见距离，即观测目标物时，能从背景上分辨出目标物轮廓和形体的最大距离。
当能从背景上分辨出目标物轮廓和形体时，通常称目标物“能见”。
4、目标物的最大能见距离有两种定义法。
一种是消失距离，它是指当观测者逐渐退离目标物，直至目标物从背景上可以辨别时的最大能见距离。
另一种是发现距离，它是指当观测者从远处逐渐走近目标物，直至将目标物从背景上辨认出来时的最大能见距离。
5、目标物的消失距离要比发现距离大。
6、按照观测者与目标物的相对位置，能见度分为水平能见度、垂直能见度和倾斜能见度。
7、垂直能见度和倾斜能见度对地面向上观测云或其他空中目标物以及从空中向下观测目标物有影响。
8、能见度影响因子：目标物的背景的亮度对比、观测者的视力—对比视感阈（白天）、大气透明度。
9、目标物和背景的色彩不同也影响到能见与否，但色彩的感觉只有在足够的光亮度条件下才能产生。
亮度对比相对于色彩对比在目标物识别中显得更重要，是起决定作用的因素。
10、最小亮度的对比值叫做人眼的对比视感阈，取决于两个因素：视场内照明情况，即场光亮度；目标物视张角。
场光亮度越低，目标物视张角越小。
白天，对比视感阈变化不大，黄昏时，对比视感阈迅速增大。
11、柯什密得提出将0.02作为正常视力的人，在白昼野外，观测比较大的物体（如视张角大于0.5°）时的对比视感阈值，此值对应于消失距离值。
而对应于发现距离，对比视感阈可取为0.05。
12、在白天光照条件下眼睛的感光效率在波长为550nm时达到最大值。
在夜间暗光条件下，最大感光效率与507nm波长相对应。
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最新整理体育教案《大气物理与大气探测学》知识点《大气物理与大气探测学》知识点1.熟悉大气物理与大气探测学研究的内容，也要明白大气物理与大气探测的区别。
大气物理学是研究大气的物理现象（声光电等）、物理过程及其演变规律的学科，是大气科学的一个分支。
大气探测学是大气科学的另一个基础性学科分支，主要研究大气状态和过程的信息探测技术、观测方法和信息处理技术。
探测的对象包括地面和高空的大气状态和过程参数。
2.基本名词的理解，从大气科学的角度解释，温室效应，温室气体，阳伞效应，ENSO，酸雨，大气污染，雾，露点（霜点），沙尘暴，极光，臭氧空洞，湖陆风（焚风），城市热岛，大气中的光现象解释（如海市蜃楼，虹，天空蓝色，海洋蓝色等），平流层急剧增温（SSW）1）温室效应：太阳（短波）辐射通过大气层到达地面并被其吸收，地面（长波）辐射则几乎全部被大气所吸收，大气向外太空和地面发出长波辐射，后者称为大气逆辐射，使地面升温。
2）温室气体：指二氧化碳、甲烷、一氧化二氮及水汽等。
其中CO2是最主要的温室气体，主要来自火山喷发、有机物的燃烧、腐烂及动植物的呼吸等。
3）阳伞效应：由于排入空气的烟尘不断增加，使到悬浮在大气中的气溶胶颗粒就象地球的遮阳伞一样，反射和吸收太阳辐射，引起地面降温。
4）ENSO：ENSO循环：ENSO(ElNiño-SouthernOscillation)circulation赤道太平洋海面水温的变化与全球大气环流尤其是热带大气环流紧密相关。
其中最直接的联系就是日界线以东的东南太平洋与日界线以西的西太平洋—印度洋之间海平面气压的反相关关系，即南方涛动现象（SO）。
在拉尼娜期间，东南太平洋气压明显升高，印度尼西亚和澳大利亚的气压减弱。
厄尔尼诺期间的情况正好相反。
鉴于厄尔尼诺与南方涛动之间的密切关系，气象上把两者合称为ENSO（音“恩索”）。
这种全球尺度的气候振荡被称为ENSO循环。
厄尔尼诺和拉尼娜则是ENSO循环过程中冷暖两种不同位相的异常状态。
大气探测第三章：能见度、天气现象的观测
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4.能见度的仪器测量
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，用来表示大气 透明度。（能见度用气象光学视程表示）
用于测量气象光学视程的仪器可分为以下两类：
（1）用于测量水平空气柱的消光系数或透射因数。光的 衰减是由沿光束路径上的微粒散射和吸收造成的。
白色不透明的比 较扁的或比较长 的小颗粒固态降 水，直径常小于 1mm，着硬地不反 跳。
45
2.特征和符号
降水现象：
1.雨 2.阵雨 3.毛毛雨 4.雪 5.阵雪 6.雨夹雪 7. 阵性雨夹雪 8. 霰 9. 米雪 10. 冰粒 11. 冰雹
透明的丸状或不规 则状的固态降水， 较硬，着硬地一般 反跳。直径小于５ mm。有时内部还有 未冻结的水，如被 碰碎，则仅剩下破 碎的冰壳。
半融化的雪（湿雪）; 或雨和雪同时下降。 多发生在近地面气温 略高于0℃时。
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2.特征和符号
降水现象：
1.雨 2.阵雨 3.毛毛雨 4.雪 5.阵雪 6.雨夹雪 7. 阵性雨夹雪 8. 霰 9. 米雪 10. 冰粒 11. 冰雹
开始和停止都较突 然、强度变化大的 雨夹雪。
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2.特征和符号
降水现象：
开始和停止都较 突然、强度变化 大的液态降水， 有时伴有雷暴。
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2.特征和符号
降水现象：
1.雨 2.阵雨 3.毛毛雨 4.雪 5.阵雪 6.雨夹雪 7. 阵性雨夹雪 8. 霰 9. 米雪 10. 冰粒 11. 冰雹
稠密、细小而十分均匀 的液态降水，下降情况 不易分辨，看上去似乎 随空气微弱的运动飘浮 在空中，徐徐落下。迎 面有潮湿感，落在水面 无波纹，落在干地上只 是均匀地润湿地面而无 湿斑。雨滴直径:小于 0.5mm。
2018《大气探测学》课程重点 (1)
（4）了解双金属片温度计、温度传感器的基本原理及其构造
（5）掌握地温测量的基本仪器，了解其测量方法
（6）★★测温仪器的热滞现象：理解并掌握其原理，能够推导公式并进行相关计算。
（7）★气温测量中的防辐射设备：为什么要安装防辐射设备、防止辐射误差的途径；了解百叶箱、通风干湿表和防辐射罩的基本结构。
★(6)气象仪器的属性（精确度、灵敏度、惯性、分辨率、量程），包括测量误差及其分类
★(7)大气探测的代表性、准确性和比较性。
简答题
3
第二章 云的观测
★（1）云的定义：理解并掌握
★（2）云的形成过程：重点掌握，特别是基本概念饱和水汽压
（3）云观测的意义：了解为什么要进行云的观测
★（4）云状分类，包括发生学分类和形态学分类，重点掌握我国现行地面气象观测规范中对云的形态学分类（课本表2-1）方法，熟记云属及其简写，属于必考内容。
（7）日照时数的测量方法，主要是暗筒式日照计的测量的基本原理。
简答题
3
第十一章 自动气象观测系统
（1）自动气象站的定义、分类及其测定要素
（2）自动气象站的主要功能
（3）四、气象站数据的采样和算法
1
第十二章 高空温湿压风的探测
（1）高空气象探测的方法和探测的气象要素
（2）无线电探空仪的基本结构和原理
（3）★★高空风的探测：气球测风的基本原理、单经纬仪测定风速和风向。
计算题
简答题
3
第六章 空气湿度的观测
（1）空气湿度的定义、测量高度、观测项目、单位和观测意义
（2）★空气湿度的表示方法。重点掌握各个概念的定义及其相关计算。
（3）★干湿球温度表的测湿原理及相关计算
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。
大气探测复习要点
大气探测复习要点1 大气探测学研究的对象、任务和特点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、连续的观察和测定，并对获得的记录进行整理。
这种探测既包括目测，也包括器测，既包括直接测定也包括间接测定。
近几十年来，作为主动遥感的各种气象雷达探测和作为被动遥感的气象卫星探测，以及地面微波辐射探测等能活的较多信息的探测方法，正在逐步进入常规观测领域，这些先进的观测方法广泛地应用于大气科学的研究领域，极大地丰富了大气探测的内容。
大气探测是大气科学的一个重要分支，也是大气科学的基础，一方面大气探测为天气分析、预报、科学研究和国民经济各部门提供资料和数据，另一方面大气科学本身的发展也对探测方法提出新的要求，因此大气探测技术的发展程度日益成为大气科学发展水平的标尺。
随着生产和科学的发展，大气探测的范围和内容越来越广泛，观测方法也越来越多样，根据探测的对象和范围，大气探测可分为地面气象观测、高空气象观测和专业性气象探测。
地面气象观测是以目力或仪器对近地面层的大气状况进行观察和测定，观测的项目包括云、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、积雪和电线积冰等。
高空气象观测是利用气球、无线电探空仪、气象探测飞机、气象火箭、气象卫星等对自由大气的温压湿风等要素进行探测。
专业性观测是根据各种不同的专业研究需要套而进行的大气探测工作，如大气污染监测、农业气象观测等。
直接探测：将探测元件直接放入大气介质中测量大气要素，探测元件的物理、化学性质收到大气作用而产生反应的原理。
遥感探测：根据点侧柏在大气中传播过程中信号的变化，反演出气象要素的变化，分为主动遥感和被动遥感。
施放示踪物质：向大气施放具有光学或金属性质的示踪物质，利用光学方法或雷达观测其随气流传播和演变规律，由此计算大气的流动状况。
模拟实验：有风洞模拟和水槽模拟。
风洞模拟大气边界层风、温及区域流畅状况，水槽模拟大气层环路、洋流和建筑物周围环境流场特征。
大气物理与大气探测学知识点
《大气物理与大气探测学》知识点《大气物理与大气探测学》知识点1. 熟悉大气物理与大气探测学研究的内容，也要明白大气物理与大气探测的区别。
大气物理学是研究大气的物理现象（声光电等）、物理过程及其演变规律的学科，是大气科学的一个分支。
大气探测学是大气科学的另一个基础性学科分支，主要研究大气状态和过程的信息探测技术、观测方法和信息处理技术。
探测的对象包括地面和高空的大气状态和过程参数。
2. 基本名词的理解，从大气科学的角度解释，温室效应，温室气体，阳伞效应，ENSO，酸雨，大气污染，雾，露点（霜点），沙尘暴，极光，臭氧空洞，湖陆风（焚风），城市热岛，大气中的光现象解释（如海市蜃楼，虹，天空蓝色，海洋蓝色等），平流层急剧增温（SSW）1）温室效应：太阳（短波）辐射通过大气层到达地面并被其吸收，地面（长波）辐射则几乎全部被大气所吸收，大气向外太空和地面发出长波辐射，后者称为大气逆辐射，使地面升温。
2）温室气体：指二氧化碳、甲烷、一氧化二氮及水汽等。
其中CO2是最主要的温室气体，主要来自火山喷发、有机物的燃烧、腐烂及动植物的呼吸等。
3）阳伞效应：由于排入空气的烟尘不断增加，使到悬浮在大气中的气溶胶颗粒就象地球的遮阳伞一样，反射和吸收太阳辐射，引起地面降温。
4） ENSO：ENSO循环：ENSO (El Niño-SouthernOscillation)circulation 赤道太平洋海面水温的变化与全球大气环流尤其是热带大气环流紧密相关。
其中最直接的联系就是日界线以东的东南太平洋与日界线以西的西太平洋―印度洋之间海平面气压的反相关关系，即南方涛动现象（SO）。
在拉尼娜期间，东南太平洋气压明显升高，印度尼西亚和澳大利亚的气压减弱。
厄尔尼诺期间的情况正好相反。
鉴于厄尔尼诺与南方涛动之间的密切关系，气象上把两者合称为ENSO（音“恩索”）。
这种全球尺度的气候振荡被称为ENSO循环。
厄尔尼诺和拉尼娜则是ENSO循环过程中冷暖两种不同位相的异常状态。
大气探测学：02第二章 云、能、天的观测
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5.云状特征
层云
CL 6 CM 3
➢图中的层云云底较平，云体均匀成层，呈灰白色，浮游于半山与
江面上空，高空是高积云。两层云界分明，由于层云上空有一较强 逆温层，层云少变。17时以后层云逐渐消散（拍摄时间09时） 。 26
5.云状特征
9
5.云状特征
低云：积云（Cu）
➢垂直向上发展的、顶部呈圆弧形或圆拱形重叠凸起，而底部几乎 是水平的云块。云体边界分明。 ➢如果积云和太阳处在相反的位置上，云的中部比隆起的边缘要明 亮；反之，如果处在同一侧，云的中部显得黝黑但边缘带着鲜明的 金黄色；如果光从旁边照映着积云，云体明暗就特别明显。 ➢积云是由气块上升、水汽凝结而成。
➢淡积云：扁平的积云，垂直发展不盛，其水平宽度大于垂直厚度， 在阳光下呈白色，厚的云块中部有淡影，从侧面看像小土包。 ➢碎积云：破碎不规则的积云块（片），个体不大，中部稍有凸起， 形状多变。 ➢浓积云：云体浓厚庞大，垂直发展极盛，从侧面看像小山和高塔， 形似花椰菜，个体臃肿、高耸，有时可产生阵性降水。
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5.云状特征
淡积云
CL 1
➢测站受低压天气系统影响，淡积云发展旺盛，云体较厚，底部较平，
有阴影。云顶呈圆形凸起。右上角的碎积云呈深灰色。
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5.云状特征
碎积云
CL 1
➢这是冬季出现的碎积云。形状多变，边缘破碎，轮廓很不完整，靠左
边的一块碎积云正逐渐向淡积云发展。
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5.云状特征
浓积云
正确观测、分析云的变化，是了解认识大气物理状 况，掌握天气变化规律的一个重要因素。
云与航空安全； 云与人工影响天气； 云与人工消雹； 云与人工增雨；
《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
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。
2)第二章雷达探测大气的基础知识
绘 制 地 （1） 物 ） 阻 挡 图
R2 H − h − 2R ' m δ = sin −1 R
地 物 阻 挡 图
标准大气 折射
（2）绘制 等射束高度图
应用测高公式，
R2 H = h + R sin δ + 2 Rm '
即可求出各个方向 不同阻挡仰角时天 线波束所到达的最 低高度H值。
R = 4.15 H
若不考虑大气折射，只考虑地球曲率对超短波传播的影响
R2 H = h + R sin δ + 2 Rm
不考虑地球曲率影响
（5.1）
H = h + R sin δ
考虑大气折射的影响 和地球曲率影响 R2 H = h + R sin δ + 2 Rm ' （5.2）
2、回波高度查算图的制作和应用
因此不管有多大距离，h/2径向分辨率是不随距离改变的。 接收机频带宽度：由于接收机通频带有一定宽度ΔF，它就不能使经中放、 检波后得到的回波视频信号和原来的发射脉冲完全一样，回波脉 冲的后部会有一定的宽度Δτ=α/ ΔF， α为比例系数。 荧光屏上的亮点直径：亮点有一定的直径，扫描线的位置应该在亮点中心， 最后一个回波的亮点有一半延伸在目标物的外面，会产生径向方向 的伸长。半个亮点的长度对应的实际距离是：2dRp/D。
（2）切向分辨率
波束宽度：
会产生一个夸大的回波区， 0.017Rθ。
电子束亮点直Leabharlann ：降水区的前沿和后沿被夸大： d.Rp/Lp
（3）总的径向和切向分辨率的变化特征
在实际应用中怎样考虑雷达分辨率？
①散射较弱的粒子的分辨率比散射较强的粒子的分辨率要高。 ②分辨率随量程、距离增大而降低。 ③一般情况下，径向分辨率比切向分辨率要高。 ④分辨率对大尺度天气系统的分析、预报不造成影响, ④分辨率对大尺度天气系统的分析、预报不造成影响,对中、小 尺度天气系统的分析、预报会造成一定的影响。
大气探测学-能见度、天气现象、地面状况
3.水平能见度的观测
气象能见度是指视力 正常的人，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。
3.水平能见度的观测
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。 记录时以千米为单位取小数 一位。
一、能见度的观测
1.影响能见度的基本因子 2.适光和暗光 3.水平能见度的观测 4.气象光学视程的仪器测量
1.影响能见度的基本因子
1.大气透明度 2.目标物和背景的属性 3.眼睛的视觉性能
1.影响能见度的基本因子
大气透明度
假如有一目标物， 其原有亮度为B，在通 过了距离为dx的混浊 空气后，亮度被减小 了dB，其在这段距离 的亮度改变率为 dB/B=-αdx，其中α 是大气的消光系数。 若光线在均匀的大气 中通过的路径为L时， 则有：
当 B0＞B时 K＝（B0－B)/B0 当 B0＜B时 K＝（B－B0)/B
0≤K≤1。若B0＝B，则K＝0， 此时，目标物和背景融合在一起， 则无法辨认目标物；若B0＝0，或 B＝0，则K＝1，目标清晰可见。
目标物和背景的属性
1.影响能见度的基本因子
当K＝0时，即目标物与背景亮度完全一样， 就无法从背景上区别出目标物来。但由于人眼镜的 视觉性能，实际上等不到 K＝0，而是当K小到某一 数值ε后，人眼对亮度对比就已经感觉不到了，此 时，目标物已不能见了。我们把人眼开始不能从背 景上再感觉到目标物时的亮度对比的最小值称为 “对比视感阈” ，用ε来表示。当K≥ε时，目标
3.水平能见度的观测
1、选定目标物时，应尽可能以天空为背景； 2、大小适度，视角以0.5－5.0°之间为宜； 3、仰角不宜超过6°，以越接近水平方向越好； 4、颜色应当越深越好，而且亮度一年四季不变
大气探测复习纲要
大气探测学第一章绪论1、大气探测：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、连续的观察和测定，并对获得的记录进行整理。
2、对流层大气的分层结构：（1）大气边界层：大气与地面之间充分湍流化的气层；厚度约1千米，随时间和条件变化。
（2）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。
（3）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。
3、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 km）4、大气探测的常规分类：近地层大气探测、高空大气探测、专业性大气探测5、我国的气象综合探测系统：气象卫星、新一代多普勒天气雷达、大气监测自动化系统、沙尘暴监测系统、气候监测系统6、我国气象探测的组织：①基准气候站（300-400公里、24次）②基本气象站（150公里、8次）③一般气象站（50公里、3次或4次）④高空气象站（300公里、2次或3-4次）7、大气的特点对气象站探测的可能影响：（1）影响边界层的物理过程：辐射传输过程、热力传输过程、动力作用、湍流运动（2）局地环境对气象测量的影响8、按照探测方法的不同可以分为：直接探测、遥感探测（主动式大气遥感探测、被动式大气遥感探测）、释放示踪物探测、模拟实验9、气象仪器的性能一般包括：精确度、灵敏度、惯性、分辨率、量程10、11、大气探测的三性要求：①准确性（反映测量值与真实状况误差大小的程度）；②代表性（探测值代表一定空间范围和时间段的平均气象状况）；③比较性（不同测站和不同时间的测量值能进行比较）。
第二章云的观测1、云是悬浮在空中的小水滴或冰晶微粒，或两者混合组成的可见集合体。
有时也包含一些较大的雨滴、冰及雪粒。
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。
《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。
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。
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大气探测学第3章能见度的观测1、能见度主要受悬浮在大气中的固体和液体微粒引起的大气消光的影响。
其估计值依赖于个人的视觉和对“可见”的理解水平，同时受光源特征和透射率的影响。
2、能见度概念得到广泛应用，一是因为它是表征气团特性的要素之一，二是因为它是与特定判据或特殊应用相对应的一中业务性参量。
3、一般意义上的能见度，是指目标物的能见距离，即观测目标物时，能从背景上分辨出目标物轮廓和形体的最大距离。
当能从背景上分辨出目标物轮廓和形体时，通常称目标物“能见”。
4、目标物的最大能见距离有两种定义法。
一种是消失距离，它是指当观测者逐渐退离目标物，直至目标物从背景上可以辨别时的最大能见距离。
另一种是发现距离，它是指当观测者从远处逐渐走近目标物，直至将目标物从背景上辨认出来时的最大能见距离。
5、目标物的消失距离要比发现距离大。
6、按照观测者与目标物的相对位置，能见度分为水平能见度、垂直能见度和倾斜能见度。
7、垂直能见度和倾斜能见度对地面向上观测云或其他空中目标物以及从空中向下观测目标物有影响。
8、能见度影响因子：目标物的背景的亮度对比、观测者的视力—对比视感阈（白天）、大气透明度。
9、目标物和背景的色彩不同也影响到能见与否，但色彩的感觉只有在足够的光亮度条件下才能产生。
亮度对比相对于色彩对比在目标物识别中显得更重要，是起决定作用的因素。
10、最小亮度的对比值叫做人眼的对比视感阈，取决于两个因素：视场内照明情况，即场光亮度；目标物视张角。
场光亮度越低，目标物视张角越小。
白天，对比视感阈变化不大，黄昏时，对比视感阈迅速增大。
11、柯什密得提出将0.02作为正常视力的人，在白昼野外，观测比较大的物体（如视张角大于0.5°）时的对比视感阈值，此值对应于消失距离值。
而对应于发现距离，对比视感阈可取为0.05。
12、在白天光照条件下眼睛的感光效率在波长为550nm时达到最大值。
在夜间暗光条件下，最大感光效率与507nm波长相对应。
13、大气透明程度是影响能见度的主要因子。
14、大气中气体分子及悬浮微粒通过散射、吸收及反射等机制对光起衰减作用，导致目标物固有亮度减弱，这一现象称之为物光减弱。
15、空气元对场入射光的散射，使空气层本身有了亮度，从而使空气层像一层亮纱附加在目标物上，使目标物亮度增强，这一现象称之为气幕光增强。
16、纯大气分子影响时，最大能见度可达277km，而在雾和沙尘暴天气中的能见度可低达几十米，甚至只有几米。
17、目标物的能见与否与目标物和背景的亮度对比有关。
由于大气中分子和悬浮微粒的影响，人眼见到的目标物亮度（称之为视亮度）与目标物固有亮度是不一样的，同样，背景的视亮度与其固有亮度也不同。
18、气幕光的强度随着水平空气柱长度的增加而增加，当空气柱为无穷长时，此时气幕光的强度就是水平天空的视亮度。
19、目标物视亮度是目标物固有亮度经空气层衰减后的亮度与目标物至观测者之间的空气层所产生的气幕光亮度之和。
20、当人远离目标物时，不论其固有亮度多大，它的视亮度会逐渐趋近于水平天空的亮度，最后这目标物消失于水平天空背景之中。
而且空气愈浑浊，最后消失所需的距离愈短。
21、科希米得定律：表示了以天空为背景的目标物视亮度对比随距离衰减的规律。
22、当以天空为背景的目标物视亮度对比衰减使得其等于人眼对比视感阈时，相应的距离就称为该目标物的最大能见距离。
23、WMO规定，白天气象能见度是指正常视力的观测者相对于雾、天空等散射光背景下观测时，一个安置在地面附近的适当尺度大小的黑色目标物能被看到和辨认出的最大距离。
24、当看到目标物却不能辨认出它是什么时，并不能算是“能见”。
25、民航规定的最大能见距离要比气象上规定的最大能见距离偏低约30%。
26、由于测站周围各方向能见距离有可能不一致，应记录有效能见度值，即观测点周围一半以上范围内都能达到的最大能见距离。
27、选择目标物时，应尽量选择以靠近地平线的天空为背景的固定的黑色或接近黑色的物体，颜色愈暗愈好，应尽量避免使用浅色、光亮耀眼的物体或以大地为背景的物体。
28、通常视张角应在0.5°~5°之间，目标物的仰角不宜过高，一般小于6°。
某些山区站，由于条件限制，可以放宽到小于11°。
29、如果目标物的背景为地物，如山脉、森林等，则目标物与背景之间的距离至少应是目标物与观测点之间距离的一半。
30、在沙漠、草原、海岛或其他地物稀少的地区，可人工设置目标物，材料因地制宜，可采用木板、土墙、水泥预制件等，向着观测点的一面涂以黑色。
31、当目标物不是视角0.5°~5°的黑色目标物时，可参照下表进行修正。
将观测的目标物的最大距离除以能见度系数，即可估计能见度大小。
表3.2 某些情况的能见度系数目标木建筑物（房屋板棚、木架）红砖建筑物白砖建筑物针叶树背景森林地面雪有云天空森林草地有云天空森林草地有云天空草地沙地地面雪有云天空能见度系数0.89 0.55 0.99 0.970.76 0.74 0.980.89 0.78 0.940.52 0.72 0.57 0.97 0.99表3.3 不同视角目标的能见度系数视角（″）20以上15129632能见度系数1.000.940.900.840.770.600.5032、如果在一定高度的观测点上，刚好能看清天水线，则该方向的能见度即等于天水线至观测点的距离；如果天水线很清晰，应该判定该方向的能见度大于天水线至观测点的距离；如果天水线模糊或看不见，应该判定能见度小于天水线至观测点的距离。
表3.4 观测点高度与天水线至观测点距离之间的关系观测点高度（m）12345678天水线距离（m）360050006200710080008700940010100观测点高度（m）9101520305070100天水线距离（m）1070011300138001600019600252002990035700注：观测点高度是指观测员的眼睛距海（湖）面高度。
33、对于夜间气象能见度，只能用发光物体（灯光）作目标物。
人眼在夜间对灯光目标物的识别是由于光源在眼睛上产生的照度超过了人眼的感光阈值。
34、WMO在《气象仪器与观测方法指南》中对夜间气象能见度给了两种定义：a假象总体照明增加到正常白天水平，适当尺度的黑色目标物能被看到和辨认出的最大距离（实际业务工作中此种方法表示夜间气象能见度，这样表示后，夜间气象能见度仅与大气透明程度有关，而与灯光强度无关，并且可以与白天气象能见度相比较）；b中等强度的发光体能被看到和识别的最大距离。
35、夜间气象能见度观测，应在观测点周围安置或选择若干个点光源，测出其方位、距离和发光强度。
选择目标灯时，应选择位置和亮度稳定、单独的白炽灯，无聚光罩，并能清楚地辨认出发光点。
不宜选择成群的、难以辨认的发光点、位置不固定或时亮时暗的灯。
在缺少白炽灯的情况下，也可适量选用其他颜色的灯作为辅助目标灯。
36、白天气象能见度计算公式灯光强度单位：坎德拉。
表3.5 灯光瓦数和发光强度换算表灯光（W）1525406075100150200300灯光强度（cd）9.815.727.443.157.878.2145.0195.0296.937、WMO的仪器和观测方法委员会（CIMO）于1957年提出了“气象光学距离（MOR）”的定义。
38、气象光学距离亦称气象光学视距或气象光学视程，是指由白炽灯发出的色温为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。
39、气象光学距离与白天气象能见度从定义上只相差一个百分比，即严格遵从气象光学距离定义的测量值要比遵从白天气象能见度定义的观测值大约小30%，但与国际民航组织定义的能见度是一致的。
40、目前常用的测量MOR的仪器主要分为两类：a用于测量有限距离的水平空气柱的消光系数或透射因子的仪器；b用于测量小体积空气对光的散射系数的仪器。
41、利用摄像技术测量能见度的方法实际上是利用了白天气象能见度的观测理论，即柯什密得定律。
42、透射能见度仪是通过测量水平空气柱的平均消光系数来测量能见度的，它是最接近气象光学距离定义的测量方法，简称为透射仪。
透射仪主要由发射器和接收器组成。
发射器提供一个经过调制的定常平均功率的光通量源，接收器主要由一个光检测器组成。
43、透射仪有两种类型：a双端式透射仪（发射器和接收器分别处于两个单元内且彼此之间的距离已知），b单端式透射仪（发射器和接收器在同一单元内，发射的光由相隔很远的镜面或后向反射器（光束射向反射镜并返回）反射）。
44、发射器和接收器之间的光束传输的距离称作基线。
基线的长短取决于所测MOR值的范围和准确度要求，基线一般可从几米到150m（甚至300m），通常MOR测量范围在基线长度的1~25倍为宜。
45、为了保持透射仪长期测量结果的准确性，首先要保持光通量的稳定。
最常用的光源是卤灯或疝气脉冲放电管，在一些基线很短（几米）的场合中，可采用近红外单色光的光电二极管作为光源。
46、接收机除了疝光灯源、闪光控制器与触发基座外，基本结构与发射机相似。
47、加热控制包括对光学部件和保护窗的加热，从而使光学部件维持在恒定温度，并防止窗表面的水汽凝结。
加热控制器根据测量的温度信号与设定温度的差值来确定是否加热及加热功率。
48、污染检测器由光发射器和光接收器组成，用于测量保护窗上的污染程度，以补偿因污染造成的透射因子衰减。
49、MITRAS透射仪有四种工作模式：测量模式（1s一次，30s一次平均值）、经济模式（能见度好时使用；采样间隔：VV≤2000m时，闪烁间隔1s，VV＞10000m时，闪烁间隔10s）、污染补偿模式（防护窗污染时，1小时一次）、深度污染补偿模式（人工测试时，1min一次，1小时一次平均值作为补偿参数）。
50、光在大气中衰减是由空气分子和气溶胶粒子等的散射和吸收所引起的。
51、研究表明，在工业区附近，由于污染物的出现，冰晶（冰雾）或尘埃可使吸收项明显增强。
然而，在自然雾中，吸收通常可忽略，散射系数可视作与消光系数相同。
因此，用于测量散射系数的仪器可用于估计MOR。
52、目前主要有三种散射系数的能见度仪：后向散射能见度仪、前向散射能见度仪、积分能见度仪。
53、后向散射能见度仪：是通过测量取样空气块的后向散射光来测量能见度的。
通常在仪器内并排的安装光发射器和散射光接收器。
仪器可以放置室内，打开窗户向外发射并接收其回波信号即可实现能见度测量，常可以制成便携式。
透镜加热器用于防止在透镜上发生露或霜的凝结（华），防护罩用于防止降水或减少杂散光及灰尘的影响，警报器用于防止LED过大的驱动电流的警报。
54、前向散射能见度仪：是通过测量某一散射角度的散射光来测量能见度的。