能见度天气现象地面状态的观测
大气探测作业参考答案(1-12章)资料
《综合气象观测》作业参考答案第一章总论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。
第二章云的观测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。
9. 我国现行规范对云状分类的依据是什么？答：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。
10.简述云形成的基本过程？答：云的形成过程是空气中的水汽由各种原因达到饱和而发生凝结或凝华的过程。
形成云的有两个必备条件：①要有水汽凝结核；②要有水汽过饱和。
二者缺一不可，大气一般不缺凝结核，因此，水汽过饱和是关键。
地面气象观测——天气现象的观测
(11)冰雹 “ ”：坚硬的球状、锥状或形状不规则 的固态降水，雹核一般不透明，外面包有透明的冰
层，或由透明的冰层与不透明的冰层相间组成。大
小差异大，大的直径可达数十厘米，常伴随雷暴出
现。
最大直径15毫米，最小直径3毫米。
霰
米雪
冰雹
降水现象的特征和区别：
天气 现象
符 号
直 径
(mm)
外形特征及着 地特征
(8)霰“ ”：白色不透明的圆锥形或球形的颗粒固 态降水，直径约2～5mm，下降时常呈阵性，着硬 地常反跳，松脆易碎。
(9)米雪“ ”：白色不透明的比较扁、长的小颗粒 固态降水，直径常小于ｌｍｍ，着硬地不反跳。
(10)冰粒“ ”：透明的丸状或不规则的固态降水， 较硬，着硬地一般反跳。直径小于5mm。有时内部 还有未冻结的水，如被碰碎，则仅剩下破碎的冰
雨
·
干地面有湿斑， ≥0.5 水面起波纹
下降情况
雨滴可辨，下降如 线，强度变化较缓
阵雨
＞0.5
同上，但雨滴 往往较大
， 毛毛雨
干地面无湿斑， ＜0.5 慢慢均匀湿润，
水面无波纹
雪
大小 不一
白色不透明六 角或片状结晶， 固体降水
阵雪
同上
同上
骤降骤停，强度变化 大，有时伴有雷暴
稠密飘浮，雨滴难辨
飘落，强度变化较缓
(6)霾“ ”：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10.0km的空气普遍混浊现 象。霾使远处光亮物体微带黄、红色，使黑暗物体微
光滑或略有隆突。
(4)雾凇“ ”：空气中水汽直接凝华，或过冷却雾 滴直接冻结在物体上的乳白色冰晶物，常呈毛茸茸
的针状或表面起伏不平的粒状，多附在细长的物体
大气探测作业参考答案112章
《综合气象观测》作业参考答案第一章总论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。
第二章云的观测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。
9. 我国现行规范对云状分类的依据是什么？答：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。
10.简述云形成的基本过程？答：云的形成过程是空气中的水汽由各种原因达到饱和而发生凝结或凝华的过程。
形成云的有两个必备条件：①要有水汽凝结核；②要有水汽过饱和。
二者缺一不可，大气一般不缺凝结核，因此，水汽过饱和是关键。
地面气象观测业务技术规定
观测业务要求
观测业务要求
（三）观测任务与流程 ．每日观测任务 （）每日日出后和日落前巡视观测场和现用自动站的采集器、传感器、综合集成硬件控制器等仪器设备及备
（气预函〔〕号）要求，使用气象网络授时系统定期校时。 ．系统默认的时间同步间隔为天，可以根据实际情况来确定校时时间
及校时频率。
二、观测与记录
观测与记录
（一）云 ．基准站、基本站观测云量、云高，不观测云状，云高前不记录云属；
一般站不进行云的观测。 ．因雪、雾、轻雾使天空的云量无法辨明或不能完全辨明时，总、低
地面气象观测业务技术规定 （版）
一、观测业务要求 二、观测与记录 三、气象报告 四、应急加密观测
一、观测业务要求
观测业务要求
（一）观测时次 ．国家级地面气象观测站自动观测项目每天小时连续观测。 ．基准站、基本站定时人工观测次数为每日次（、、、、时），一般站定时人工观测次数为每日次（、、
时）。 （二）观测项目 ．各台站均须观测的项目：能见度、天气现象、气压、气温、湿度、风向、风速、降水、日照、地面最小能见度为小时内最小分钟平均值，以为单 位，取整数。段的能见度为正点前分钟（分）内的最小分钟平均值，以为单位，取 一位小数，小数点后第二位及之后的数值直接舍去。 ．自动观测视程障碍现象的最小能见度为天气现象时段内“过去分钟平均值”的最小 “分钟滑动平均值”，以为单位，取整数。重要天气报告中的能见度（编码组中的） 以“过去分钟平均值”的“分钟滑动平均值”为准，以为单位编报，不足时，米数 直接舍去，高位不足补“”。
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
地面气象观测
地面观测场
二、地面观测项目
• 地面气象观测的内容很多，包括：
– 气温、气压、空气湿度、 – 风向风速、 – 云、能见度、天气现象、 – 降水、蒸发、日照、 – 雪深、地温、冻土、电线结冻等。
三、观测场环境要求
• 地面气象观测的许多项目都是通过固定在 观测场内的各种仪器进行的，所以气象站 的站址和观测场地的选择以及维护，仪器 的安装是否正确，都对资料的代表性、准 确性和比较性有极大的影响。
五、观测仪器的布置（续）
仪器
冻土器 日照计
要求与允许的误差范围
深度 50~350厘米
基准部位
±3厘米 内管零线
风速计 风向器
高度以便于操作为准 纬度以本站纬度为准 ±0.5° 方位正北 ±5° 底座南北线 安装在观测场高10—12米 风杯中心 方位正南 ±5° 方位指南杆
五、观测仪器的布置（续）
全国一般气象站 1736个
全国基本气象站 577个
全国基准气象站 143个
七、观测程序
• 一般在正点前30分钟左右巡视观测场及所 用仪器，尤其注意湿球温度表球部的湿润 状态和冬季溶冰等准备工作 • 45—60分观测云、能见度、天气现象、空 气的温度和湿度、降水、风、气压等 • 低温、雪深、雪压、冻土、蒸发可安排在 40分至正点后10分钟之间观测
五、观测仪器的布置
• 观测场内仪器安装的原则可以用以下二十 四个字表示： 保持距离，互不影响； 北高南低，东西成行； 靠近小路，便于观测。
五、观测仪器的布置（续）
• 具体要求： 1. 高的仪器安置在北面，低的仪器顺次安置 在南面，东西排列成行。 2. 仪器之间，南北间距不小于3米，东西间 距不小于4米。仪器距围栏不小于3米。 3. 观测门最好开在北面，仪器安置在紧靠东 西向小路的南面，值班人员应从北面接近 仪器。
地面气象观测基础知识
相关性分析
研究不同气象要素之间的相互关系。
模式识别
利用人工智能和机器学习方法识别气 象模式和事件。
06 观测误差与注意事项
观测误差来源
仪器误差
观测仪器本身存在的误差，如温度计、湿度 计等。
观测方法误差
由于观测方法不规范、不统一所引起的误差， 如云高观测、能见度观测等。
外界环境影响
如风、雨、雪、雾等天气现象对观测仪器的 影响。
02 观测项目与分类
观测项目
气温
观测气温的变化，包 括最高气温、最低气 温、平均气温等。
降水
观测降水的类型、强 度、频率和总量等。
风向风速
观测风的方向和速度， 包括风向标和风速计 的测量。
云和天气现象
观测云的类型和天气 现象，如晴朗、阴天、 雨、雪等。
气压
观测气压的变化，包 括最高气压、最低气 压和平均气压等。
04
观测仪器的使用与维护
01
使用前应检查仪器是否完好，确保没有损坏或误差。
02
使用时应按照仪器说明书进行操作，避免误操作导致数据失 真。
03
使用后应及时清洁仪器，并定期进行校准和维护，以确保其 准确性和可靠性。
04 观测方法与技术
云观测
01
云状分类
根据云的外形特征和结构特点， 将云分为积云、层云、卷云等不 同类型。
观测场地应设置明显的标志和边界，并保持场地整洁，以方便观测和数据 收集。
观测仪器介绍
01
温度计
用于测量气温，常用的有水银温度 计和酒精温度计。
气压计
用于测量大气压力，常用的有水银 气压计和数字气压计。
03
02
湿度计
用于测量空气湿度，常用的有干湿 球湿度计和毛发湿度计。
能见度的观测
能见度的观测0前言“一天浓雾满长江，远近难分水渺茫。
骤雨飞蝗来战舰，孔明今日伏周郎。
〞这首诗是后人对赤壁之战中，诸葛亮草船借箭神机妙算的称赞。
草船借箭的故事相信大家并不陌生，诸葛亮3天之内，不费江东半分之力，活得十万余箭。
现在我们来回忆这个故事，其它的不谈，仅从气象来说，这次成功离不开重雾迷江，能见度太低，彼军忽至，看不见没谱，必有埋伏，切不可轻动。
可拨水军弓弩手乱箭射之。
箭如雨发，雾散天明，十万箭足矣！这就是一个巧妙利用能见度的故事。
今天，我们就一起来学习讨论一下关于能见度的观测。
一、能见度的定义和影响因子1、定义“能见〞，顾名思义能够看见。
在白天是指能看到和识别出目标物的轮廓和形体；在夜间是指能看清目标灯的发光点。
能见度，目标物的人眼可见距离。
〔1〕水平能见度，指视力正常〔比照阈值为0.05〕的人，在当时的天气条件下，能够从天空背景中看到和区分出目标物的最大水平距离。
〔2〕垂直能见度，观测者垂直向上或向下能够辨清目标物的最大距离。
〔3〕最小能见度，观测点四周视野范围内能见到的最小的距离。
当出现天气现象使能见度小于1000m时观测，文发气象台一般指雾/轻雾。
〔4〕有效水平能见度，四周视野二分之一以上的范围内都能看到的最大水平距离。
目前地面日常值班观测的就是有效水平能见度的。
1〕各方向水平能见度大致一样，任一方向的水平能见度均可作为有效能见度。
2〕四周多数方向的水平能见度大致一样，多数方向中任意一方向的水平能见度可作为有效能见度。
3〕台站四周能见度好坏很不规那么，按照能见度的实际情况划分为假设干区域，要求每个扇形区域内能见度根本一致，然后将扇形区的能见度数值由大至小依次排列，并按这种顺序将各扇形区所占的面积或角度相加起来，直到刚好大于四周面积的1/2为止。
然后从相加的区域中，挑出能见度数值最小的即为有效水平能见度。
例子2、影响因子能见度是复杂的大气光学现象，受众多的因素影响，影响能见度的因素概括如下：（1）大气透明程度。
第3章 能见度、天气现象、地面状态的观测
设目标物的亮度为B0，背景亮度为B，亮度对比
值K定义为：
目标物亮度B0与背景亮度B的绝对差与其中大者
之比，即
K B0 B 0 K 1 max(B0, B)
当 B0＞B时 K＝（B0－B)/B0 当 B0＜B时 K＝（B－B0)/B
若B0 ＝ B ，则K＝0，此时，目标物和背景融合 在一起，无法辨认目标物
15
目标物选择要求： 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
或少变的；浅色\反光强的物体不适宜选为目标物
16
在台站四周 不同方向、距离 上选定若干目标 物作为观测目标， 双峰山18.4 根据这些目标物 能见与否及其清
响的、灯光强度不变的、不带颜色的、没有灯罩的、 白色的、孤立的点光源。
21
3、气象光学视程的仪器测量 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。 原理：光的衰减是由沿光束路径上的微粒散射和吸
收造成的。 ——透射能见度仪
(2)用于测量小体积空气对光的散射系数。 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。
2008年南方严重的冰雪灾害
45
3、 视程障碍现象 大气透明度变化导致能见度发生变化。大气中
存在着固态和液态杂质，它们在一定条件下形成各 种天气现象，影响大气透明度，使得能见度减小， 这类天气现象统称为视程障碍
天气 现象
雾
轻雾 吹雪 雪暴 烟幕
霾
沙尘 暴
扬沙
浮尘
符号
46
雾：大量微小水滴浮游空中，常呈乳白色，有雾时 水平能见度小于1.0km。高纬度地方出现冰晶雾也 记为雾。
大气探测第三章：能见度、天气现象的观测
27
适用范围： 对污染的敏感性较低， 常用于日常监测仪器； 或是用来对气象光学 距离提供近似估计，目 前较多用于自动气象观 测系统。
28
散射式能见度仪
优点： 基线长度短；发射光源和接收器安装在同 一个支架上，避免了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。
29
17
人工观测
夜间观测能见度时，观测员应先在黑暗处 停留5—15分钟，待眼睛适应环境后进行 观测。
根据最远目标灯能见与否确定能见距离。
18
无条件利用目标灯进行观测的情况下：
根据天黑前能见度的实况和变化趋势，结合观测时 天气现象、湿度、风等气象要素的变化情况，以及 实践经验加以判定。
月光较明亮时，可根据目标物的能见与否来判定： 只要能隐约地分辨出比较高大的目标物的轮廓， 该目标物距离就可定为能见距离； 如能清楚分辨时，能见距离可定为大于该目标物 的距离。
“不能见”：
看不清目标物的轮廓，认不清其形体，或所见目 标灯发光点模糊，灯光散乱。
4
1.基本概念
能见度分类：
按照观测者与目标物的相对位置，分为水平能见度、 垂直能见度、倾斜能见度。
能见度单位：
以千米为单位，取一位小数，不足0.1km记0.0 。
能见度测量方法：
目测 器测：主要仪器为透射能见度仪、散射能见度仪。
⑴ 假定总体照明增加到正常白天水平，适当大小 的黑色目标物能被看到和辨认出的最大距离。 ⑵ 中等强度的发光体能被看到和识别的最大距离。
12
目标物的选择
在气象站四周不同方向、不同距离上选择若干固 定能见度目标物。
① 颜色应当越深越好，且亮度要一年四季不变或 少变。 ② 应尽可能以天空为背景，且与背景的距离尽可 能远一些。 ③ 大小要适度，视角以0.5～5.0°之间为宜。 ④ 目标物的仰角不宜超过6°。
地面气象观测规范总结
云云是悬浮在大气中的小水滴、过冷水滴、冰晶或它们的混合物组成的可见聚合体；有时也包含一些较大的雨滴、冰粒和雪晶。
其底部不接触地面。
云的观测主要包括：判定云状、估计云量、测定云高和选定云码。
云的观测应尽量选择在能看到全部天空及地平线的开阔地点或平台进行，云的观测应注意它的连续演变。
观测时，如阳光较强，须戴黑色(或暗色)眼镜。
按云的外形特征、结构特点和云底高度，将云分为三族，十属，二十九类云量是指云遮蔽天空视野的成数。
估计云量的地点应尽可能见到全部天空，当天空部分为障碍物（如山、房屋等）所遮蔽时，云量应从未被遮蔽的天空部分中估计；如果一部分天空为降水所遮蔽，这部分天空应作为被产生降水的云所遮蔽来看待。
云量观测包括总云量、低云量。
总云量是指观测时天空被所有的云遮蔽的总成数，低云量是指天空被低云族的云总云量的记录全天无云，总云量记0；天空完全为云所遮蔽，记10；天空完全为云所遮蔽，但只要从云隙中可见青天，则记10—；云占全天十分之一，总云量记1；云占全天十分之二，总云量记2，其余依次类推。
天空有少许云，其量不到天空的十分之零点五时，总云量记0。
低云量的记录低云量的记录方法，与总云量同。
云高指云底距测站的垂直距离，以米（m）为单位，记录取整数云幕球测云高激光测云仪测云高云幕灯测云高人工观测能见度，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。
天气现象是指发生在大气中、地面上的一些物理现象。
它包括降水现象、地面凝结现象、视程障碍现象、雷电现象和其他现象等，这些现象都是在一定的天气条件下产生的。
气压是作用在单位面积上的大气压力，即等于单位面积上向上延伸到大气上界的垂直空气柱的重量。
气压以百帕（hPa）为单位，取1位小数。
空气温度（简称气温，下同）是表示空气冷热程度的物理量。
空气湿度（简称湿度，下同）是表示空气中的水汽含量和潮湿程度的物理量。
地面观测中测定的是离地面1.50米高度处的气温和湿度。
大气探测课件 第二、三、八章 能见度天气现象地面状态的观测
相应的能见距离。
灯光目标物的选择
1. 应选择孤立的点光源作为目标灯，不 宜选择成群、成带、重叠的灯光
2. 目标灯的灯光强度应固定不变 3. 应是不带颜色、没有灯罩的白色光源
(除白炽灯外，碘钨灯、汞灯等均不 适宜) 4. 应位于开阔地带，不受地方性烟雾的 影响
1.雨 2.阵雨 3.毛毛雨 4.雪 5.阵雪 6.雨夹雪 7. 阵性雨夹雪
滴状的液态降水， 下降时清楚可见，强度 变化较缓慢，落在水面 上会激起波纹和水花， 落在干地上可留下湿斑。
一、 天气现象的特征
1.雨 2.阵雨 3.毛毛雨 4.雪 5.阵雪 6.雨夹雪 7. 阵性雨夹雪
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。
– 若某目标物轮廓清晰，但没有更远或看不到更 远的目标物时，则：
• 目标物颜色、细微部分清晰可辨，能见度为该目标 物距离5倍以上。
• 目标物颜色、细微部分隐约可辨，能见度为该目标 物距离的2.5倍到5倍。
• 目标物颜色、细微部分很难分辨，能见度为该目标 物距离的1倍到2.5倍。
目标物（顺时针排列） 1、电线塔 2、信号塔（盘城小学） 3、长望塔 4、尚贤楼 5、南钢烟囱
透射式能见度仪优缺点
• 优点：是标准仪器，可做检定标准。 • 缺点：需选择一 足够长基线，而且要保持
准确的光源到探测器的光轴。在自然条件 下，大风引起支架的颤动将会造成误差。
散射式能见度仪原理
在光源光路的侧面测量由于空气 分子、各种气溶胶粒子微细的雾滴 引起的侧向散射光通量。
散射式能见度仪类型
能见度、天气现象、地 面状态的观测
第一节：能见度的观测
能见度的定义
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
地面气象观测要求规范(1-3)
第一编总则第1章地面气象观测组织工作气象观测是气象业务工作的基础。
地面气象观测是气象观测的重要组成部分，它是对地球表面一定范围内的气象状况及其变化过程进行系统地、连续地观察和测定，为天气预报、气象情报、气候分析、科学研究和气象服务提供重要的依据。
地面气象观测是每个气象站的基本任务之一，必须严肃、认真、负责地做好。
由于近地面层的气象要素存在着空间分布的不均匀性和时间变化上的脉动性，因此地面气象观测必须具有代表性、准确性、比较性。
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。
地面气象观测在选择站址和仪器性能，确定仪器安装位置时要充分满足记录的代表性要求。
准确性——观测记录要真实地反映实际气象状况。
地面气象观测使用的气象观测仪器性能和制定的观测方法要充分满足本规范规定的准确度要求。
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。
地面气象观测在观测时间、观测仪器、观测方法和数据处理等方面要保持高度统一。
本规范是从事地面气象观测工作的业务规则和技术规定，观测工作中必须严格遵守。
地面气象观测仪器和业务软件的技术、操作手册是对本规范的必要补充，编制时必须以本规范为依据，其内容不得与之相违背。
地面气象观测人员在认真贯彻执行本规范的同时，也要熟练掌握地面气象观测仪器和业务软件的技术、操作手册中的有关内容，确保正确顺利地完成地面气象观测任务。
本规范的制定、修改和解释权属国务院气象主管机构。
1.1 观测站的分类以及观测方式和任务1.1.1 观测站分类地面气象观测站按承担的观测和作用分为国家基准气候站、国家基本气象站、国家一般气象站三类，可根据需要设置无人值守气象站。
承担气象辐射观测任务的站，按观测项目的不同分为一级站、二级站和三级站。
国家基准气候站——简称基准站。
地面气象观测规范第17部分：自动气象观测系统
ICS N备案号：QX地面气象观测规范第17部分：自动气象观测系统Specifications for Surface Meteorological Observation Part17:Automatic Meteorological Observing System（草案稿）中国气象局 发布目次前言................................................................................. II 引言................................................................................ III1 范围 (1)2 规范性引用文件 (1)3 术语和定义 (1)4 结构及工作原理 (2)4.1体系结构 (2)4.2工作原理 (2)4.3主要功能 (3)5 硬件 (3)5.1传感器 (3)5.2数据采集器 (3)5.3电源 (4)5.4通信接口 (4)5.5外围设备 (4)6 系统软件 (4)6.1采集软件 (4)6.2业务软件 (4)7 采样和算法 (4)7.1采样 (5)7.2算法 (5)8 安装 (5)8.1基本要求 (5)8.2传感器的安装 (6)8.3电缆的安装与连接 (6)8.4采集器、电源、计算机与打印机等的安装 (6)8.5避雷装置 (6)8.6软件安装 (6)9 日常工作 (6)10 维护 (6)图1 自动气象观测系统结构图 (2)表1 每小时正点观测数据 (3)前言QX/TXXXX—2005《地面气象观测规范》分为二十二个部分：——第1部分：总则——第2部分：云——第3部分：能见度——第4部分：天气现象——第5部分：气压——第6部分：空气温度和湿度——第7部分：风向和风速——第8部分：降水——第9部分：雪深与雪压——第10部分：蒸发——第11部分：辐射——第12部分：日照——第13部分：地温——第14部分：冻土——第15部分：电线积冰——第16部分：地面状态——第17部分：自动气象观测系统——第18部分：月报表处理和编制——第19部分：辐射报表处理和编制——第20部分：年报表处理和编制——第21部分：缺测记录的处理和不完整记录的统计——第22部分：观测记录质量控制本部分为QX/TXXXX—2005的第17部分。
大气探测期末复习
大气探测每章后习题整理第一章绪论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、大气探测的发展主要有哪几个时期？3、简述大气探测原理有哪几种方法？直接测量、遥感测量4、大气探测仪器的性能包括哪几个？灵敏度、精确度、稳定性（惯性）、（分辨率、量程）5、如何保证大气探测资料的代表性和可比性？站址的选择、观测站的建立需要考虑空间的代表性；要取一定时段的平均值作为测量值（多次测量，取平均值）,能提高资料的时间代表性；此外，选取有一定惯性的测量仪器，也能提高时间代表性，同时测量保证时间代表性；比较性是建立在一致的基础上6、为什么要提出气象观测资料的“三性”要求？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，形成被测气象要素随空间和时间的非均匀性和脉动性。
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特征，又能做到相互比较，以了解地区间的差异。
7、怎样衡量观测资料的代表性和准确性？他们之间有何关系？代表性的好坏，原则上可以从台站地形是否具有典型性方面进行评定；测量值与真值一致的程度评定准确性。
观测资料的代表性是建立在准确性的基础之上的，是互相联系、互相制约的。
第二章云的观测1.熟记云状的分类及各种云状的国际简写。
2.熟悉各类云的主要特征。
3.高云族、中云族、低云族各有何特征？4.淡积云、浓积云、秃积雨云、鬃积雨云，它们之间的区别界限是什么？淡积云云的个体不大，轮廓清晰，底部较平，垂直发展不旺盛；浓积云云的个体高大，轮廓清晰，底部较平、阴暗，垂直发展旺盛，顶部像花椰菜；秃积雨云云顶已开始冻结，云顶花椰菜形的轮廓渐渐模糊；鬃积雨云云顶白色，丝絮状结构明显。
5.碎积云、碎层云、碎雨云，它们之间在外形及成因上有何不同？碎积云积云体的形成，开始并不很明显，往往是边形成边消散；碎层云往往是由消散中的层云或雾抬升而成；碎雨云是由于降水物蒸发，空气湿度增加，在湍流作用下水汽凝结而成。
成信工大气探测学教案
大气探测学教案
讲授过程中，首先介绍大气探测的概述和发展概况，通过大量的图片资
料和影视资料，介绍当前大气探测学发展过程，严重挑战和困难。
激发学生的学习动机和学习兴趣。
通过这些讲授告诉学生当前大气探测发展的前沿，科技革新给探测带来的日新月异的进步，从而引出学习大气探测学的重要性。
初步介绍云观测的意义，云的形成与演变和天气变化有着密切的联系，与云有关的天气谚语，云对航空气象，人工影响天气的作用。
并结合视频资料，激发学生学习动机。
其次，介绍怎样判定云状，估计云高，通
过什么仪器和设备来测定云高，观测时的注意事项。
教学基本内容
与教学设计
（含时间分配）
第2周，第3、4次课
第4周，第7、8次课。
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3. 水平能见度的观测
1.气象能见度 2.有效能见度 3.观测方法 （1）白天能见度的观测 （2）夜间能见度的观测
3.水平能见度的观测
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 的路径长度。
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。
眼睛的视觉性能
2.适光和暗光
适光和暗光分别指白天和夜间的情况。 适光指白天光照环境下眼睛的适应状态。更精确的说， 适光状态定义为具有正常视力的观测者对光线射入视网膜 中央凹（视网膜最敏感的中枢部分）的刺激所作出的反应。 在这种适应条件下，中央凹可区别出细微的清晰度和颜色。 夜间视觉视作是暗光的（以视网膜的视杆细胞取代中 央凹产生视觉），视杆细胞作为视网膜上的外围部分对颜 色和细微清晰度不敏感，但对低的光强度特别敏感。 暗光视觉需要长时间的适应过程，长达30分钟，而适 光视觉只需2分钟。
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。
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 或少变的； 5、浅色，反光强的物体不适宜选为目标物。 目标物选定后，要测定观测点与目标物的距离 和目标物所在的方位，绘制能见度目标物分布图。
在沙漠、草原、海岛或其它地物稀少的地区， 可采用人工设 置目标物，并视其清晰程度来判定能 见度。人工设置的目标物，一般多用来估计1.０千米 以内的能见度，其大小要适度，材料因地制宜(木板、 土墙、水泥预制件等)，向着观测点的一面应涂成黑 色，以与天空背景有清楚的对比。 靠近海(湖)岸的站或海岛站，其朝向海(湖)方 向的能见度，还可以水天线(即海、天相接的线)的清 晰程度。
绘图方法：一 般是先产纸上画九 个同心圆。圆心代 表观测点，自近而 远地每圈分别代表 0.1、0.2、0.5、 1.0、2.0、5.0、 10.0、20.0、50.0 千米的距离。然后 把所有目标物，以 其简略图形或编号 按其所在方位、距 离分别标在相应的 位置上。
3.水平能见度的观测
白天能见度的观测
凡是看不清 目标物的轮廓， 认不清其形体， 或者所见目标灯 的发光点模糊， 灯光三乱，都不 算“能见”。
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
3.水平能见度的观测
白天能见度的观测 如某一目标物轮廓清晰，但没有更远的或看 不到更远的目标物时，可据此酌情判定：目标物 的颜色，细微部分清晰可辨时，能见度通常可定 为该目标物距离的五倍以上；目标物的颜色，细 微部分隐约可辨时，能见度可定为该目标物距离 的二倍半到五倍；目标物的颜色，细微部分很难 分辨时，能见度可定为大于该目标物的距离，但 不应超过二倍半。
一、能见度的观测
在气象上，它可以用来了解大气 稳定度，判别气团属性 在环保方面，它能反映出大气 污染的一些基本状况 在国防和国民经济建设方面， 它是保证航空、航海、交通运输安 全的一个重要因素
所谓“能 见”，在白天是 指能够看到和辨 认出目标物的轮 廓和形体；在夜 间是指能清楚地 看见目标灯的发 光点。
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，目标物能见，否则，目标物不能见。K＝ε 为临界状态。 对比视感阈ε与外界照度有关，照度减小时，ε就 增大；对比视感阈ε与目标物的视角有关，当视角小于 临界值 0.5°时，ε值要增大。一般说来，具有正常视 力的人，在野外观测条件下，ε的平均值约为0.02。
白天能见度的观测
3.水平能见度的观测
千米
能 见 度 目 标 分 布 图
50.0 远山58.0 20.0 10.0 5.0 2.0 1.0 0.5 0.2 0.1 松树0.5 电杆0.1
山亭6.3
双峰山18.4
牌楼1.6
仓库0.7
礼堂门灯1.0
铁桥9.6
0.1 路灯0.5 柏树0.2 0.2 红星楼1.4 0.5 古塔4.2 1.0 2.0 5.0 城楼8.0 10.0 20.0 50.0 巷灯6.4 三峰山35.0 水塔0.2
课 程 教 学 参 考 书
专业基础课 电子版 （第四版）
第三章 能见度、天气现象、 地面状态的观测
知识结构
1
2 3 能见度的观测 天气现象的观测 地面状态的观测
4
气象应用
一、能见度的观测
能见度就是能够看 到周围景物的程度，用 目标物的最大能见距离 来表示。 分为水平能见度、 垂直能见度、倾斜能见 度
1.影响能见度的基本因子
“属性”是指目标物和背景的大小、形状、色彩、亮度等特性。 设目标物 的亮度为B0 ， 背景亮度为B， 亮度对比值 K 定义为：目 标物亮度B0与 背景亮度B 的 绝对差与其中 大者之比。 当 当 B0 ＞B时 B0 ＜B时 K＝（B0－B)/B0 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。
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：
L dB B0 B 0 d指数规律减小，即大气中的 悬浮质粒越多，大气透明度 就越差，目标物的能见距离 也就越小。