大气探测期末复习.pdf

1 大气探测每章后习题整理大气探测每章后习题整理 第一章第一章 绪论绪论 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气象要素、天气现象及其变化过程;地面（地面（-110m)、近地面（、近地面（103000m）和高空；）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）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；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，要取一定时段的平均值作为测量值（多次测量， 取平均值）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，同时测同时测 量保证时间代表性；比较性是建立在一致的基础上量保证时间代表性；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。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；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测量值与真值一致的程度评定评定 准确性。准确性。观测资料的代表性是建立在准确性的基础之上的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、互相制约的是互相联系、互相制约的。 第二章第二章 云的观测云的观测 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；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。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。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。 6.卷层云和高层云、高层云和雨层云、雨层云和层云，各有何异同之处？ 7.卷积云和高积云、高积云和层积云，各有何异同之处？ 8.云的观测的主要内容是什么？ 判定云状，估计云量，测定云高判定云状，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？ 形态学分类：按云的外形和云底高度分为形态学分类：按云的外形和云底高度分为3 族族 10 属属 29种种 2 10.简述云形成的基本过程。 云的形成过程是空气中的水汽由各种原因达到过饱和而在凝结核的作用下发生凝结或凝华的过程云的形成过程是空气中的水汽由各种原因达到过饱和而在凝结核的作用下发生凝结或凝华的过程 11.简述云量和云高的观测方法。 云量是指云遮蔽天空的成数，将天空分为云量是指云遮蔽天空的成数，将天空分为10 成，纪录整数云量。成，纪录整数云量。气球测定云高气球测定云高、云幕灯测定云高云幕灯测定云高。 12.云状观测时云状的记载和云高观测时云状的记载有何不同？ 云状观测要注意它的连续演变，从外形特征、结构、色泽、排列、高度以及伴见的天气现象着眼，通云状观测要注意它的连续演变，从外形特征、结构、色泽、排列、高度以及伴见的天气现象着眼，通 过认真细致的分析，判定云状。过认真细致的分析，判定云状。云高观测时云状记云底高度最低的云云状。云高观测时云状记云底高度最低的云云状。 第三章第三章 能见度、天气现象、地面状态的观测能见度、天气现象、地面状态的观测 1影响能见度的因子有哪些？如何理解适光和暗光？ 大气透明度、目标物和背景的属性、眼睛的视觉性能；大气透明度、目标物和背景的属性、眼睛的视觉性能； 2何谓气象光学视程、白天能见度和夜间能见度，如何理解其测量准确度？ 是指白炽灯发出色温为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；所通过的路径长度； 是指视力正常是指视力正常(对比视感阈为对比视感阈为 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出目标物 （黑色，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如何确定“能见”和“不能见”，白天和夜间有何不同？ 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 发光点发光点。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，灯光散乱，都不算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，灯光散乱，都不算“能能 见见” 4何谓有效能见度？ 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。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。 5夜间能见度目标灯的选择有哪些要求？ 目标灯应选择位于开阔地带不受地方性烟雾影响的、灯光强度不变的、不带颜色的、没有灯罩的、白目标灯应选择位于开阔地带不受地方性烟雾影响的、灯光强度不变的、不带颜色的、没有灯罩的、白 色的、孤立的点光源色的、孤立的点光源 6无灯光目标物的情况下，夜间能见度如何测定？ 在无条件利用目标灯进行观测的情况下，则只能根据天黑前能见度的变化趋势，当时天气现象和气象在无条件利用目标灯进行观测的情况下，则只能根据天黑前能见度的变化趋势，当时天气现象和气象 要素的变化情况，结合实践经验加以估计。要素的变化情况，结合实践经验加以估计。 7为什么远处目标物有时能看得清楚，有时又看得不清楚？试就其物理原因解析之。 因为大气中悬浮颗粒在不停的运动，大气透明度亦在不断变化，同时人眼的视觉性能不能长时间保持因为大气中悬浮颗粒在不停的运动，大气透明度亦在不断变化，同时人眼的视觉性能不能长时间保持 一致，故有时远处目标物可以看得清楚，有时又看不清楚。一致，故有时远处目标物可以看得清楚，有时又看不清楚。 8气象能见距离为 10 千米，问在 10 千米处有一以天空为背景视角大于 30的白色建筑物是否能见？为什 么？ 不能看见。气象能见度定义是以天空为背景的黑色目标物所能见的最大距离，题中为白色目标物，且不能看见。气象能见度定义是以天空为背景的黑色目标物所能见的最大距离，题中为白色目标物，且 其视角大于其视角大于 5 度。度。 9白天能见度与气象光学视程是否相当？某一目标物按白天能见度定义它刚好能见，问它是否在气象光学 视程之内？ 不相当，约为不相当，约为 4:3；不在。；不在。 11哪些天气现象与能见度有关？ 扬沙、沙尘暴、浮尘、霾、烟幕、轻雾、扬沙、沙尘暴、浮尘、霾、烟幕、轻雾、雾、吹雪、雪暴雾、吹雪、雪暴。 12积雨云的出现可能会带来哪些天气现象？ 13当雨很小时如何与毛毛雨区分？ 雨滴下降时清楚可见，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。毛雨滴下降时清楚可见，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。毛 3 毛雨稠密、细小而十分均匀，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。毛雨稠密、细小而十分均匀，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。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。 14如何区别霰和米雪、冰雹和冰粒 霰霰 2-5毫米，着硬地常反跳，松脆易碎，常呈阵性；米雪毫米，着硬地常反跳，松脆易碎，常呈阵性；米雪小于小于 1毫米，着硬地不反跳，均匀、缓、疏下毫米，着硬地不反跳，均匀、缓、疏下 降；冰雹坚硬不易碎，内核常不透明，阵性明显，常随雷阵雨出现；冰粒着地有沙沙声，透明较硬，常呈降；冰雹坚硬不易碎，内核常不透明，阵性明显，常随雷阵雨出现；冰粒着地有沙沙声，透明较硬，常呈 间歇性。间歇性。 15雾凇和雨凇、吹雪和雪暴？ 16浮尘与霾、霾与轻雾？ 颜色、能见度颜色、能见度。 17浮尘、扬沙、沙尘暴之间如何区别？ 18大风、飑、尘卷风、龙卷风之间如何区别？ 19何谓地面状态，如何划分？ 强调强调重点：重点： 积雪：积雪：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时，称为积雪。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时，称为积雪。 飑：飑：突然发作的强风，持续时间短促。出现时瞬间风速突增，风向突变，气象要素随之亦有剧烈变化，突然发作的强风，持续时间短促。出现时瞬间风速突增，风向突变，气象要素随之亦有剧烈变化， 常伴随雷雨出现。常伴随雷雨出现。 寒潮：寒潮：把过程降温达把过程降温达 10以上且过程最低温度在以上且过程最低温度在 5以下的强降温过程称为寒潮。以下的强降温过程称为寒潮。 高温：夏季日最高气温连续两天或以上高温：夏季日最高气温连续两天或以上35C 的天气。的天气。 第四章第四章 温度的观测温度的观测 热滞系数热滞系数: mc/hs 称为热滞系数称为热滞系数 介质温度保持不变时的热滞误差介质温度保持不变时的热滞误差： 介质温度呈线性变化时的热滞误差介质温度呈线性变化时的热滞误差： 在在当当/5 时，上式可简化为时，上式可简化为 介质温度呈周期性变化介质温度呈周期性变化 时的热滞误差时的热滞误差: 1 什么是温度？温标？常用温标有哪几种？绝对温标是如何确定的？它与经验温标如何换算？ 从宏观上讲，温度是反映物体冷热程度的一个物理量；从微观上讲，温度是描述大量分子运动平均动能从宏观上讲，温度是反映物体冷热程度的一个物理量；从微观上讲，温度是描述大量分子运动平均动能 的一个物理量；我们把衡量温度的尺度称为温标，有摄氏温标、华氏温标和热力学温标；的一个物理量；我们把衡量温度的尺度称为温标，有摄氏温标、华氏温标和热力学温标；热力学温标（热力学温标（K） 亦称为标准温标或绝对温标亦称为标准温标或绝对温标, 它用单一固定点来定义，它规定水的三相点为它用单一固定点来定义，它规定水的三相点为 273.16K;T=273.16+t(C) 2 地温测量有哪些项目，主要的测量仪器有哪些，各有何特点？ 地温是下垫面温度和不同深度的土壤温度的统称。下垫面温度包括裸露土壤表面的地面温度、草面（或地温是下垫面温度和不同深度的土壤温度的统称。下垫面温度包括裸露土壤表面的地面温度、草面（或 / 0 e t t / (1)te T A 2 sin 0 ) 22 sin( 4 1 1 2 22 0 T tg T T A t 4 雪面）温度及最高、最低温度。浅层地温包括离地面雪面）温度及最高、最低温度。浅层地温包括离地面 5，10，15，20 厘厘米深度的地中温度。较深层地温包米深度的地中温度。较深层地温包 括离地面括离地面 40，80，160，320 厘米深度的地中温度。厘米深度的地中温度。地面温度表；地面温度表；5,10,15,20 厘米曲管地温表，表身下部伸厘米曲管地温表，表身下部伸 长、长度不一，并且在感应部分上端弯折，与表身成长、长度不一，并且在感应部分上端弯折，与表身成 135夹角；夹角；40,80,160,320 厘米直管地温表厘米直管地温表 3 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。 玻璃液体温度表是利用装在玻璃容器中的测温液体随温度改变引起的体积膨胀， 从液柱位置的变化来测玻璃液体温度表是利用装在玻璃容器中的测温液体随温度改变引起的体积膨胀， 从液柱位置的变化来测 定温度的。水银具有更高的沸点，酒精具有更低的凝固点，且水银不易沾湿玻璃定温度的。水银具有更高的沸点，酒精具有更低的凝固点，且水银不易沾湿玻璃。 4 最高和最低温度表的构造与性能有何不同？ 最高温度表的感应部分内有一玻璃针，伸入毛细管，使感应部分与毛细管之间形成一窄道。当温度升高最高温度表的感应部分内有一玻璃针，伸入毛细管，使感应部分与毛细管之间形成一窄道。当温度升高 时，感应部分水银体积膨胀，挤入毛细管；而温度下降时，毛细管内的水银，由于通道窄，却不能缩回感时，感应部分水银体积膨胀，挤入毛细管；而温度下降时，毛细管内的水银，由于通道窄，却不能缩回感 应部分，因而能指示出上次调整后这段时间内的最高温度应部分，因而能指示出上次调整后这段时间内的最高温度；最低温度表中的感应液是酒精，它的毛细管内最低温度表中的感应液是酒精，它的毛细管内 有一哑铃形游标。当温度下降时，酒精柱便相应下降，由于酒精柱顶端张力作用，带动游标下降；当温度有一哑铃形游标。当温度下降时，酒精柱便相应下降，由于酒精柱顶端张力作用，带动游标下降；当温度 上升时，酒精膨胀，酒精柱经过游标周围慢慢上升，而游标仍停在原来位置上，因此它能指示上次调整以上升时，酒精膨胀，酒精柱经过游标周围慢慢上升，而游标仍停在原来位置上，因此它能指示上次调整以 来这段时间内的最低温度来这段时间内的最低温度。 5 双金属片测温原理是什么？试从测温公式讨论如何提高双金属片的测温灵敏度？ 双金属片具有受温度变化而发生形状和曲率变化的特性双金属片具有受温度变化而发生形状和曲率变化的特性，将两种膨胀系数不同的金属片焊接在一起，将两种膨胀系数不同的金属片焊接在一起，如如 果膨胀系数大的金属片在下面，膨胀系数小的金属片在上面，当温度升高时，双金属片将成凹形，温度降果膨胀系数大的金属片在下面，膨胀系数小的金属片在上面，当温度升高时，双金属片将成凹形，温度降 低时成凸形，随着温度的变化，双金属片的曲率也就随之变化，这样就可利用双金属片曲率随温度变化的低时成凸形，随着温度的变化，双金属片的曲率也就随之变化，这样就可利用双金属片曲率随温度变化的 特性来测量温度特性来测量温度。双金属片焊接面自由端的位移量为双金属片焊接面自由端的位移量为，有，有 ，故两金属的膨胀系数，故两金属的膨胀系数 应差距大，厚度应差距大，厚度 h应小，这样应小，这样就会较大，相应灵敏度也较大。就会较大，相应灵敏度也较大。 6 热电偶测温原理是什么？测温方法主要有哪两种？ 将两个不同的金属导体连接成一个闭合回路，将两个不同的金属导体连接成一个闭合回路，若两端接触点的温度不同，就会产生温差电动势，回路中若两端接触点的温度不同，就会产生温差电动势，回路中 就有电流产生。接触点的温差越大，回路中电动势也就越大，这种现象叫热电现象就有电流产生。接触点的温差越大，回路中电动势也就越大，这种现象叫热电现象；一种是测定热电偶回一种是测定热电偶回 路中温差电动势的电位计法路中温差电动势的电位计法，另一种是测定热电偶回路中电流的检流计法另一种是测定热电偶回路中电流的检流计法。 7金属电阻温度表与热敏电阻温度表的测温特性有何不同？ 金属电阻温度表电阻元件与温度有很好的线性关系；金属电阻温度表电阻元件与温度有很好的线性关系；热敏电阻温度表可以进行远距离温度测量，而且热敏电阻温度表可以进行远距离温度测量，而且 测量的灵敏度也高测量的灵敏度也高，热敏电阻与温度的关系是非线性的热敏电阻与温度的关系是非线性的。 8常用的金属电阻温度表使用的金属是哪一种，为什么？（铂、镍、铜） 9试述用平衡电桥法和不平衡电桥法测量温度有什么不同？各有哪些优缺点？ 10什么叫测温仪器的热滞现象？热滞系数值大小与哪些因素有关？怎样理解热滞系数的定义？ 温度表在与被测介质接触后，如果两者温度不同，就要产生热量交换，以逐渐趋于热平衡状态。但是温度表在与被测介质接触后，如果两者温度不同，就要产生热量交换，以逐渐趋于热平衡状态。但是 进行热量交换，建立热平衡需要一定的时间，这就是说，温度表不是瞬间即可取得被测介质的温度，它需进行热量交换，建立热平衡需要一定的时间，这就是说，温度表不是瞬间即可取得被测介质的温度，它需 要有一段感应时间。也就是说，温度表反映出介质的温度变化，总是落后于实际变化的，温度表的这种性要有一段感应时间。也就是说，温度表反映出介质的温度变化，总是落后于实际变化的，温度表的这种性 质称为热惯性或热滞现象，由此引起的误差称为热惯性误差或热滞误差质称为热惯性或热滞现象，由此引起的误差称为热惯性误差或热滞误差；热滞系数数值大小与质量；热滞系数数值大小与质量 m、比、比 热热 c、接触面积、接触面积s、热交换系数、热交换系数 h（其与介质流速有关） ；（其与介质流速有关） ；温度表感应介质温度的速度温度表感应介质温度的速度。 11 温度表在介质温度保持不变、 呈线性变化或周期性变化时， 其热滞误差各有何特点？ （参考前方方程式） 12、 为什么说测温仪器的滞后性能使仪器对温度具有自动平均的能力？测温仪器的热惯性系数是越小越好呢？ 还是越大越好？ 由于仪器的热滞现象， 使得高频率的温度振动不能被反映出来， 这就是说测温仪器具有自动平均能力，由于仪器的热滞现象， 使得高频率的温度振动不能被反映出来， 这就是说测温仪器具有自动平均能力， 且测温元件的热滞系数愈大，其自动平均能力也愈强且测温元件的热滞系数愈大，其自动平均能力也愈强；与仪器的使用需求有关；与仪器的使用需求有关。 13、为什么地表温度的测量要比空气温度的测量复杂？ 1.地表面及贴地层的温度梯度往往很大， 要使传感器只与土壤表面进行热交换，而不受地表面以下土壤地表面及贴地层的温度梯度往往很大， 要使传感器只与土壤表面进行热交换，而不受地表面以下土壤 或贴地层空气的影响是不可能的或贴地层空气的影响是不可能的；2.防辐射问题不能用遮蔽阳防辐射问题不能用遮蔽阳光的方法光的方法；3.即使同一块地面（裸地） ，由于即使同一块地面（裸地） ，由于 地表不同部位的物理、 化学性能的差别以及平整度和土壤颗粒大小不同， 测出来的温度也会有较大的差别地表不同部位的物理、 化学性能的差别以及平整度和土壤颗粒大小不同， 测出来的温度也会有较大的差别。 14草温和雪温的测量各有何特点？ tt hh L A )( 21 21 2 0 5 15防辐射罩的作用是什么？ 16在自然条件下进行气温的测定存在的主要问题是什么？怎样解决？ 由于太阳的直接辐射、地面的反射辐射等的影响，会使测温元件的表示度与实际气温存在差异。在白由于太阳的直接辐射、地面的反射辐射等的影响，会使测温元件的表示度与实际气温存在差异。在白 天强日射的情况下，将使元件温度高于气温，导致较大的辐射误差。消除和减小辐射误差，是气温测量中天强日射的情况下，将使元件温度高于气温，导致较大的辐射误差。消除和减小辐射误差，是气温测量中 的关键问题；使用防辐射设备的关键问题；使用防辐射设备：百叶箱、通风干湿表、防辐射罩。：百叶箱、通风干湿表、防辐射罩。 17防止温度测量中辐射误差的途径有那些？ 屏蔽屏蔽、增加元件的反射率增加元件的反射率、人工通风人工通风、采用极细的金属丝元件，减小元件的热容量采用极细的金属丝元件，减小元件的热容量。 18一个测温元件的热惯性系数=50秒，当时它与介质的温度差为10，若要求读数精确到0.1（即测 温仪器的示度与介质的温度之差小于0.1） ，则需要的感应时间为多长？ 19 一个测温元件， 当时它与介质的温度差为10， 若要求读数精确到0.1， 它需要的感应时间为460秒， 问这个测温元件的热惯性系数是多少？ 20 在高空大气探测中， 设温度的铅直递减率为d/dz=0.0065/米， 探空仪的上升速度为dz/dt=6米/秒 （相 当于气球升速400米/分） ，若测温元件的热惯性系数为=50秒，试求出测温仪器的热惯性误差。 第五章第五章 湿度的观测湿度的观测 1.通常表示空气中湿度的特征量有哪些，定义如何？ 混合比混合比 r：空气中水汽质量：空气中水汽质量 mv与干空气质量与干空气质量 ma之比；之比； 比湿比湿：空气中水汽质量：空气中水汽质量 mv 与空气总质量与空气总质量 mv+ma之比之比； 绝对湿度（又叫水汽密度或水汽浓度绝对湿度（又叫水汽密度或水汽浓度)v：单位容积空气中所含的水汽质量：单位容积空气中所含的水汽质量； 水汽摩尔分数：空气中，水汽的摩尔数水汽摩尔分数：空气中，水汽的摩尔数 nv(nv=mv/Mv)与总摩尔数与总摩尔数 na +nv(na=ma/Ma)之比。之比。Mv、Ma 分别分别 是水汽和干空气的摩尔质量是水汽和干空气的摩尔质量。 2.气温是否一定大于露点温度，为什么？ 不一定，因为水汽可以过饱和。不一定，因为水汽可以过饱和。 3.试述常用的测湿方法和其代表仪器。 1、 热力学方法：利用蒸发表面冷却降温的程度随湿度而变的原理来测定湿度。主要是干湿表法；热力学方法：利用蒸发表面冷却降温的程度随湿度而变的原理来测定湿度。主要是干湿表法； 2、 吸湿法：利用吸湿物质吸湿后的尺度变化或电性能变化来测湿度。有毛发、肠膜元件、氯化锂元件吸湿法：利用吸湿物质吸湿后的尺度变化或电性能变化来测湿度。有毛发、肠膜元件、氯化锂元件 氧化铝元件等等氧化铝元件等等； 3、 露点法：测量凝结面降温产生凝结时的温度，即露点温度。主要仪器是露点仪露点法：测量凝结面降温产生凝结时的温度，即露点温度。主要仪器是露点仪； 4、 光学法：利用测量水汽对光辐射的吸收衰减作用，来测定水的含量。主要仪器有红外湿度计和赖曼光学法：利用测量水汽对光辐射的吸收衰减作用，来测定水的含量。主要仪器有红外湿度计和赖曼 湿度计湿度计； 5、 称量法： 直接称量出一定体积湿空气中的水汽含量。 此法测量的要求较高， 需要时间长， 操作较繁，称量法： 直接称量出一定体积湿空气中的水汽含量。 此法测量的要求较高， 需要时间长， 操作较繁， 但其测湿准确度相当高，可优于但其测湿准确度相当高，可优于 0.2 ，是湿度计量基准的一级标准，通常作为检定校准的基准，是湿度计量基准的一级标准，通常作为检定校准的基准。 4.干湿球温度表为何可用来测定空气湿度？ 将干球温度表和湿球温度表置于相同的环境中。湿球周围空气未达到饱和时，表面的水分蒸发，不断将干球温度表和湿球温度表置于相同的环境中。湿球周围空气未达到饱和时，表面的水分蒸发，不断 地消耗蒸发潜热，使湿球温度下降。同时，由于气温与湿球的温差使四周空气与湿球产生热交换。在稳定地消耗蒸发潜热，使湿球温度下降。同时，由于气温与湿球的温差使四周空气与湿球产生热交换。在稳定 平衡的条件下，湿球温度表蒸发支出的热量将等于由于与四周空气热交换得到的热量平衡的条件下，湿球温度表蒸发支出的热量将等于由于与四周空气热交换得到的热量。 5.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？ A 值随着风速的增加而减小，一般当风速超过值随着风速的增加而减小，一般当风速超过 2.5m/s 时，时，A 值就趋近于一个最小临界值，风速再增大值就趋近于一个最小临界值，风速再增大 时，时，A值基本维持不变；值基本维持不变；A=hc/(CL)，h与介质流速有关，而与介质流速有关，而 A值与风速的这种变化关系主要与湿球附近的流值与风速的这种变化关系主要与湿球附近的流 场结构有关场结构有关。 6.为什么在-10时，即停止使用干湿表测湿？ 温度表读数有误差，将导致相对误差的很大误差，这种误差是非线性的，特别在低温时误差是相当大温度表读数有误差，将导致相对误差的很大误差，这种误差是非线性的，特别在低温时误差是相当大 6 的。因此，在我国规定，在的。因此，在我国规定，在-10，即停止使用干湿表测湿，即停止使用干湿表测湿 7.使用百叶箱通风干湿表，为什么能大大提高测湿准确性？ 保证风速稳定达到要求，避免辐射影响保证风速稳定达到要求，避免辐射影响 8.干湿表测湿有哪些误差？ 风速达不到规定要求造成的误差风速达不到规定要求造成的误差、风速不稳定造成的误差风速不稳定造成的误差、湿球结冰造成的误差湿球结冰造成的误差、湿球纱布及蒸馏水湿球纱布及蒸馏水 受到污染造成的误差受到污染造成的误差。 9.试述毛发的特性？ 随空气湿度大小而改变长度的特性随空气湿度大小而改变长度的特性：相对湿度增大时，毛发会增长。反之，毛发会缩短相对湿度增大时，毛发会增长。反之，毛发会缩短； 温度效应温度效应：毛发的热膨胀系数极不规则。爱勒斯等实验指出，毛发在毛发的热膨胀系数极不规则。爱勒斯等实验指出，毛发在 1.5时最长，从时最长，从 1.5至至 15.0 时，随着温度的升高其伸长量逐渐缩短，而在时，随着温度的升高其伸长量逐渐缩短，而在 1.5以下时，以下时，随着温度的降低其伸长量迅速缩短；随着温度的降低其伸长量迅速缩短； 滞后效应：滞后效应：毛发指示的示度常常毛发指示的示度常常落后于实际湿度的变化。 毛发的滞后系数与气温、湿度、风速成反比落后于实际湿度的变化。 毛发的滞后系数与气温、湿度、风速成反比； 瘫痪效应瘫痪效应：毛发在相对湿度低于毛发在相对湿度低于 30的空气中放置过久时，当湿度再回升时，毛发示度总是的空气中放置过久时，当湿度再回升时，毛发示度总是低于空气低于空气 的实际湿度，感湿速度也显著下降；的实际湿度，感湿速度也显著下降； 吕萨克尺度：吕萨克尺度：在湿度很小时，毛发延伸极快，到相对湿度为在湿度很小时，毛发延伸极快，到相对湿度为 28时，毛发可达到其延伸量的一半，以时，毛发可达到其延伸量的一半，以 后逐渐减小。后逐渐减小。 10.为什么毛发表不用固定器差，而用毛发湿度表订正图来订正？ 毛发测湿的精度较低，毛发测湿的精度较低，影响毛发测湿精度的因子影响毛发测湿精度的因子有很多。有很多。 11.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? 毛发湿度表的刻度就是根据毛发的变化规律刻制的，即所谓盖毛发湿度表的刻度就是根据毛发的变化规律刻制的，即所谓盖 吕萨克尺度；湿度计吕萨克尺度；湿度计传动机械采用杠杆传动机械采用杠杆 曲臂，其具有传递放大和调整放大率两个作用，通过调整放大率，消除了毛发本身随相对湿度改变其伸长曲臂，其具有传递放大和调整放大率两个作用，通过调整放大率，消除了毛发本身随相对湿度改变其伸长 量的不均匀性，从而使自记笔尖对湿度的变化做均匀移动，所以，湿度自记纸的刻度是等距的量的不均匀性，从而使自记笔尖对湿度的变化做均匀移动，所以，湿度自记纸的刻度是等距的 。 第六章第六章 气压的观测气压的观测 1什么是气压？大气中气流的运动对气压有什么影响？气压的常用单位是什么？如何换算？ 气压是指单位面积上向上延伸到大气上界的垂直空气柱的重量。常用的气压单位是百帕气压是指单位面积上向上延伸到大气上界的垂直空气柱的重量。常用的气压单位是百帕(hPa)。 2常用的测压方法有哪些？ 压力平衡（液体气压力平衡（液体气压表、空盒气压表和气压计） 、沸点变化（沸点气压表） 、电测气压计，大气压力的压表、空盒气压表和气压计） 、沸点变化（沸点气压表） 、电测气压计，大气压力的 变化转换成电信号的变化。变化转换成电信号的变化。 3水银气压表的测压原理如何？如果用两支内管粗细不同的气压表同时进行观测，水银柱高度是否一样， 为什么？ 水银气压表是一根一端封闭并充满水银的玻璃管，将开口一端插入水银槽中，管内水银受重力作用而水银气压表是一根一端封闭并充满水银的玻璃管，将开口一端插入水银槽中，管内水银受重力作用而 下降，当作用在水银槽面上的大气压力与管内水银柱重量产生的压强相平衡时，水银柱就稳定在某一高度下降，当作用在水银槽面上的大气压力与管内水银柱重量产生的压强相平衡时，水银柱就稳定在某一高度 上，这个高度就可用来表示气压；水银柱的高度一样；因为是单位截面上的压力，上，这个高度就可用来表示气压；水银柱的高度一样；因为是单位截面上的压力， 。 4动槽式水银气压表和定槽式水银气压表的构造主要有什么不同？ 动槽式水银气压表的主要特点是有测定水银柱高度的固定动槽式水银气压表的主要特点是有测定水银柱高度的固定“零点零点”，故每次测定都需调整水银面的高低，故每次测定都需调整水银面的高低； 主要特点是没有固定零点，而采用了补偿标尺的方法主要特点是没有固定零点，而采用了补偿标尺的方法。 5定槽式水银气压表为什么要进行标尺补偿，原理如何？槽内隔板有何作用？ 水银柱高度的变化水银柱高度的变化造成槽内水银面高度的变化，而标尺是固定刻在铜管上的，不能随水银面活动，因造成槽内水银面高度的变化，而标尺是固定刻在铜管上的，不能随水银面活动，因 此就需要把这种由于基点变化而影响示度的量考虑进标尺的刻度大小上去，这样的标尺就称为补偿标尺此就需要把这种由于基点变化而影响示度的量考虑进标尺的刻度大小上去，这样的标尺就称为补偿标尺 （我国我国 1mmHg 的实际长度只有的实际长度只有 0.98mm） ； 6水银气压表的仪器误差主要有哪些？如何避免和消除？ 真空不良的影响真空不良的影响、毛细压缩误差毛细压缩误差、温度的不确定度温度的不确定度、水银蒸气压的影响水银蒸气压的影响、标尺误差标尺误差、由于安装条件不由于安装条件不 ghP 7 妥引起的误差妥引起的误差；进行仪器差订正。；进行仪器差订正。 7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。 由于仪器差的存在和气压表并不总是在标准条件下使用，由于仪器差的存在和气压表并不总是在标准条件下使用，即使气压相同，也会因温度和重力加速度的即使气压相同，也会因温度和重力加速度的 不同，水银柱的高度不一样；不同，水银柱的高度不一样；仪器差订正仪器差订正：消除随机误差，减小系统误差；：消除随机误差，减小系统误差；温度差订正温度差订正：当外界气压不变，：当外界气压不变， 而温度发生变化时，水银柱和黄铜标尺均会发生胀缩；而温度发生变化时，水银柱和黄铜标尺均会发生胀缩；重力差订正重力差订正：若在不同纬度、不同海拔高度的测站若在不同纬度、不同海拔高度的测站 上，即使气压一样，水银密度也相同（经温度差订正后）上，即使气压一样，水银密度也相同（经温度差订正后）,但因重力加速度不同，而使水银柱高度也不同但因重力加速度不同，而使水银柱高度也不同。 8金属空盒有哪些特性？为什么弹性空盒可以作为测压仪器的感应器？ 空盒弹性的温度效应空盒弹性的温度效应：杨氏模量具有负温度系数。温度增加时弹力就减弱杨氏模量具有负温度系数。温度增加时弹力就减弱； 空盒的弹性后效空盒的弹性后效：当外界气压消失后，空盒不能完全恢复到它原来的形状当外界气压消失后，空盒不能完全恢复到它原来的形状（当气压变化停止后空盒的当气压变化停止后空盒的 形变并不停止形变并不停止；空盒的升压曲线和降压曲线不一致空盒的升压曲线和降压曲线不一致，构成一个封闭曲线构成一个封闭曲线） ；） ； 空盒的弹力与大气压力相平衡空盒的弹力与大气压力相平衡，当大气压力发生变化时，空盒随之产生形变，把这种形变进行一定程当大气压力发生变化时，空盒随之产生形变，把这种形变进行一定程 度的放大就可以用来指示气压的变化度的放大就可以用来指示气压的变化 。 9. 新式空盒一般被压成波纹形，为什么？空盒弹性后效的主要特点是什么？ 空盒被压成波纹形，是为了增加空盒被压时变形的柔韧性和测压的灵敏度；见上一问。空盒被压成波纹形，是为了增加空盒被压时变形的柔韧性和测压的灵敏度；见上一问。 10水银气压表读数与空盒气压表读数，在求本站气压时有何不同？ 水银气压表的读数要依次经过仪器差、温度差、纬度重力差和高度重力差订正后，就可获得本站气压水银气压表的读数要依次经过仪器差、温度差、纬度重力差和高度重力差订正后，就可获得本站气压 值；空盒气压表经刻度订正、温度订正、补充订正值；空盒气压表经刻度订正、温度订正、补充订正 得到本站气压得到本站气压 11 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？ （机械摩擦、 空盒的效应） 12根据下述条件，求出本站气压。测站海拔高度 200米，纬度 5614，经仪器差订正后的水银气压表 读数为1018.1hPa，气压表附温为12.7。 14试述膜盒式电容气压传感器、振筒式气压传感器、压阻式气压传感器的测压原理。利用气压传感器测量 气压有什么特点？ 15造成电测气压传感器测量误差的主要原因是什么？ 校准值漂移校准值漂移、温度的影响温度的影响、电磁干扰的影响电磁干扰的影响、运行方式的影响运行方式的影响。 16在沸点气压表测量气压时，蒸汽在内管中的流速对测量精度有什么样的影响？ 17本站气压为1010.0hPa，海拔高度70米，气温为6.2，前12小时的气温为-2.6，求海平面气压。 18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？ 本站气压只表示台站海拔高度上大气柱的压强。在不同的海拔高度上由于承受大气柱长度不同，所以本站气压只表示台站海拔高度上大气柱的压强。在不同的海拔高度上由于承受大气柱长度不同，所以 各站间的本站气压是无法进行比较的；气柱平均温度各站间的本站气压是无法进行比较的；气柱平均温度 tm 有关有关 19海平面气压订正中的高度差订正与本站气压订正中的高度重力差订正有何不同？（定义比较） 气压表使用水银的原因：气压表使用水银的原因： 1、由于水银的密度比较大（由于水银的密度比较大（13.596gcm3） ，当它与大气压力相平衡的时候，所需水银柱的高度比较适） ，当它与大气压力相平衡的时候，所需水银柱的高度比较适 中，便于制造和观测中，便于制造和观测；2、水银蒸气压很小水银蒸气压很小；3、水银不沾湿玻璃水银不沾湿玻璃，管中水银面成凸起的弯月面，易于正确管中水银面成凸起的弯月面，易于正确 地判定它的位置地判定它的位置；4、水银的性能很稳定水银的性能很稳定。 第七章第七章 地面风的观测地面风的观测 1气象站地面风的观测项目有哪些，常用的测风仪器是什么？ 气象台站观测中，一般是取两分钟的平均风速和最多风向，自记仪器是取十分钟的平均风速气象台站观测中，一般是取两分钟的平均风速和最多风向，自记仪器是取十分钟的平均风速;风向标和风向标和 风杯形风速器风杯形风速器。 2试述风向标测定风向的原理。各种风标各有什么优点？ 当风的来向与风向标成某一个交角时，风对风向标产生压力，这个力可分解成平行和垂直于风向标的当风的来向与风向标成某一个交角时，风对风向标产生压力，这个力可分解成平行和垂直于风向标的 两个分力。由于风向标头部受风面积较小，尾翼受风面积较大，因而感受的风压不相等，垂直于尾翼的风两个分力。由于风向标头部受风面积较小，尾翼受风面积较大，因而感受的风压不相等，垂直于尾翼的风 8 压产生风压力矩， 使风向标绕垂直轴旋转， 直至风向标头部正好对着风的来向时， 由于翼板两边受力平衡，压产生风压力矩， 使风向标绕垂直轴旋转， 直至风向标头部正好对着风的来向时， 由于翼板两边受力平衡， 风向标就稳定在某一位置风向标就稳定在某一位置 3从风标响应的观点来说，对风标应有怎样的要求？ 灵敏性：在小风速或风向改变不大的情况下，能很快地反映出风向变化来；灵敏性：在小风速或风向改变不大的情况下，能很快地反映出风向变化来； 稳定性：当风向改变时，由风向标本身惯性作用引起的摆动要小稳定性：当风向改变时，由风向标本身惯性作用引起的摆动要小。 4试述杯形风速器的测风原理。它为什么不宜测定瞬时风速？ 在稳定的风力作在稳定的风力作用下，风杯受到扭力矩作用而开始旋转，它的转速与风速成一定的关系；其具有过高用下，风杯受到扭力矩作用而开始旋转，它的转速与风速成一定的关系；其具有过高 效应。效应。 5为什么现在常见的风杯形风速器均采用三杯圆锥形？ 6试述旋转风速表的过高效应。 原因：原因：1）惯性）惯性 2） 垂直气流垂直气流 3） 风向脉动风向脉动 7风向传感器传送和指示风向的方法有哪些？ 有机械传送、电接式传送、电位计式传送、光电转换即格雷码盘等有机械传送、电接式传送、电位计式传送、光电转换即格雷码盘等。 8风速传感器传送和指示风速的方法有哪些？ 有机械式、电接式、电机式、磁感式和光电式即多齿光盘等有机械式、电接式、电机式、磁感式和光电式即多齿光盘等。 9格雷码盘有何特点？ 格雷码盘由等分的同心圆组成，由内到外分别作格雷码盘由等分的同心圆组成，由内到外分别作 21、22、23、24、25等分，相邻两份做透光和不透光处等分，相邻两份做透光和不透光处 理，通过位于码盘两侧同一半径上的光电耦合器件输出相应的格雷码理，通过位于码盘两侧同一半径上的光电耦合器件输出相应的格雷码。 17对测风仪器的安装有什么要求？为什么？ 测风仪器的安装，根据不同的观测目的，其要求也不同。测风仪器的安装高度最好在测风仪器的安装，根据不同的观测目的，其要求也不同。测风仪器的安装高度最好在 1020 米之间米之间； 地点要求尽量开阔空旷，远离障碍物地点要求尽量开阔空旷，远离障碍物，使之不受气流涡旋的影响使之不受气流涡旋的影响；必须垂直安装；安装测风仪器的杆不能必须垂直安装；安装测风仪器的杆不能 太粗太粗；仪器应安装在杆的顶端仪器应安装在杆的顶端或远离杆柱。或远离杆柱。 18某测站某次定时观测，从仪器上读到的风向风速值，是否表示当地该时的风向风速值？ 不，因为仪器有一定的惯性。不，因为仪器有一定的惯性。 第八章第八章 辐射和日照时数的观测辐射和日照时数的观测 1、辐射观测主要有哪些项目？有哪些主要仪器？它们的感应原理有何不同？ 直接辐射直接辐射、总辐射、总辐射、散射辐射散射辐射、净全辐射净全辐射、长波辐射长波辐射、紫外辐射紫外辐射；略；略 2、直接辐射与散射辐射有何区别? 直射辐射直射辐射 S：包括来自太阳面的直接辐射和太阳周围一个非常狭窄的环形天空辐射（环日辐射）：包括来自太阳面的直接辐射和太阳周围一个非常狭窄的环形天空辐射（环日辐射） ； 散射辐射散射辐射 Ed：太阳辐射经过大气散射或云的反射，从天空：太阳辐射经过大气散射或云的反射，从天空 2立体角以短波形式向下，到达地面的那立体角以短波形式向下，到达地面的那 部分辐射。部分辐射。 3、用仪器测量太阳直接辐射时，会对测量带来什么影响？ 观测的太阳直接辐射为太阳日盘的直接辐射与太阳周围（半径不大于观测的太阳直接辐射为太阳日盘的直接辐射与太阳周围（半径不大于 2.5）的天空散射辐射（即环日）的天空散射辐射（即环日 辐射）之和辐射）之和。 4、Angstrom绝对日射表为什么是补偿式的绝对日射表？ 5、什么是相对辐射仪器的换算因子？ 6、什么是日照时数？ 日照时数指太阳在一地实际照射的时数日照时数指太阳在一地实际照射的时数； 在一给定时间，日照时数定义为太阳直射辐照度达到或超过在一给定时间，日照时数定义为太阳直射辐照度达到或超过 120 瓦每平方米的那段时间总和瓦每平方米的那段时间总和。 7、暗筒式日照计的感光迹线受哪些因素的影响？有何特点？ 时间（春秋分、夏冬半年） 、时间（春秋分、夏冬半年） 、放置放置水平水平、纬度对准、纬度对准等；等；1、感光迹线为一条余弦曲线的一段（、感光迹线为一条余弦曲线的一段（060） ；） ； 9 2、上午和下午各为一条对称曲线。、上午和下午各为一条对称曲线。 8、试述暗筒式日照计的作用原理。 利用阳光透过仪器上的小孔射入筒内， 使涂有感光药剂的日照纸上留下感光痕迹线， 来计算日照时数利用阳光透过仪器上的小孔射入筒内， 使涂有感光药剂的日照纸上留下感光痕迹线， 来计算日照时数。 9、试述聚焦式日照计的作用原理。 利用太阳光经玻璃球聚焦后烧灼日照纸留下的焦痕来记录日照时数。利用太阳光经玻璃球聚焦后烧灼日照纸留下的焦痕来记录日照时数。 10、如果暗筒式日照计安置时东西不水平或南北线没有对准，感光迹线会如何？ 11、试比较暗筒式日照计和聚焦式日照计的优缺点. 第九章第九章 降水与蒸发的观测降水与蒸发的观测 1.我国气象台站的降水观测包括哪些内容？什么是降水量和降水强度？ 降水量和降水强度；降水量是指从天空降落到地面上的液态或固态（经融化后）降水，未经蒸发、渗降水量和降水强度；降水量是指从天空降落到地面上的液态或固态（经融化后）降水，未经蒸发、渗 透和流失而在水平面上积聚的深度；降水强度：指单位时间的降水量，通常测定某时间内的最大降水量。透和流失而在水平面上积聚的深度；降水强度：指单位时间的降水量，通常测定某时间内的最大降水量。 2.雨量器、雨量计器口变形或器口不水平，对降水量测定的准确度有何影响？为什么？ 有影响，将造成降水量测量偏大或偏小；因为雨量器的有影响，将造成降水量测量偏大或偏小；因为雨量器的承承水器半径水器半径 R与刻度制定有关。与刻度制定有关。 3.用雨量器测量降水量。仪器的放大率与什么因素有关？ h=R2/r2 ，h 为承水器水深为承水器水深 1mm 时时雨量杯中降水高度雨量杯中降水高度，故与承水器半径，故与承水器半径 R、雨量杯半径、雨量杯半径 r 有关。有关。 4.20cm雨量器专用量杯损坏， 又无备份件， 用普通量杯量得为219.8cm3， 量杯直径2cm