大气探测总结复习资料.doc

绪论1大气探测原理方法直接测量：感应元件置于待测介质之中，根据元件性质变化，得到描述大气状况的气象参数。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。可以分为主动遥感和被动遥感两种方式。2大气探测仪器的性能：精确度，灵敏度，惯性（滞后性），分辨率，量程3气象观测资料的“三性”是什么？其关系如何？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。第二章1云的概念：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。2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3云的观测：判定云状、估计云量、测定云高、选定云码4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发生凝结或凝华的过程。水汽要凝结成水滴或凝华成冰晶而形成云，必须具备两个基本条件： 一是要有水汽凝结核，二是要有水汽过饱和。形成云的最关键问题：有水汽的过饱和。使空气中水汽达到过饱和的方式主要有两种：（1）在空气中水汽含量不变的情况下，空气降温冷却。（2）在空气温度不变的情况下，增加水汽含量。5降温冷却方式：绝热上升冷却、混合冷却、辐射冷却第三讲 能见度、天气现象、地面状态的观测1 能见度：就是能够看到周围景物的程度，用目标物的最大能间距离来表示2 能见度分为：水平能见度、垂直能见度和倾斜能见度3 影响能见度的基本因子：大气透明度,目标物和背景的属性,眼睛的视觉性能4 对比视感阈：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，用表示5 气象光学视程(MOR)：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，用来表示大气透明度6 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。7 白天能见度：视力正常(对比视感阀位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)的最大水平距离 夜间能见度：1 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水平距离； 2 中等强度的发光体能被看到和识别的最大水平距离8 与能见度有关的天气现象：雾、轻雾、吹雪、雪暴、扬沙、沙尘暴、浮尘、霾、烟幕9 气象光学视程的仪器测量:对单色光，比尔-朗伯定律 F为大气中经过L路径长度接收的光通量,F0为L=0时的光通量,为消光系数.10 气象光学视程对消光系数的数学表达式:MOR .11 透射能见度仪：测量平均消光系数，算出能见度。 散射能见度仪：测量散射系数，计算气象光学视程。在较低气象光学视程下，散射仪测量准确度不如透射仪；散射仪受降水影响较大，且测量值呈现很大的变动性，系统误差较大9 当雨很小时如何与毛毛雨区分：毛毛雨：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：落在水面上会激起波纹和水花，落在干地上可留下湿斑。10 如何区别霰和米雪、冰雹和冰粒霰：白色不透明的圆锥形或球形的颗粒固态降水，直径约25毫米，下降时常呈阵性，着硬地常反跳，松脆易碎。米雪：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1毫米，着硬地不反跳。冰粒：透明的丸状或不规则状的固态降水，较硬，着硬地一般反跳。直径小于毫米。有时内部还有未冻结的水，如被碰碎，则仅剩下破碎的冰壳。激起波纹和水花，落在干地上可留下湿斑。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，大的直径可达数十毫米。常伴随雷暴出现。11 如何区别雾凇和雨凇、吹雪和雪暴？雨凇：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。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，多附在细长的物体或物体的迎风面上，有时结构较松脆，受震易塌落。吹雪是本地或附近有大量积雪时，强风将积雪吹起所致。能见度10km。雪暴是本地或附近有大量积雪，强风将地面积雪成团卷起，不能分辨是否在降雪，能见度1km。区别就在雪暴不能分辨是否在降雪，且能见度有差别。12 如何区别浮尘与霾、霾与轻雾？形成浮尘的沙尘是由远处传播而来，而霾不是。一般浮尘的能见度更小，并且垂直能见度也不大。霾常出现在干燥时期，浮尘不一定。霾由大量极细微沙尘均匀漂浮在空气中，使空气混浊，能见距离10km。常出现在气团稳定较干燥时期。浮尘出现在冷空气过境前后无风或风小时，由远处沙尘经高空气流传播而来。或由 或 天气过后尚未下沉的沙尘浮游在空中所致。能见距离小于1km，垂直能见度也很差。霾和轻雾的组成不同，霾是大量沙尘漂浮在空气中，而轻雾是由水滴组成。并且霾常出现在气团稳定较干燥时期，而轻雾不一定。轻雾由细小水滴组成的稀薄雾幕。水平能见距离10km。呈灰白色。早晚较多出现。13 浮尘、扬沙、沙尘暴之间如何区别？浮尘是由远处沙尘经高空气流传播而来，或由扬沙、沙尘暴天气过后尚未下沉的沙尘浮游在空中所致。而扬沙、沙尘暴则是由本地或附近的沙尘被吹起所致。浮沉出现在风较小时，但扬沙和沙尘暴出现时风力较大，沙尘暴还常伴有强对流或雷雨过境。一般说来，浮尘和沙尘暴天气的能见度比扬沙更小。扬沙由于本地或附近的沙尘被吹起，使能见度显著下降，能见距离一般为1-10km。天空混浊，风力较大。在北方春夏，冷空气过镜或空气不稳定时出现。沙尘暴成因与扬沙相似，但能见度16.0)2 影响降水量测定的因素:雨水溅失 蒸发损失 风造成的误差3 翻斗式遥测雨量计的构造:翻斗式遥测雨量计是由感应器、记录器和电源组成的有线遥测雨量仪器。感应器由承水器、上翻斗、计量翻斗、计数翻斗、干簧管等组成。记录器由计数器、记录笔、自记钟、控制线路板等构成。 缺点：只能测量液体 原理：承水器收集的降水通过接水漏斗进入上翻斗，当计量翻斗承受的降水量为0.1mm时，计量翻斗将降水倒入计数翻斗，使计数翻斗翻转一次。计数翻斗在翻转时，与其相关的磁钢对干簧管扫描一次，干簧管因磁化而瞬间闭合一次。这样，降水量每次达到0.1mm时，就送出一个开关信号，采集器就自动采集存储0.1mm降水量4 积雪深度、雪压观测：观测地段，应选择在观测场附近平坦、开阔的地方。5 蒸发量：一定口径蒸发器中，一定时间间隔因蒸发失去的水层深度，mm为单位 蒸发量=原量+降水-余量第十章，自动气象观测系统1 自动气象站定义：自动气象站是一种能自动地观测和存储气象观测数据的设备。 分类：有人自动站、无人自动站；实时自动站、非实时自动站。2 自动气象站的基本构成：自动气象站由硬件和系统软件组成,硬件包括传感器,采集器,通信接口,电源,计算机等,系统软件有采集软件和业务应用软件。还应配置远程监控软件，将自动气象站与中心站连接形成自动气象站网。 工作原理：随着气象要素值的变化，自动气象站各传感器的感应元件输出的电量产生变化，这种变化量被CPU实时控制的数据采集器所采集，经过线性化和定量化处理，实现工程量到要素量的转换，再对数据进行筛选，得出各个气象要素值，并按一定的格式存储在采集器中。 3.自动气象站的主要功能： 自动采集气压、温度、湿度、风向、风速、雨 量、蒸发量、日照、辐射、地温等全部或部分气象要素 按业务需求通过计算机输入人工观测数据 按照海平面气压计算公式自动计算海平面气压；按照湿度参量的计算公式计算水汽压、相对湿度、露点温度以及所需的各种统计量 编发各类气象报告 形成观测数据文件 编制各类气象报表 实现通讯组网和运行状态的远程监控4 自动气象站常用的传感器：气压振筒式气压传感器、膜盒式电容气压传感器气温铂电阻温度传感器； 湿度湿敏电容湿度传感器风向单翼风向传感器； 风速风杯风速传感器5 自动气象站数据采集器的主要功能：数据采集器是自动气象站的核心，其主要功能是数据采集、数据处理、数据存储及数据传输等。6 自动气象站观测要素的极值选取：最大风速从10分钟平均风速值中选取第十二章 高空温湿压风的探测1.测定高空风有哪几种方法？这些方法有什么特点？根据气流对测风仪器的动力作用来测定个高度上的风力和风速：广泛用于地面风，测高空风需要升空装置。轨迹法：用来测风的飘浮物体，要求其惯性很小，没有相对于空气的水平运动的对象才能作为气流水平方向运动轨迹的示踪物。示踪物在水平方向运动的方向和速度就是风向、风速。需要指出的是，这样求出的风向、风速是某一时段或某一气层厚度内气流方向和速度的平均值2 气球测风原理：由于氢气本身有质量，产生一个向下的力，用V表示（ 为氢气的质量密度）。气球的球皮和附加物也有重量，产生一个向下的力，设为B。把与气球同体积的空气重力与氢气重力之差，称为总举力，用E表示，即：E=V（-)g 把总举力与气球的球皮和附加物产生的重力之差称为净举力。用A表示A=E-B=V（-)g-B 总举力不能够完全决定气球能否上升，只有净举力才能完全决定3 影响气球的因子： A与B影响：升速与净举力A，球皮及附加物重量B重量有关，要使升速增大，必须要增大A或减小B 空气密度的变化空气阻力系数大气中垂直气流 渗透和扩散的影响 畸形和上升中的翻滚，阻力增大，气球升速变小。4 单经纬仪测风的基本原理：某一瞬时，气球在空间的位置对地面有一个垂直投影点，测得在某一个时段内气球投影点的位移，就是气球在这段时间里的水平位移，据此就可以测定这一时段所对应的高度上的风向和风速。5 雷达测角是以天线能够定向发射和接收电磁波为依据的。6 探空仪的测量原理：在升空中，热敏电阻、压力传感器、湿敏电阻分别随空气的温度、湿度、气压的变化而改变阻值大小或输出电压大小；这些变化值通过智能转换器转变成不同的二进制数据，智能转换器同时将这些探测到的气象资料信息，调制到载波中心频率1675+-3MHz的发射机上，使其产生不同的工作状态，向地面GFE（1）型二次测风雷达发射温度、湿度、气压的无线电二进制代码和测距应答脉冲，以完成030km垂直高度的温、压、湿、风向和风俗的综合探测。7 探空仪的基本要素：传感器、智能转换器、发射机。习题1 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？主要是对流发展的程度（1）淡积云：扁平的积云，垂直发展不盛，在阳光下呈白色，厚的云块中部有淡影，晴天常见。（2）浓积云：浓厚的积云，顶部呈重叠的圆弧形凸起，很像花椰菜；垂直发展旺盛时，个体臃肿、高耸，在阳光下边缘白而明亮。有时可产生阵性降水。（3）秃积雨云：浓积云发展到鬃积雨云的过渡阶段，花椰菜形的轮廓渐渐变得模糊，顶部开始冻结，形成白色毛丝般的冰晶结构。秃积雨云存在的时间，一般比较短。（4）鬃积雨云：积雨云发展到成熟阶段，云顶有明显的白色毛丝般的冰晶结构，多呈马鬃状或砧状。2 卷积云和高积云、高积云和层积云，各有何异同之处？（1） 共同点：云块比较小，一般成群，成行，呈波状排列；不同点：卷积云呈白色细鳞片状，像微风吹拂水面而成的小波纹；而高积云在厚薄，形状上有很大差异，薄的云呈白色，能见日月轮廓，厚的云呈暗灰色，日月轮廓分辨不清，常呈扁圆状，瓦块状，鱼鳞片或水波状的密集云条。（2）共同点：云块在厚薄，形状上都有很大差异，云块一般成群，呈层，呈波状排列；不同点：高积云云块较小，轮廓分明常呈扁圆状，瓦块状，鱼鳞片或水波状的密集云条，层积云云块一般较大，有的成条，有的成片，有的成团；高积云薄的云块呈白色，能见日月轮廓，厚的云块呈暗灰色，日月轮廓分辨不清，层积云常呈灰白色或灰色，结构比较松散，薄的云块可辨太阳的位置。3 积雨云的出现可能会带来的天气现象：雷暴、阵雨（雪），或有雨（雪）幡下垂。有时产生飑或降冰雹。云底偶有龙卷产生。4 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:金属导体电阻的阻值随温度的升高而增大根据电阻和温度的这种关系，只要测定金属电阻的阻值，就可知导体所处环境的温度。半导体热敏电阻的阻值随温度的升高而减小，因此它具有负温度系数,根据电阻和温度的这种关系，只要测定电阻的阻值，就可知半导体所处环境的温度。云的特征低云 1、积云 Cu 生成的云体垂直向上发展；消散时向水平方向扩展，常为分散孤立大云块。个体明显，底部较平，顶部成圆弧形或重叠的圆弧形突起。云块之间多不相联。（1）淡积云 Cu hum 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）碎积云 Fc 在淡积云形成之前或积云被风吹散时，会形成边缘破碎、轮廓不完整、形状多变的碎积云（3）浓积云 Cu cong 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2、积雨云 Cb 云体庞大、浓厚，很象耸立的高山，顶部已开始冻结，呈白色，轮廓模糊，有的有毛丝般的纤维结构。云底阴暗，气流混乱，起伏明显，有时呈悬球状结构，常有雨幡下垂，或伴有碎雨云（1）秃积雨云 Cb calv 云顶已开始冻结，云顶花椰菜形的轮廓渐渐模糊，丝絮状结构还不太明显，云体其余部分仍具有浓积云特征。（2）鬃积雨云 Cb cap 云顶白色，丝絮状结构明显，常呈马鬃状和铁砧状，底部阴暗，气流混乱3、层积云 Sc 云块较大，在厚薄、形状上有很大差异，常呈灰白或灰色。薄的云可辨别太阳位置，厚的云比较阴暗。云块常成群、成行或成波状排列。布满天空，犹如大海的波涛（1）透光层积云 Sc tra 云块较薄、呈灰白色，排列整齐，云块之间常有明显缝隙，边缘比较明亮（2）蔽光层积云 Sc op 云块较厚，呈暗灰色，云块之间无缝隙，常密集成层，底部有明显的波状起伏，常布满全天，可产生降水（3）积云性层积云 Sc cug 云块较大，呈灰白色，多为条状，顶部具有积云特征。（4）堡状层积云 Sc cast 云块细长，底部平整，顶部凸起，有垂直发展地趋势。远处看去，好象城堡或长条形锯齿（5）荚状层积云 Sc lent 中间厚、边缘薄，形似豆荚、梭子状的云条。个体分明。4、层云 St （1）层云 St 云体均匀成层，呈灰色，很象雾，云底很低，但不接触地面（2）碎层云 Fs 云体为不规则的碎云片，形状多变，移动较快，呈灰色或灰白色5、雨层云 Ns (1) 雨层云 Ns 灰暗的均匀云层，能完全遮蔽日月，云底常伴有碎雨云。云底混乱，没有明显的界限，云层水平分布范围很广，常布满全天。（2）碎雨云 Fn 云体低而破碎，形状多变，移动较快，呈灰色或暗灰色，常出现在雨层云、积雨云或高层云下。中云 1、高层云 As 云体均匀成层，呈灰白色或灰色，云体常有条纹结构，多出现在锋面云系中，常布满全天（1）透光高层云 As tra 薄而均匀的云层，呈灰白色，日月朦胧可见，好像隔了一层毛玻璃（2）蔽光高层云 As op 云体较厚，厚度较均匀，呈灰色，布满全天，不见日月，可产生连续性或间歇性降水2、高积云 As 云块较小，轮廓分明，在厚薄、形状上差异很大，薄的云块呈白色，能见日月轮廓；厚的云块呈灰色，日月轮廓分辨不清。常呈圆形、瓦块状、鱼鳞片或水波状的密集云条。并且，成群、成行、成水波状排列（1）透光高积云 Ac tra 云块较薄，呈白色，向一个或者两个方向整齐排列，云块之间有明显缝隙，能辨别日月位置（2）蔽光高积云 Ac op