【大气探测学笔记】第一章 总论.doc

第一章 总 论1.大气科学与大气探测大气科学是研究地球大气的特性、结构（大气物理）、运动规律（动力气象）以及大气中各种现象的发生、发展（天气学）的一门科学。大气探测是利用各种仪器与装备，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。2. 大气科学与大气探测的联系大气探测是大气科学研究的基础，没有大气探测，大气科学就无从发展。大气探测已逐渐成为大气科学的一个重要分支大气探测学。3. 大气探测的应用大气探测可应用于天气分析和预报的实时准备、气候调研、与局地天气有关的业务技术、水温、农业气象学和气候学的研究。4. 大气探测的分类 地面气象观测：利用气象仪器测定近地面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。 （110章） 高空探测：用气球、雷达、火箭、卫星等手段对自由大气进行探测。 （1112章） 专业气象观测：为各种不同专业研究的需要而进行的观测，如农业气象观测、环境污染 研究观测。1.1 测量标准标准、测量标准国际基准、国家基准主基准、副基准参考标准、工作标准传递标准、移动式标准、集合标准溯源性、校准1.2 气象仪器特征（理想）：长时间内保持一致的准确度、具有一定的可靠性、操作与维护方便，在符合要求的前提下设计简单、具有耐久性。分类（就测量方法而言）：1）接触式仪器：仪器的感应元件与被测物质直接接触2）遥感式仪器：利用接受被测物散射、反射、发射出来的电磁波或声波1.2.1 测量及其误差的定义测量 测量结果 已修正结果 值（量值） （量的）真值 测量准确度 （测量结果的）重复性 （测量结果的）复现性 （测量）不确定度（测量）误差 偏差 修正值1.2.2 气象仪器的属性灵敏度 识别率 分辨率 滞差 稳定度 漂移 滞后误差 响应时间响应时间的陈述响应时间的计算1.2.3 测量误差的表示及其分类1. 表示误差的方法 1）绝对误差 2）相对误差 2.误差的分类（根据性质不同） 系统误差：由于仪器性能和测定方法不完善而引起的某种定常的误差（不可避免、 通过订正和统一观测方法来减小误差 有规律）随机误差：由于一些不能预料的情况而引起的没有一定规律的误差（符合正态分 通过多次读数求平均值在一定程度上消除随机误差的失真影响 布、随机出现）过失误差：既无系统规律又不符合随机误差规律的误差，主要是由于观测者失误的观 （可避免）测或计算所致。必须在观测值中除去有过失误差的数值1.3 时制和日界1.3.1 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。真 太 阳 时：也称视太阳时，简称真时。【人工器测日照】地方平均太阳时（地方时）：全年真太阳日总和的平均值，称为平均太阳日。各地（不同经度）的平均太阳时，叫做该地的地方平均太阳时，简称地方时。【辐射和自动观测日照】北 京 时：东八时区的区时。【其余观测】1.3.2 日界【人工器测日照】以日落为日界【辐射和自动观测日照】以地方平均太阳时24时为日界【其余观测】以北京时20时为日界1.4 大气探测的代表性、准确性和比较性1.4.1 代表性某一瞬间，在给定区域的任一点（或空间一丁点给定时段的任一时刻）测得的要素值在所规定的精度范围内，对该地区（或该时刻）是可信的话，即可认为该测定具有代表性。1.4.2 准确性只需所获得的资料能够满足实际工作提出的精度要求，且所测得的要素值能反映当时该要素的客观特征，这样的资料就认为是准确的。1.4.3 比较性不同测站观测同一要素时，其观测资料可以互相比较，并经过比较能够显示出该要素的地区分布特点，预测天气变化过程的发展方向。【从空间】同一测站不同时刻对同一要素的观测资料也应能相互比较，以说明该要素随时间的变化特点。【从时间】三性联系大气探测获取资料的代表性、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。观测资料的比较性必须以观测资料的代表性和准确性为前提。观测资料质量的好坏，均以观测资料的“三性”来衡量。1.5 大气探测的发展概述1.5.1 始创阶段16世纪末发明第一批气象仪器。1.5.2 地面气象观测开始发展阶段把世界地面气象要素探测系统的建立成为大气探测史上的第一次革命