1、第 1 章 緒論1 大氣探測學(xué)研究的對象、范圍和特點(diǎn)是什么？大氣探測是對表征大氣狀況的氣象要素、 天氣現(xiàn)象及其變化過程進(jìn)行個(gè)別或系統(tǒng)的連續(xù)的觀察和測定，并對獲得的記錄進(jìn)行整理。研究范圍是近地層大氣、高空大氣以及一些特殊區(qū)域的大氣（如大氣邊界層，城市熱島環(huán)流，峽谷風(fēng)場，海陸風(fēng)場等） 。大氣探測的特點(diǎn)：隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，大氣探測的要素量和空間范圍越來越大。分為近地面層大氣探測、高空大氣層探測和專業(yè)性大氣探測。近幾十年來，作為主動遙感的各種氣象雷達(dá)探測和作為被動遙感的氣象衛(wèi)星探測，以及地面微波輻射探測等獲得較多信息的大氣探測方法，正在逐步進(jìn)入常規(guī)大氣探測領(lǐng)域。這些現(xiàn)代大氣探測技術(shù)應(yīng)用于大氣科學(xué)的研

2、究領(lǐng)域，極大的豐富了大氣探測的內(nèi)容。2 大氣探測的發(fā)展主要有那幾個(gè)時(shí)期？創(chuàng)始時(shí)期。這是在16世紀(jì)末發(fā)明第一批大氣探測儀器以前的漫長時(shí)期，這期間發(fā)明了相風(fēng)鳥、雨量 器和風(fēng)壓板等，不能對大氣現(xiàn)象進(jìn)行連續(xù)記錄。地面氣象觀測開始發(fā)展時(shí)期。 16 世紀(jì)末，隨著氣象儀器的發(fā)明，開始了氣象要素定量測量階段。高空大氣探測的開始發(fā)展時(shí)期。這時(shí)期陸續(xù)有人采用系留氣球、飛機(jī)及火箭攜帶儀器升空，進(jìn)行高空大氣探測。高空大氣探測迅速發(fā)展時(shí)期。這時(shí)期，前蘇聯(lián)、德國、法國、芬蘭等國家都開始研制無線電探空儀，以及其他高空探測技術(shù)，為高空大氣探測事業(yè)開辟了新的途徑。大氣探測的遙感時(shí)期。 1945 年美國首次將雷達(dá)應(yīng)用于氣象觀測，

3、后來發(fā)射了氣象火箭和探空火箭，把探測高度延伸到了 500 千米。大氣探測的衛(wèi)星遙感時(shí)期。這個(gè)時(shí)期，大氣探測不僅從根本上擴(kuò)大了探測范圍，也提高了對大氣探測的連續(xù)性。3 簡述大氣探測原理有那幾種方法？直接探測。將探測元件直接放入大氣介質(zhì)中，測量大氣要素。應(yīng)用元件的物理、化學(xué)性質(zhì)受大氣作用而產(chǎn)生反應(yīng)作用的原理。遙感探測。根據(jù)電磁波在大氣中傳播過程中信號的變化，反演出大氣中氣象要素的變化，分為主動遙感和被動遙感。施放示蹤物質(zhì)。向大氣施放具有光學(xué)或金屬性質(zhì)的示蹤物質(zhì)，利用光學(xué)方法或雷達(dá)觀測其隨氣流傳播和演變規(guī)律，由此計(jì)算大氣的流動狀況。模擬實(shí)驗(yàn)。有風(fēng)洞模擬和水槽模擬。風(fēng)洞模擬大氣層邊界層風(fēng)、溫及區(qū)域流場

4、狀況。水槽模擬大氣層環(huán)流、洋流、建筑物周圍環(huán)境流場特征。可調(diào)控溫度場，模擬大氣邊界層的溫度層結(jié)。4 大氣探測儀器的性能包括那幾個(gè)？精確度。即測量值與實(shí)際值的接近程度。又包括儀器的精密度和準(zhǔn)確度。精密度考察的是連續(xù)測量值彼此相互間的接近程度。準(zhǔn)確度考察的是測量值與實(shí)際值的接近程度。探測儀器的精確度取決于感應(yīng)元件的靈敏度和慣性。靈敏度。即單位待測量的變化所引起的指示儀表輸出的變化。慣性（滯后性）。即儀器的動態(tài)響應(yīng)速度。具有兩重性，大小由觀測任務(wù)所決定。分辨率。即最小環(huán)境改變量在測量儀器上的顯示單位。量程。即儀器對要素測量的最大范圍。取決于所測要素的變化范圍。5 如何保證大氣探測資料的代表性和可比性

5、？代表性分為空間代表性和時(shí)間代表性。要保證大氣探測資料的空間代表性，原則上要確定臺站地形具有典型性。站址的選擇、觀測站的建立要防止局地地形地物造成大氣要素不規(guī)則變化。一般說來，平原地區(qū)的臺站資料代表性較好，山區(qū)、城市臺站資料代表性較差。要保證時(shí)間代表性，則要保證大氣要素觀測的同時(shí)性。要保證大氣探測資料的可比性，則要求觀測時(shí)間、觀測方法、儀器類型、觀測規(guī)范、站臺地理緯度、地形地貌條件等的一致性。第 2 章 云的觀測1 敘述積狀云、層狀云、波狀云的基本特征。積狀云：積狀云包括積云，積雨云和卷云，積狀云一般個(gè)體比較明顯，云塊之間多不相連；層狀云：層狀云包括卷層云，高層云，雨層云和層云，它們的共同特征

6、是云體均勻成層；波狀云：波狀云包括卷積云，高積云和層積云，它們的共同特征是云塊常成群，成行，呈波狀排列。2 敘述卷積云與高積云、高積云與層積云各有何異同？卷積云與高積云共同點(diǎn)：云塊比較小，一般成群，成行，呈波狀排列；不同點(diǎn)：卷積云呈白色細(xì)鱗片狀，像微風(fēng)吹拂水面而成的小波紋；而高積云在厚薄，形狀上有很大差異，薄的云呈白色，能見日月輪廓，厚的云呈暗灰色，日月輪廓分辨不清，常呈扁圓狀，瓦塊狀，魚鱗片或水波狀的密集云條。高積云與層積云共同點(diǎn)：云塊在厚薄，形狀上都有很大差異，云塊一般成群，呈層，呈波狀排列；不同點(diǎn)：高積云云塊較小，輪廓分明常呈扁圓狀，瓦塊狀，魚鱗片或水波狀的密集云條，層積云云塊一般較大，

7、有的成條，有的成片，有的成團(tuán)；高積云薄的云塊呈白色，能見日月輪廓，厚的云塊呈暗灰色，日月輪廓分辨不清，層積云常呈灰白色或灰色，結(jié)構(gòu)比較松散，薄的云塊可辨太陽的位置。3 敘述卷層云與高層云、高層云與雨層云、雨層云與層云有何異同？卷層云與高層云相同點(diǎn)：云體均勻成層；不同點(diǎn)：卷層云呈透明或乳白色，透過云層日月輪廓清楚，地物有影，常有暈的現(xiàn)象；高層云呈灰白色或灰色，運(yùn)抵常有條文結(jié)構(gòu)，常布滿全天；高層云與雨層云相同點(diǎn)：云體均勻成層，常布滿全天；不同點(diǎn)：高層云呈灰白色或灰色，云底常有條紋結(jié)構(gòu)；雨層云低而漫無定形，能完全遮蔽日月，呈暗灰色，云底常有碎雨云；雨層云與層云相同點(diǎn)：云體均勻成層；不同點(diǎn)：云層云低而

8、漫無定形，能完全遮蔽日月，呈暗灰色，云底常伴有碎雨云，層云呈灰色，很象霧；雨層云云層厚度常達(dá)到 4000-5000 米，層云云底很低但不接觸地面。4 敘述莢狀、堡狀、絮狀云的形成機(jī)理，各代表什么氣層狀況？莢狀云：在山區(qū)由于谷地聚集充沛的水汽，受地形抬升作用，常常在山脊上空形成莢狀云，另外由于過山氣流，或上升、下沉氣流匯合而形成的駐波也會產(chǎn)生莢狀云，多預(yù)示晴天；堡狀云：包括堡狀層積云和堡狀高積云， ，堡狀層積云是由于較強(qiáng)的上升氣流突破穩(wěn)定層之后，局部垂直發(fā)展所形成；堡狀高積云是由于中云的局部對流強(qiáng)烈而在局部垂直發(fā)展而形成的；如果天空出現(xiàn)堡狀層積云而且大氣中對流持續(xù)增強(qiáng)，水汽條件也具備，則往往預(yù)示

9、有積雨云發(fā)展，甚至有雷陣雨發(fā)生；堡狀高積云一般預(yù)示有雷雨天氣；絮狀云：絮狀云有絮狀高積云，是由強(qiáng)烈的湍流作用將使空氣抬升而形成，預(yù)示將有雷陣雨天氣來臨。5 敘述碎積云、碎層云、碎雨云的外形與成因有何不同？從外形上看：碎積云通常個(gè)體很小，輪廓不完整，形狀多變，多為白色碎塊；碎層云的云體為不規(guī)則的碎片，形狀多變，移動較快，呈灰色或灰白色；碎雨云的云體低而破碎，形狀多變，移動較快，呈灰色或暗灰色；從成因上看：碎積云往往是破碎了的或初生的積云，當(dāng)大氣中對流增強(qiáng)時(shí)，碎積云可以發(fā)展成淡積云，若有強(qiáng)風(fēng)和湍流時(shí)，淡積云的云體會變的破碎，形成碎積云；碎層云往往是由消散中的層云或霧抬升而形成；碎雨云常出現(xiàn)在許層云

10、，積雨云或厚的高層云下，是由于降水物蒸發(fā)，空氣濕度增大，在湍流作用在下水氣凝結(jié)而成。6 .簡述對流云從淡積云Cu hum發(fā)展到鬃積雨云 Cb cap的物理過程。淡積云 cu hum 云體不大，輪廓清晰，底部較平，頂部呈圓弧形突起，垂直發(fā)展不旺盛，云底較扁平；當(dāng)大氣對流運(yùn)動增強(qiáng)時(shí)，淡積云向濃積云發(fā)展此時(shí)輪廓仍然清晰，云底仍然較平，但云體個(gè)體高大而且底部比較陰暗，云的垂直發(fā)展旺盛，垂直高度一般大于水平寬度，頂部的圓弧形開始重疊突起，變得象花椰菜的樣子；當(dāng)對流繼續(xù)增強(qiáng)，云繼續(xù)垂直發(fā)展，云頂就開始凍結(jié)，云頂花椰菜形的輪廓漸漸模糊，即形成了禿積雨云，此時(shí)云的絲絮狀就夠還不太明顯，云體的其余部分仍有濃積云

11、的 特性；到積雨云發(fā)展的成熟階段會形成鬃積雨云，它的云頂呈白色，絲絮狀結(jié)構(gòu)明顯，常呈馬鬃狀和鐵砧狀，底部陰暗，氣流混亂。以上就是從淡積云 Cu hum濃積云 Cu cong禿積雨云 Cb calv鬃積雨云 Cb cab的過程。第 3 章 能見度的觀測1 影響能見度的因子有哪些？影響能見度的因子有大氣透明度、目標(biāo)物和背景的亮度對比和觀測者的視力指標(biāo)一一對比視感域e。大氣透明度是影響能見度的主要因子。大氣中的氣溶膠粒子通過反射、吸收、散射等機(jī)制削弱光通過大氣的能量。導(dǎo)致目標(biāo)物固有亮影減弱。所以，大氣中雜質(zhì)愈多，愈渾濁，能見影就愈差。在大氣中目標(biāo)物能見與否，取決于本身亮影，又與它同背景的亮影差異有關(guān)

12、。比如，亮影暗的目標(biāo)物在亮的背景襯托下，清晰可見；或者亮的目標(biāo)物在暗的背景下，同樣清晰可見。表示這種差異的指標(biāo)是亮影的對比值K。在白天當(dāng)，當(dāng)K=0時(shí)，難以準(zhǔn)確辨另目標(biāo)物。當(dāng)K逐漸增大，即亮度差異逐漸增大，當(dāng) K值增大到某一值時(shí)，才能準(zhǔn)確地辨別目標(biāo)物。這個(gè)亮度對比值叫做對比視感域，用e表示。2 氣象能見影的定義是什么？影響目標(biāo)物能見影的因子很多，而氣象工作中，需要能見影只反映大氣透明狀況，這就必須選定和統(tǒng)一實(shí)行某種觀測方法，以固定其它因子，使測定的最大水平能見距離只表達(dá)大氣透明程影的單一因子影響。這樣測出的能見影是氣象能見影。氣象能見影分白天氣象能見影和夜間氣象能見影。第 4 章 天氣現(xiàn)象的觀測

13、1 連續(xù)性、間歇性和陣性降水，應(yīng)按那些特征進(jìn)行判斷？a) 連續(xù)性：雨或雪不間斷地下，而且比較均勻，強(qiáng)影變化不大，一般下的時(shí)間長，范圍廣，降水量也比較大。b) 間歇性：雨或雪時(shí)下時(shí)停，或強(qiáng)影有明顯變化，但變得比較緩慢。下的時(shí)間時(shí)短時(shí)長。c) 陣性：驟降驟停或強(qiáng)影變化突然，下降速影快，強(qiáng)影大，但往往時(shí)間不長，范圍也不大。2如何區(qū)別吹雪和雪暴？吹雪是本地或附近有大量積雪時(shí)，強(qiáng)風(fēng)將積雪吹起所致。能見影<10km。雪暴是本地或附近有大量積雪，強(qiáng)風(fēng)將地面積雪成團(tuán)卷起，不能分辨是否在降雪，能見度<1kmo區(qū)別就在雪暴不能分辨是否在降雪，且能見影有差別。3闡述浮塵與霾；霾與輕霧；浮塵、揚(yáng)沙和沙塵暴

14、間的區(qū)別。形成浮塵的沙塵是由遠(yuǎn)處傳播而來，而霾不是。一般浮塵的能見影更小，并且垂直能見影也不大。霾常出現(xiàn)在干燥時(shí)期，浮塵不一定。霾由大量極細(xì)微沙塵均勻漂浮在空氣中，使空氣混濁，能見距離<10kmi常出現(xiàn)在氣團(tuán)穩(wěn)定較干燥時(shí)期。浮塵出現(xiàn)在冷空氣過境前后無風(fēng)或風(fēng)小時(shí)，由遠(yuǎn)處沙塵經(jīng)高空氣流傳播而來。或由或干天氣過后尚未下沉的沙塵浮游在空中所致。能見距離小于1km,垂直能見度也很差。霾和輕霧的組成不同，霾是大量沙塵漂浮在空氣中，而輕霧是由水滴組成。并且霾常出現(xiàn)在氣團(tuán)穩(wěn)定較干燥時(shí)期，而輕霧不一定。輕霧由細(xì)小水滴組成的稀薄霧幕。水平能見距離<10kmb呈灰白色。早晚較多出現(xiàn)。浮塵是由遠(yuǎn)處沙塵經(jīng)高

15、空氣流傳播而來，或由揚(yáng)沙、沙塵暴天氣過后尚未下沉的沙塵浮游在空中所致。而揚(yáng)沙、沙塵暴則是由本地或附近的沙塵被吹起所致。浮沉出現(xiàn)在風(fēng)較小時(shí)，但揚(yáng)沙和沙塵暴出現(xiàn)時(shí)風(fēng)力較大，沙塵暴還常伴有強(qiáng)對流或雷雨過境。一般說來，浮塵和沙塵暴天氣的能見度比揚(yáng)沙更小。揚(yáng)沙由于本地或附近的沙塵被吹起，使能見度顯著下降，能見距離一般為1-10km。天空混濁，風(fēng)力較大。在北方春夏，冷空氣過鏡或空氣不穩(wěn)定時(shí)出現(xiàn)。沙塵暴成因與揚(yáng)沙相似，但能見度<1kmi風(fēng)力很大。常伴有強(qiáng)對流或雷雨過境。第5章溫度的觀測1.什么叫溫標(biāo)？常用溫標(biāo)有哪幾種？如何換標(biāo)?溫標(biāo)是為了定量地表示溫度，而選定的一個(gè)衡量溫度的標(biāo)尺。常用溫標(biāo)有：開爾文溫

16、標(biāo)（絕對溫標(biāo)）換標(biāo)公式為：（K）;攝氏溫標(biāo)（C）;華氏溫標(biāo)（F）。KC換算：K C 273.15； C K 273.15，一 59C F 換算：C 5 F 32 ; F 9C 329559KF 換算：K - F 32273.15; F - K 273.15952.試述玻璃溫度表測溫原理。32液體玻璃溫度表的感應(yīng)部分是一個(gè)充滿液體的玻璃球，示度部分為玻璃毛細(xì)管。由于玻璃球內(nèi)的液體的熱膨脹系數(shù)遠(yuǎn)大于玻璃，當(dāng)溫度升高時(shí)，液體柱升高，反之下降。液柱的高度即指示溫度的數(shù)值。設(shè)0 c時(shí)表內(nèi)液體的體積為 V0,此時(shí)球部和這段毛細(xì)管的容積也為V0,當(dāng)溫度升高 t時(shí)，毛細(xì)管中液體柱的長度變化為L,則體積的改變量

17、為:式中為液體的熱膨脹系數(shù)玻璃球的熱膨脹系數(shù) ；S為毛細(xì)管的截面積。將上式改寫成L Vo"T "s等式左邊稱作溫度表的靈敏度。表示溫度改變1C引起的液體高度變化，靈敏度高的儀器，刻度精密。3 .最高最低溫度標(biāo)測溫原理。最高溫度表：毛細(xì)管較細(xì)，液體為水銀。在玻璃球部焊有一根玻璃針，其頂端伸至毛細(xì)管的末端，使球部與毛細(xì)管 之間的通道形成一個(gè)極小的狹縫。升溫時(shí)，球部水銀膨脹，水銀熱膨脹系數(shù)大于玻璃熱膨脹系數(shù)，水銀被 擠進(jìn)毛細(xì)管內(nèi)；但在降溫時(shí)，毛細(xì)管內(nèi)的水銀不能通過狹縫退回到球部，水銀柱在此中斷。因此，水銀柱 頂可指示出一段時(shí)間內(nèi)的最高溫度。最低溫度表：毛細(xì)管較粗，內(nèi)裝透明的酒精，

18、游標(biāo)懸浮在毛細(xì)管中，觀測時(shí)將游標(biāo)調(diào)整到酒精柱的頂端，然后將溫 度表平放。升溫時(shí)，酒精從游標(biāo)和毛細(xì)管之間的狹縫過，游標(biāo)不動；溫度下降時(shí)，液柱頂端表面張力使游 標(biāo)向球部方向移動，因此，游標(biāo)指示的溫度只降不升，遠(yuǎn)離球部的一端將指示出一定時(shí)段的最低溫度。7 .說明溫度熱滯系數(shù)的物理意義及特性。物理意義：元件在d?的時(shí)間內(nèi)與周圍介質(zhì)交換的熱量為：dQ hs(T )d其中：T：元件溫度；。：環(huán)境溫度；S：有效散熱面積；h：熱交換系數(shù)元件得到 (或失去)熱量dQ后,增(或降)溫dT ,則有：dQ CMdT其中C為比熱；M為元件的質(zhì)量。坨(T )合并上面兩式，移項(xiàng)得：d CMhs 1()令： CM 為熱滯系數(shù)

19、，則：dT 1(T)d的單位為秒。熱滯系數(shù)特性：元件的熱容量越大，散熱面積越小，則入越大。熱交換系數(shù)h的大小取決于環(huán)境介質(zhì)性質(zhì)和通風(fēng)量。8 .如何測定溫度表的熱滯系數(shù)？測溫元件溫度和介質(zhì)溫度的差值降至初始差值的36.8%時(shí)的時(shí)間為 。也就是說t 的改變量11 -達(dá)到了起始差值的e即63.2%時(shí)所需要的時(shí)間為。這個(gè)時(shí)間常數(shù)在實(shí)驗(yàn)中可以用這樣的方法來測定：把溫度表加熱（或冷卻）到高于（或低于）介質(zhì)溫度若干度后，把它放入介質(zhì)中，然后用秒表測定溫度變化到36.8%的時(shí)間，這個(gè)時(shí)間就是該溫度表的熱滯系數(shù)值。9 . 一支熱滯系數(shù)為 100S的溫度表，溫度 30c時(shí)，觀測環(huán)境20c的空氣溫度，精度要求為0.

20、1 C,需要多少時(shí)間才能觀測？解：T-為感應(yīng)元件溫度與環(huán)境溫度之差，,To30 20則：T0.1=460.52s 8min即約需要8分鐘通風(fēng)后即可讀取數(shù)據(jù).11.氣溫測量中防止輻射誤差方法有主要哪幾種？防止輻射誤差的方法主要有：1 .屏蔽技術(shù)：使太陽輻射，地面反射輻射不能直接照射到測溫元件上。（百葉箱，各種類型的防輻射罩）：2 .增加元件白反射率（熱敏電阻涂成白色）；3 .人工通風(fēng)，加快元件散熱（阿斯曼通風(fēng)干濕表）；4 .采用體積小，并具有較大的散熱系數(shù)的測溫元件。第6章濕度的觀測1 .簡述干濕球溫度表的測濕原理。Q h(T Tw).由于蒸發(fā)，濕球表面不斷有耗散蒸發(fā)潛熱，使?jié)袂驕囟认陆担挥捎跐?/p>

21、球與四周空氣有溫差，則在穩(wěn)定 平衡時(shí)，濕球溫度表蒸發(fā)支出的熱量應(yīng)等于與四周熱空氣交換得到的熱量:其中，h:熱擴(kuò)散系數(shù)；T為干球溫度；TW為濕球溫度.單位時(shí)間通過單位濕球面積蒸發(fā)水分的質(zhì)量：Mkrs（Tw） r,其中，k： 7K汽擴(kuò)散系數(shù)式中g(shù)為空氣的混合比；gs（Tw）為濕球溫度TW時(shí)的飽和混合比;k為水汽擴(kuò)散系數(shù)濕球蒸發(fā)消耗的熱量為:Qm kL(Tw)gTw) rQ=Q,并設(shè)：r 0.622P%(Tw) 0.622eTwl PkL(Tw)rs(Tw) r h(T Tw)eh(T Tw)0.622kLes(Tw) Pees ( Tw )Ph0.622kL(Tw)(T Tw)9故es(Tw) A

22、p(T Tw)A其中1 h0.622L Tw稱為干濕表系數(shù)。2 .干濕球溫度表 A值與哪些因素有關(guān)?A從A值的定義0.622L Tw可知，熱擴(kuò)散系數(shù) h和水汽擴(kuò)散系數(shù)k是通風(fēng)速度的函數(shù)，所以,A值必然與風(fēng)速有關(guān)。A 5.931 10 4 1.35 10 4/ .V 4.80 10 5 /vd=10mmA 6.403 10 4 4.3 10 5 / V 5.15 10 5/vd=4mm由上述公式得：A值隨風(fēng)速變化大，風(fēng)速增加，A迅速減小；但是 V>3m/s時(shí)，A基本不變；不同類型的溫度表A值有差異，但是在風(fēng)速高的時(shí)候，差異很小；元件的特征尺度d越小，A隨風(fēng)速的變化越小。3 .為什么采用人工

23、通風(fēng)的干濕球溫度表能提高測量精度？因?yàn)楦蓾癖硐禂?shù)受風(fēng)速影響大，如果用人工通風(fēng)的干濕球溫度表，可以保持楓樹的穩(wěn)定從而使A值保持穩(wěn)定，以減小實(shí)驗(yàn)誤差。4 .簡述露點(diǎn)儀的測量原理。，讀取這瞬間的鏡面溫度,若使空氣通過一個(gè)光潔的金屬鏡面時(shí)等壓降溫，直到鏡面上出現(xiàn)露（或霜） 就是露點(diǎn)（或霜點(diǎn)）溫度。如圖所示:先降溫，鏡面出現(xiàn)露點(diǎn)時(shí)，記為:再升溫，最后一個(gè)露珠消失時(shí)，記為:Tdi這是一次完整記錄，一般 5次取平均:Td1_Tdi ,Td51Tdi； Td5TdTd2即得到露點(diǎn)溫度。6.測量濕度的方法有哪幾種？簡述原理。(1)干濕球溫度表原理為:e es(Tw)ph0.622kL(Tw)(TTw)14es(

24、Tw) Ap(T Tw)A其中A為干濕表系數(shù)，10.622L Tw(2)毛發(fā)濕度表原理為：濕度從0100%寸，毛發(fā)伸長2.5%,伸長量與濕度變化成正比LlgUh 1.086L 0.918 苴中Lo(3)吸濕稱重法原理為：利用吸濕劑P2O5吸收一定容積空氣中的水汽，只要精確測定空氣的容積和吸濕劑的重量變 化，即可直接計(jì)算出1立方米空氣中所含的水量，即:m2m1(克/立方米)水汽壓:Tm2 m1216.6 V2 V1其中：V1V。PT。P0TiV2同上有:其中：V:為容器的容積(初始容積)P0、T0為初始容器內(nèi)的氣壓和溫度;P1、T1為抽氣后容器內(nèi)的氣壓和溫度;P2、T2為進(jìn)氣后容器內(nèi)的氣壓和溫度

25、;m2m1為吸濕后和吸濕前干燥管的質(zhì)量。根據(jù)空氣中水對紅外輻射的吸收原理確定空氣濕度的方法。主要以兩束波長不同的光線，一束波長入 =1.37 mi對水汽有很強(qiáng)的吸收；另一束波長入=1.24 mi （參考光） ,對水汽不吸收。將兩束光線交替通過被測氣層，并比較這兩束光線的能量，確定大氣（含水量）濕度。（5）氯化鋰測濕：測量其飽和溶液水汽壓與環(huán)境水汽壓平衡時(shí)的露點(diǎn)（6）碳膜濕敏元件根據(jù)高分子聚合物吸濕后膨脹，使懸浮于其中的碳粒子接觸率減小，元件的電阻增大；反之當(dāng)濕度降 低時(shí)，聚合物脫水收縮，使碳粒子相互接觸率增加，元件的電阻減小。通過測量元件的電阻值的變化，即 可確定大氣中的濕度。（7）露點(diǎn)儀原理

26、：若使空氣通過一個(gè)光潔的金屬鏡面時(shí)等壓降溫，直到鏡面上出現(xiàn)露（或霜），讀取這瞬間的鏡面溫度,就是露點(diǎn)（或霜點(diǎn)）溫度，在利用露點(diǎn)計(jì)算出當(dāng)時(shí)的大氣溫度。露點(diǎn)溫度的測量：一般5次取平均先降溫，鏡面出現(xiàn)露點(diǎn)時(shí)，記為： 兀1再升溫，最后一個(gè)露珠消失時(shí)，記為：Td1這是一次完整記錄Td-Tdi ,TdTdiTdTdTd2第7章大氣壓力的觀測1 .簡述動槽式、定槽式水銀氣壓表的觀測原理。水銀氣壓表的讀數(shù)原理為：如圖所示，利用一根抽成真空的玻璃管插入水銀槽內(nèi)，由于大氣壓力的作用，玻璃管內(nèi)的水銀柱將維 持一定的高度。當(dāng)管內(nèi)水銀柱對水銀槽面產(chǎn)生的壓力與作用于水銀槽面的大氣壓力相平衡時(shí)，水銀柱將維 持一定高度。如果

27、在水銀柱旁邊樹立一標(biāo)尺，標(biāo)尺的零點(diǎn)對準(zhǔn)水銀面， 就可直接讀取水銀柱的高度 （Hhg）,即可求得大氣壓力（Ph）Phhg(t)g( ,h)Hhgt,g( ,t)式中hg（t）為溫度tC時(shí)水銀密度，g（，t）為測站緯度為、海拔高度為h處的重力加速度。為了便于比較，國際上統(tǒng)一規(guī)定，hg以溫度0 C為標(biāo)準(zhǔn)，g以緯度為45的海平面為標(biāo)準(zhǔn).如果不在標(biāo) 準(zhǔn)條件下，則讀得的水銀柱高度必須訂整到標(biāo)準(zhǔn)條件下。即：Phhg 0 C g 45 ,0 Hhg 0C,g 45 ,0hg t g , hHhg 0C,g 45 ,0-Hhg t,g ,hhg 0 C g 45 ,0hgtg ,h其中hg 0c 為溫度訂正因子

28、，g45C,0 為重力（緯度高度）訂正因子；_ 4 _3_ _2hg 0 C 1.35951 10 kg.m ;g 45 ,09.80665ms動槽是水銀氣壓表的讀數(shù)原理為：它的主要特點(diǎn)是標(biāo)尺上有一個(gè)固定的零點(diǎn)。每次讀數(shù)時(shí)，須將水銀槽的表面調(diào)到這個(gè)零點(diǎn)處，然后讀 出水銀柱頂?shù)目潭取Ｔ谧x數(shù)時(shí)，先讀溫度表，再調(diào)水銀面與象牙針相切，再調(diào)游標(biāo)尺與水銀柱頂相切，最 后讀數(shù)。讀數(shù)結(jié)束后，將象牙針與水銀面斷開。定槽式水銀氣壓表的讀數(shù)原理為：它的水銀槽是一個(gè)固定容積的鐵槽，沒有皮囊、水銀面調(diào)節(jié)螺釘以及象牙針。當(dāng)氣壓變化時(shí)，水銀柱 在玻璃管內(nèi)上升或下降所增加或減少的水銀量，必將引起水銀槽內(nèi)的水銀減少或增加，使槽

29、內(nèi)的水銀面向 下或向上變動。即整個(gè)氣壓表的基點(diǎn)隨水銀柱頂?shù)母叨茸儎印Ｈ鐖D所示：當(dāng)氣壓升高1mmHg表內(nèi)水銀柱上升 xmm而槽內(nèi)水銀面同時(shí)下降 y mm則有因?yàn)樗y槽內(nèi)水銀體積的減少，必將等于管內(nèi)水銀體積的增加，即（體積相等）x a y(A a )a '為插進(jìn)水銀槽中的玻璃管尾端式中a為水銀柱玻璃管的內(nèi)橫截面積；A為水銀槽的內(nèi)橫截面積;的外橫截面積。因而有1 aA a a從上式可看到，定槽式水銀氣壓表的刻度1mm長度將短于1mm實(shí)際等于 人 以 a a ,以補(bǔ)償氣壓表水銀面基點(diǎn)的變動，這種刻度的標(biāo)尺又稱補(bǔ)償標(biāo)尺。2 .水銀氣壓表誤差主要有哪些？說明原理。儀器誤差由于制造條件的技術(shù)及材料的

30、物理特性等因素，導(dǎo)致水銀氣壓表具有一定的儀器誤差。氣壓表 主要的儀器誤差有：1、儀器基點(diǎn)和標(biāo)尺刻度不準(zhǔn)確；2、真空度不良；3、毛細(xì)管液面張力誤差：這是由于液面的表面張力所造成的一種指向液體內(nèi)部的壓力。這個(gè)壓力的大小隨液體的種類和液體表面的曲率而變化。在槽式氣壓表中，這個(gè)誤差是由于內(nèi)管的壓力比槽部大而產(chǎn)生 的一個(gè)使水銀柱偏低的誤差。-24 cosPs -由拉普拉斯公式，彎曲液面產(chǎn)生的附加壓力(壓力差)為：Rd式中Ps為毛細(xì)管內(nèi)與槽內(nèi)彎曲液面的壓力差；s為表面的張力系數(shù)；R為液面的曲率半經(jīng)；q為液面與管壁接觸角。壓力Ps使得水銀氣壓的讀數(shù)偏低。偏低值主要隨著管的直徑d ,液面與管壁接觸角而變。d越

31、大，影響越小； 越小，曲率越大，影響越大。h 4 cos設(shè)Ps作用下，使水銀柱降低了h,則：d,4 coshgd 式中為水銀的密度；g為重力加速度。溫度誤差：銅尺的長度隨溫度變化的伸縮帶來的誤差。氣壓表讀數(shù)的重力誤差H0(0,g ,h)還需訂正到標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下即H h (0, g45,0)Hh(0, g45,0)g ,h其中 Ho(O, g , h) g45,0由于緯度和高度不同，會造成g值的差異。因而重力訂正分緯度重力訂正和高度重力訂正。6.簡述沸點(diǎn)氣壓計(jì)測壓原理。將一個(gè)裝有純凈液體的容器與待測空氣相通，將溶液加熱到沸點(diǎn)，溶液表面的飽和蒸汽壓將達(dá)到大氣 壓力的數(shù)值，測定它的沸點(diǎn)溫度就可計(jì)算出大氣

32、壓力。，A Blog P A 大氣壓力與沸點(diǎn)溫度的關(guān)系為：tp Ctp(0C) A-Bg? C這種方法的優(yōu)點(diǎn)是將復(fù)雜的氣壓的測量轉(zhuǎn)化為溫度的測量。第8章風(fēng)的觀測1 .旋轉(zhuǎn)式風(fēng)速表主要有哪幾種？簡述它們的測量原理。旋轉(zhuǎn)風(fēng)速表的感應(yīng)部分是一個(gè)固定在旋轉(zhuǎn)軸上的感應(yīng)部件，固定在旋轉(zhuǎn)軸上。在穩(wěn)定的風(fēng)力作用下， 感應(yīng)部件受到扭力矩而開始旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速與風(fēng)速成一定關(guān)系。因此，測量轉(zhuǎn)速可以得到風(fēng)速。感應(yīng)部件有風(fēng) 杯式和螺旋槳式兩種，風(fēng)杯式繞豎直軸轉(zhuǎn)，螺旋槳式則安裝在支架的水平軸上，支架可繞豎直軸，隨風(fēng)向 變化轉(zhuǎn)動。旋轉(zhuǎn)風(fēng)速表主要有以下幾種： .蝸桿風(fēng)速表：根據(jù)齒輪轉(zhuǎn)速與風(fēng)速的關(guān)系，測量轉(zhuǎn)速，得到風(fēng)速； .電感式旋

33、轉(zhuǎn)風(fēng)速表：將轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)化為電感、電壓來測量； .光電式旋轉(zhuǎn)風(fēng)速表：將轉(zhuǎn)速測量轉(zhuǎn)化為光電頻率的測量； .懸浮式旋轉(zhuǎn)風(fēng)速表：將光電式旋轉(zhuǎn)風(fēng)速表的轉(zhuǎn)軸懸浮起來，減小摩擦。2 .簡述直熱式熱線微風(fēng)儀的測量原理。20mm直熱式熱線風(fēng)速儀的感應(yīng)部分是一根直徑約為5-10 m的鉗金屬絲，緊繃在支架上，長度約幾個(gè)至由于較大的電流流經(jīng)鉗絲，它的溫度要比環(huán)境空氣溫度高200-500 C。直熱式熱線風(fēng)速儀的鉗金屬絲，一絲兩用，它既用來感應(yīng)風(fēng)速，又以它的電阻值確定熱線的溫度，它 的感應(yīng)方程為:2_n0.24it RtK v tKiRt R i：RRt RKi0.24 R第9章高空風(fēng)的觀測1 .簡述經(jīng)緯儀氣球測風(fēng)原理。20

34、H=wt氣球在水氣球以速度w上升，測得方位角a (相對正北)、仰角8。在t時(shí)刻氣球上升的高度為:平方向上的投影距離為：L=Hctg 8。水平風(fēng)速為：v=L/t假如連續(xù)測量，測得多組數(shù)據(jù)。第 i個(gè)點(diǎn)處測得(Xi、S i )則可得 22(LiSin(ai+i-aJ) +(Li+Li)cos(ai+i-ai)Vi =-ti+i -ti? J(L i (ai+ i-ai )2 + (w(t i+i-ti )ctgd- Hsec2d(di+i-di)2ti+i -ti雙經(jīng)緯儀測風(fēng)是在已知基線長度的兩端，架設(shè)兩架經(jīng)緯儀同步觀測，分別讀出氣球的仰角、方位角， 利用三角法或矢量法計(jì)算氣球高度和風(fēng)向風(fēng)速。2 .

35、單經(jīng)緯儀測風(fēng)的優(yōu)缺點(diǎn)有哪些？優(yōu)點(diǎn)：測量簡單，節(jié)省人力；缺點(diǎn)：有上升下沉氣流時(shí)，會使氣球上升速度偏大或偏小，并且氣球本身上升速度在不同高度有變化。第i0章輻射能的觀測1 .氣象輻射能的測量項(xiàng)目有那些？短波輻射：(i)太陽短波輻射通量太陽直接輻射S：垂直于太陽入射光的輻射通量。S Ssinh Scosz(2)水平面太陽直接輻射h=太陽高度角z二 天頂矩(3)散射輻射D:太陽輻射經(jīng)過大氣或云的散射，以短波形式到達(dá)地面的輻射通量。4）總輻射Q太陽直接輻射S'和天空散射輻射D到達(dá)水平面的總量，即:Q=S+D白天太陽被云遮蔽時(shí)，Q=D,夜間Q=05）短波反射輻射Rk總輻射到達(dá)地面后被下墊面（地表）

36、向上反射的那部分短波輻射分量Rk ；下墊面的反射率表示為： Ak=Rk/Q地球長波輻射通量1 ） 大氣長波輻射通量LJ ,也稱大氣逆輻射;L a Ta4 (10.4)a 為大氣的比輻射率；斯蒂芬 - 波爾茲曼常數(shù)；為大氣溫度。LT2）地表長波輻射通量L T4L s Tss 為地表的比輻射率； 斯蒂芬 - 波爾茲曼常數(shù)；Ts 為地表的溫度。3）全輻射短波輻射和長波輻射之和，稱為全輻射。凈輻射（輻射平衡）向下的短波輻射、長波輻射之和與向上的短波輻射、長波輻射之和的差值，即Rn (Q L ) (Q L )S' D LRkL夜間，短波輻射為 0 ，則：RnL L第 11 章 降水和蒸發(fā)的觀測1

37、 我國氣象臺站降水觀測包括哪三個(gè)要素？它們的單位是什么 ？降水量：降落在地面上未經(jīng)蒸發(fā)、滲透或流失的液態(tài)或固態(tài)降水的積水量。以積水的深度表示，單位為mm取一位小數(shù)。降水時(shí)數(shù)：降水持續(xù)的時(shí)間，以h,min 為單位。降水強(qiáng)度：單位時(shí)間內(nèi)的降水量，以mm/h為單位。2降水觀測的儀器主要有哪三種？簡述測量原理？降水觀測的儀器主要有雨量器、虹吸式雨量計(jì)、翻斗式雨量計(jì)。雨量器原理:包括：(1)雨量筒：用于承接降水量;(2)雨量杯：用于測量降水量;若承接口的半徑為R,量杯的半徑為r,則降水量1mnm寸，在量杯中應(yīng)為 hmm即:R22r我國現(xiàn)用的雨量器R=10cm,r=2cm。由此可知，桶內(nèi)積水深度為1mmB

38、寸，量杯內(nèi)水深為 25mm因此,可將量杯上每2.5mm刻制一條線，代表降水量為0.1mm=虹吸式雨量計(jì)的測量原理包括：承接口、漏斗、自記系統(tǒng)(自計(jì)鐘、自記紙、自記筆)、浮子、浮子室、虹吸管、盛水器等。當(dāng)有液體降水時(shí)，降水從承接口經(jīng)漏斗進(jìn)入浮子室。浮子室是一個(gè)圓桶容器，內(nèi)裝浮子，外接虹吸管，降水使浮子上升，帶動自記筆在鐘筒自記紙上畫出記錄曲線。當(dāng)自記筆尖升到自記紙刻度的10mm時(shí)，浮子室內(nèi)的水恰好上升到虹吸管頂端，虹吸管開始迅速排水，使自記筆尖回到刻度“0”線，重新開始記錄。因此，自記曲線的坡度可以表示降水強(qiáng)度。翻斗式雨量計(jì)的測量原理翻斗式雨量計(jì)由感應(yīng)器、記錄器、電源組成；感應(yīng)器安裝在室外，由承接器、上翻斗、計(jì)量翻斗、計(jì)數(shù)翻斗、干簧管組成；記錄器安裝在室內(nèi)由：計(jì)數(shù)器、記錄系統(tǒng)、電路控制系統(tǒng)組成；感應(yīng)器的工作過