大气探测复习题

大气探测学

1、按照探测方法分，大气探测分目测、直接探测和遥感三种。

2、所谓遥感，又称为间接探测，就是指仪器与被测大气不直接接触进行的探测。遥感又分为主动遥感和被动遥感。主动式大气遥感是指遥感器向大气发射信号，并通过接收被大气散射、吸收或折射后的信号，从中反演气象要素的方法和技术。被动式大气遥感是指遥感器接收大气自身发射或散射的自然信号，从中反演气象要素的方法和技术。

3、按照探测范围分，大气探测分为地面气象观测和高空气象探测两种。

4、地面气象观测是指在地面上以目力或仪器对近地面层的大气状况和天气现象进行的观测。

5、高空气象探测，是指对自由大气各气象要素的直接或间接探测。

6、常规的高空气象探测，是指利用气球携带无线电探空仪对空中气温、湿度、气压和风进行的探测，其最大探测高度为35km，又称为无线电高空气象探测。

7、按照大气平台分，大气探测分为地基探测、空基探测和天基探测。

8、按照探测时间分，大气探测分为定时观测和不定时观测。

9、一个比较完整的现代化大气探测系统，包括探测平台、探测仪器、通信系统和资料处理系统四部分。

10、根据国际标准化组织（ISO）的定义，标准器可分为基准、二级标准、国际标准、国家标准、工作标准、传递标准、移云式标准等。

11、在气象测量中，铂电阻温度传感器已基本取代了400多年的玻璃温度表，其测量误差不超过+-0.2℃。

12、目前湿敏电容传感器的测量准确度在0℃以上只能达到3％-5％RH,在0℃以下为5％-8％RH，在低湿条件下其测量准确度虽然高于铂电阻通风干湿表，但在5℃以上时要比铂电阻通风干湿表低。

13、短波辐射的测量准确率达到1％-2％，长波辐射的测量准确率达到2W.m-2

14、大气探测在未来15-20年内，大气探测将向以下几个方发展。（1）、地面气象观测以自动气象站为主，组成自动遥测网。

（2）、电子探空仪、GPS探空仪取代机械探空仪应用于业务系统。（3）、各种遥感设备加入到大气探测业务中，成为中、小尺度系统监测的重要设备。

（4）、GNSS(全球导航卫星系统)技术应用于大气探测中，与进一步发展的卫星监测网组成互为补充的天基、地基综合监测网。

（5）、气象卫星遥感探测向全天侯、多光谱、更高分辨率定量探测方向发展。

15、天基观测系统以极轨、静止两个系列气象卫星和气象小卫星为主，实现对地球全天侯、多光谱、三维的定量观测。

16、空基观测系统以GPS气球探空系统为主，实现对大气水汽总量和垂直分布的监测。

17、地基观测系统由地面常规观测系统、地基高空观测系统、地基特种观测系统、地基移动观测系统组成。

18、代表性两层含义：即空间代表性和时间代表性。

所谓空间代表性，是指点对点、点对平面以至点对空间的代表性程度。

19、所谓时间代表性，是指一个点在给定时段内的测量值对该点不同时段或另一时段被测量值的代表性程度。

20、所谓准确性，是指测量值与真值一致的程度。

21、所谓比较性，是指所获取的大气探测资料，必须具有良好的时间和空间上的比较性。

22、形成云的两个条件，一是空气中水汽达到饱和，二是大气中存在凝结核或者冰核。

23、使水汽达到饱和有三种方式：一是水汽含量不变，空气降温冷却；二是温度不变，增加水汽含量；三是既增加水汽又减低温度。

24、降温的方式常见的有上升冷却、直接冷却和水平混合冷却。其中上升冷却是成云的主要过程。

25、云量的目测：补贴法、等分法、球带法。

26、民航规定的最大能见度距离要比气象上规定的最大能见距离值偏低约30%。

27、在气象上，通常观测的温度参量包括空气温度、土壤温度和水面温度。

28、测量气温有两类不同的型式，一类为接触式测温仪器，常用的有玻璃液体温度表、金属电阻温度表、热敏电阻温度表、热电偶温度表和石英晶体温度表。另一类非接触式测温仪器，又称遥感式测温仪器，主要有微波辐射计、光学温度计、全辐射温度计、测温激光雷达、测

温声雷达等。这类仪器可分为两种，一种称为主动式遥感测温仪器，如测温声雷达、测温激光雷达、；另一种是被动式遥感测温仪器。29、气象业务中使用的测温仪器主要是玻璃温度表、铂电阻温度表和双金属片温度计。

30、玻璃液体温度表的主要误差来源

(1) 、零点永恒位移

（2）、球部暂时变形

（3）、压力变化

（4）、刻度不准确

（5）、读数方法不正确

（6）、热滞后效应

（7）、酒精温度表产生误差的特殊原因

（8）、最高温度表产生误差的特殊原因

29、对于系统误差，可以通过检定获得器差，从而对测量结果加以修正。玻璃液体温度表经过器差修正后，其测量准确度可以达到+-0.2℃。

30、热电偶误差主要来源

（1）、延引导线电阻

(2)、附加化学电动势

（3）、电偶接点、导线、测量仪表等各处温度分布的不均匀性和热电性质不同产生的附加电动势。

31、热滞系数的大小一方面与测温元件的质量、比热容和热交换的表面积有关，另一方面还与测温元件和被测介质之间的热交换系数有关。

32、如果实际气温每小时升温3℃，对一个热滞系数为300s的温度表，滞差可达0.25℃；当热滞系数为60s时，滞差仅有0.05℃。33、WMO对地面气象观测的温度表的要求是，当通风速度为%m/s时，热滞系数应在30-60s之间。百叶箱干湿表的时间常数约为60s，通风干湿表的时间常数约为30s。

34、减少辐射误差的途径或方法主要有四种：

（1）、采用防辐射设备

（2）、采用人工通风

（3）、在感应元件表面喷涂上较高反射率的反射膜。

（4）、采用极细的金属丝元件。

35、实际大气中温度测量，具有五个特点

（1）温度测量是动态的

（2）、太阳辐射对于温度的测量影响大。

（3）、自然大气的运动是变化的。

（4）、为解决防辐射以及通风问题而设置的通风防辐射设备会带来另一个问题，就是对自然大气状况的扰动。

（5）、地表面温度观测的代表性。

36、防辐射设备在设计时，应至少满足三点要求：

（1）、应能完全遮蔽温度表，并能屏蔽辐射和降水的影响。

（2）、应尽可能设计成使其内部温度保持均匀，并与外部温度相等。（3）、应保持良好的通风。

37、湿度测量的方法

（1）、称量法(2)、热力学法（3）、吸湿法(4)、凝结法（5）、光学法38、人为测湿误差

（1）湿球纱布包扎不当

（2）、湿球表面污染

（3）、湿球加水不当

（4）、融冰时机选择不当

（5）、观测时机不当。

39、引起干湿表测量误差的各种人为因素几乎都会造成湿球温度偏高，相对湿度测量值偏大。

40、当相对湿度从1%增加到100%时，毛发的总伸长量为原有长度的2.5%。

41、相对湿度在35%以上时，增湿过程的毛发伸长量比减湿过程的收缩量大；35%以下时，减湿过程的毛发收缩量比增湿过程的毛发伸长量大。

42、毛发的长度还随温度的变化而伸长和缩短，在+1.5℃是最大。

43、毛发测量湿度的主要误差来源

（1）、毛发感湿的滞后性

（2）、温度效应

（3）、低湿瘫痪

44、WMO建议，性能良好的毛发湿度表应能在0-30℃，相对湿度为20%-80%时，在3min内指示出相对湿度阶跃变化的90%，并仅有3%的不确定度。

45、高分子湿敏电容测湿的主要误差来源

（1）、滞后性

（20、污染

常温下滞后误差较小，约为1%-2%,低温下，滞后误差明显增大，甚至大到20%。

46、冷镜式露点仪的测量误差

（1）、凯尔文效应

（2）、拉乌尔效应

（3）、压力效应

（4）、相态判断错误

47、氯化锂露点仪具有较高的测量准确度和稳定性。0℃以上，准确度可达到3%RH-5%RH，在0℃以下可达到5%RH-8%RH。

48、测量气压的方法有多种。可以采用力平衡法，水银气压表和空盒气压表是采用力平衡法测量气压的；还可以

采用谐振式方法，例如振筒气压仪、石英振梁气压仪等；此外，还有采用压阻效应制成的硅压阻气压传感器，采用液体的沸点随气压变化的原理制成的沸点气压表，以及采用一定容积的气体压力与大气压力相平衡的原理制成的气体压力表等。

49、目前，气象台站日常气压测量普遍采用的是振筒气压仪，空盒气

压表作为便携式仪器或备用仪器，在无线探空仪上已开始使用硅压电阻传感器。

50、空盒气压表的主要误差来源

（1）、弹性后效

（2）、温度效应

（3）、残留气体补偿法

51、WMO规定，空盒气压表应满足以下要求

（1）必须有较好的温度补偿，当仪器的温度变化30℃时，读数的变化量不超过0.3hpa。

（2）任何一点的标尺误差不应超过+-0.3hpa，而且在正使用

条件下，至少一年内仍然符合这个要求。

（3）迟滞误差很小，以保证在50 hpa气压变化前的读数与回到原值后的读数之间的差异不超过0.3hpa。

（4）经过运输后，应仍能符合上述要求。

52、振筒气压仪的主要误差来源

（1）温度效应

(2)、质量效应

（3）、电路参数变化和干扰。

54、硅压阻气压传感器主要由外壳、硅杯和引线组成。

55、沸点气压表主要误差来源

（1）溶液不纯

（2）、蒸汽在内管中的流动速度。

56、风速的测量有多种方法，最常用的是旋转式风速表；还有采用超声波、风压和加热电阻丝等方法进行风速测量的。另外还有利用激光、微波等多普勒效应对风进行测量，属于遥感测量方法。

57、风向标有单叶型、双叶型、流线型、菱形和飞机尾翼型等。

58、WMO建议，风向标的阻尼比为0.3-0.7最好。

59、风向的转换方法有机械、电、光三种。

60、风向测量误差

（1）启动误差

（2）、动态偏角

（3）、惯性误差

（4）、转换误差

（5）、零位误差

61、测量液态降水的方法主要有承水法、光学法、雷达微波法和卫星遥感法。

62、承水法有翻斗式、浮筒式、称重式、水导式、电容式、电功率法等。

63、我国气象台站常用的降水测量仪器有雨量器、虹吸式雨量计和翻斗式雨量计。

64、虹吸排水开始至排水结束，需要一段时间，通常为14-16s。

65、动态误差是在实际测量中由于自然条件不同造成的误差，静态误差则是仪器固有的。

66、降水测量的误差

动态误差

（1）、溅水误差

（2）、蒸发误差

(3)、风造成的误差

静态误差

（1）、承水口的公差

（2）、沾水误差

（3）、安装和使用的误差

67、蒸发器的主要误差来源

（1）、导致蒸发器来会聚集更多的杂物，难以消除；

（2）、渗漏不易检测与纠正；

（3）、邻近蒸发器的植被高度影响更大；

（4）、在蒸发器与土壤之间存在明显的热交换，这取决于很多因素，其中包括土壤类型、含水量及植被覆盖情况。

68、测量辐射增热的常见方法有两种

（1）直接测温度法

（2）补偿法

69、闪电是指大气中发生的火花放电现象。可分为云内放电、云际放电和云地放电。前两种通称为云闪，第三种称为地闪。闪电测量设备主要分为三类：闪电记数器、闪电定位设备和电场仪。

70、闪电通常采用极性、闪击数和强度等参量来表示其特征。

71、根据闪电的不同形态和特征，可将闪电分为线状闪电、叉状闪电、带状闪电、火箭状闪电、片状闪电、热闪电、珠状闪电和球状闪电等不同类型。最常见的是线状闪电。

72、AWS自动气象站ASOS自动地面观测系统

73、气象气球通常分为携带仪器的探空气球，不携带仪器的测风气球和测量云高的云幂气球。

74、雷达测定目标物方位是利用雷达天线发射或接收电磁波具有方向性的原理来实现的。

75、GPS由导航卫星网、地面监控系统、GPS接收设备三大部分组成。

76、无线电探空系统主要由无线电探空仪、地面设备两大部分组成。无线电探空仪由气象要素传感器、编码装置和发信装置等组成。地面设备由接收装置、解码装置、处理装置和输出装置等组成。

77、无线电探空仪是一种遥测仪器，它可以直接感应气象要素值转换成无线电信号向地面发射，地面接收后将信号收录、调解、转换和处理成高空各高度上压、温、湿探测结果。

78、无线电探空仪传感器按感应原理可分为机械式和电子式。

79、无线电探空仪按编码方式可分为计时或脉冲计数式探空仪、电码式探空仪、模拟探空仪、数字探空仪和智能探空仪等。

80、主动式大气遥感是指遥感器向大气发射电磁波或声波信号，接收与大气相互作用后的信号，从中提取气象要素信息的方法和技术按工作波段划分，主动式大气遥感有大气微波遥感、大气光波遥感和大气声波遥感；按探测设备划分，主要有天气雷达、风廓线仪、激光雷达、

声雷达以及GNSS等

81、天气雷达通常由天线馈线分系统、伺服分系统、发射分系统、接收分系统、信号处理分系统、监控分系统、光纤通讯分系统，数据处理及显示分系统、电源分系统等组成。

82、天线的几个主要指标为波束宽度、天线增益和天线有效面积等。

83、风廓线按使用技术可分为三类：多普勒技术、分立天线漂移（SAD）技术和干涉技术。

84、ＧＮＳＳ是全球导航卫星系统的简称。

85、按接收波段的不同，被动式大气遥感可分为可见光遥感、红外遥感和微波遥感等。按观测平台可分为天基（卫星）

遥感、空基（飞机）遥感和地基遥感等。

86、气象卫星是指在卫星上携带各种气象探测仪器，测量诸如大气温度、湿度、风、云等气象要素以及各种天气现象的专用卫星。

87、气象卫星按轨道类型可分为：极轨气象卫星和静止气象卫星。