大气探测原理与方法PDF电子书下载

第一章 总论 1

1.1　测量标准 1

1.2　气象仪器 2

1.2.1　测量及其误差的定义 2

1.2.2 气象仪器的属性 3

1.2.3　测量误差的表示及其分类 4

1.3　时制和日界 5

1.3.1 时制 5

1.3.2 日界 5

1.4　大气探测的代表性、准确性和比较性 6

1.4.1 大气探测的代表性 6

1.4.2 大气探测的准确性 7

1.4.3 大气探测的比较性 7

1.5　大气探测的发展概述 8

1.5.1　始创阶段 8

1.5.2　地面气象观测开始发展阶段 8

1.5.3 高空探测开始发展阶段 8

1.5.4 高空及高层大气探测的迅速发展阶段 9

复习思考题 10

第二章　云的观测 11

2.1　概述 11

2.2　云状 11

2.2.1　云状分类 11

2.2.2 云状特征 12

2.2.3　形成云的基本过程 16

2.3　云的观测 17

2.3.1　判定云状 17

2.3.2　估计云量 17

2.3.3 测定云高 18

2.3.4　选定云码 19

2.4　气象应用 21

复习思考题 22

第三章 能见度、天气现象、地面状态的观测 23

3.1　能见度的观测 23

3.1.1　影响能见度的基本因子 23

3.1.2　水平能见度的观测 24

3.1.3 气象光学视程的仪器测量 29

3.2　天气现象的观测 32

3.2.1　天气现象的特征 33

3.2.2　天气现象观测仪 36

3.2.3　容易混淆的天气现象的区别 36

3.3　地面状态的观测 38

3.4　气象应用 40

复习思考题 41

第四章　气压的观测 42

4.1　概述 42

4.1.1 气压 42

4.1.2　测压方法 43

4.2　水银气压表 43

4.2.1　水银的特点 43

4.2.2　水银气压表测量原理 44

4.2.3　水银气压表的类型 44

4.2.4　动槽式水银气压表的构造原理 45

4.2.5　定槽式水银气压表的构造原理 46

4.2.6 水银气压表的本站气压订正 47

4.2.7　水银气压表的安装、维护和移运 55

4.3　空盒气压表和空盒气压计 56

4.3.1 空盒的结构及特性 56

4.3.2　空盒气压表 58

4.3.3 空盒气压计 59

4.4　气压传感器 61

4.4.1　膜盒式电容气压传感器 61

4.4.2　振筒式气压传感器 62

4.4.3　压阻式气压传感器 63

4.4.4 电测气压传感器的误差 63

4.5　沸点气压表 64

4.6　海平面气压订正 65

4.6.1 海平面气压订正的原理 65

4.6.2　海平面气压订正的准确度 67

4.7　气压表的基准 67

4.8　气象应用 68

复习思考题 69

第五章　空气温度的观测 70

5.1　概述 70

5.1.1 空气温度 70

5.1.2　温标 70

5.1.3　测温方法 71

5.1.4　观测项目 72

5.2　玻璃液体温度表 72

5.2.1　玻璃液体温度表的构造原理 72

5.2.2　测量误差 73

5.2.3 常用的玻璃液体温度表 73

5.3　双金属片温度计 76

5.3.1 感应部分 76

5.3.2　传递放大部分 77

5.3.3 自记部分 77

5.4　电测温度表 78

5.4.1　热电偶温度表 78

5.4.2　金属电阻温度表 79

5.4.3　热敏电阻温度表 79

5.4.4 电阻的测量 80

5.5　地温的测量 81

5.5.1　地表温度测量的复杂性 81

5.5.2　地温测量仪器的使用 82

5.6　测温仪器的热滞现象 85

5.6.1　热滞系数 85

5.6.2 介质温度保持不变时的热滞误差 86

5.6.3　介质温度呈线性变化时的热滞误差 86

5.6.4　介质温度呈周期性变化时的热滞误差 86

5.7　气温测量中的防辐射设备 87

5.7.1 百叶箱 87

5.7.2　通风干湿表 89

5.7.3　防辐射罩 89

5.8　气象应用 90

复习思考题 91

第六章 空气湿度的观测 93

6.1　概述 93

6.1.1 空气湿度 93

6.1.2　表示空气湿度变化的参量 93

6.1.3 测量空气湿度的方法 95

6.2　干湿球温度表 95

6.2.1　测湿原理 95

6.2.2 测湿系数A 96

6.2.3　测量误差 98

6.2.4　湿球纱布套 98

6.2.5　低于冰点时湿球的操作 99

6.3　毛发湿度表和湿度计 99

6.4　冷镜露点湿度表 102

6.4.1 测量原理 102

6.4.2　仪器结构 103

6.4.3　观测方法 103

6.5　氯化锂加热凝结湿度表（露池） 104

6.5.1 测量原理 104

6.5.2　测温传感器 104

6.5.3　观测方法 105

6.6　电阻湿度表 105

6.7　电容湿度表 106

6.8　电磁辐射吸收湿度表 107

6.9　湿度的标准仪器和校准 107

6.9.1　湿度表的校准原理 107

6.9.2　校准周期和校准方法 108

6.9.3 实验室校准 108

6.9.4　一级标准器 108

6.9.5　二级标准器 109

6.9.6　工作级标准器 109

6.9.7　WMO参考标准干湿表 109

6.10　气象应用 110

复习思考题 111

第七章 降水与蒸发的观测 112

7.1　概述 112

7.2　降水观测 112

7.2.1 雨量器 113

7.2.2　虹吸式雨量计 114

7.2.3　翻斗式遥测雨量计 115

7.2.4　光学雨量计 117

7.2.5　雨量传感器 118

7.2.6 测量误差 119

7.3　蒸发量的观测 120

7.3.1 小型蒸发器 120

7.3.2 E-601B型蒸发器 121

7.3.3　超声蒸发传感器 123

7.3.4　测量误差 124

7.4　气象应用 124

复习思考题 125

第八章　地面风的观测 126

8.1　概述 126

8.2　风的传感器 130

8.2.1　风向感应器 130

8.2.2　风向传感器 132

8.2.3　风杯式风速感应器 133

8.2.4　螺旋桨式风速感应器 134

8.2.5　风速传感器 134

8.3　EL型电接风向风速计 134

8.3.1 感应器 134

8.3.2　指示器 137

8.3.3　记录器 139

8.4　其他测风仪器 141

8.4.1　热线风速表 141

8.4.2　声风速表 142

8.4.3　轻便风向风速表 143

8.4.4　EN型系列测风数据处理仪 143

8.4.5 单翼风向传感器和风杯风速传感器 144

8.4.6　螺旋桨式风向风速感应器 144

8.4.7　海岛自动测风系统 144

8.5　测风仪器的安装 145

8.5.1　安装高度 145

8.5.2　安装地点 145

8.5.3　安装要求 145

8.6　气象应用 145

复习思考题 147

第九章　积雪、冻土和电线积冰的观测 148

9.1　积雪的观测 148

9.1.1　概述 148

9.1.2 雪深观测 148

9.1.3 雪压观测 149

9.1.4　移雪量的观测与计算 151

9.2　冻土 153

9.2.1　概述 153

9.2.2 冻土器 153

9.2.3　冻土观测 154

9.3 电线积冰 155

9.3.1　概述 155

9.3.2 电线积冰架 155

9.3.3 电线积冰观测的辅助工具 156

9.3.4 电线积冰的观测 157

9.3.5　影响积冰重量的因子 159

9.4　气象应用 160

复习思考题 160

第十章　辐射和日照时数的观测 162

10.1　辐射的基本知识 162

10.1.1　概述 162

10.1.2　基本概念与单位 162

10.1.3　辐射传感器 164

10.1.4　辐射基准 164

10.2　辐射的观测仪器及原理 165

10.2.1　直接辐射的测定 165

10.2.2 总辐射和散射辐射的测定 173

10.2.3　净全辐射的观测 176

10.2.4　长波辐射的观测 177

10.2.5 紫外辐射的观测 178

10.2.6　辐射自动观测仪 178

10.3 日照时数的观测 179

10.3.1　概述 179

10.3.2 测量方法 179

10.3.3 暗筒式（乔唐式）日照计 180

10.3.4 聚焦式（康培司托克式）日照计 183

10.3.5 日照传感器 184

10.4　气象应用 185

复习思考题 186

第十一章 自动气象观测系统 187

11.1　概述 187

11.2 自动气象站的测量原理 187

11.3　自动气象站的基本结构 188

11.3.1　传感器 188

11.3.2　数据采集器 189

11.3.3 系统电源、通信接口和外围设备 190

11.3.4　采集软件 190

11.3.5　业务软件 191

11.4　气象站数据的采样和算法 191

11.4.1　采样 191

11.4.2 算法 191

11.5 自动气象站质量控制 192

复习思考题 193

第十二章 高空温湿压风的探测 194

12.1　高空温湿压的综合探测 194

12.1.1　GZZ2-1型电码式高空探空仪 194

12.1.2　GTS1型数字高空探空仪 196

12.2　高空风的探测 199

12.2.1 气球测风的基本原理 200

12.2.2　单经纬仪定点测风 204

12.2.3　双经纬仪基线测风 205

12.2.4 雷达测风 211

12.3　气象应用 221

复习思考题 221

第十三章　大气遥感探测 223

13.1　主动式大气遥感探测 223

13.1.1　概述 223

13.1.2 雷达探测的基本原理及雷达方程 224

13.1.3　新一代天气雷达 225

13.1.4 常见的雷达图像 228

13.1.5　新一代天气雷达的应用 229

13.2　被动式大气遥感探测 230

13.2.1 气象卫星探测的特点与发展 230

13.2.2　卫星的主要探测谱段 231

13.2.3 气象卫星的工作原理 232

13.2.4　卫星资料在各个领域的应用 233

第十四章 大气边界层探测技术简介 235

14.1　大气边界层的特点及湍流量的表征方法 235

14.2　近地层气象塔测量 235

14.2.1 平均量测量仪器的安装高度 236

14.2.2　平均温度廓线的测量 236

14.2.3　平均风速廓线的测量 236

14.2.4　平均湿度廓线的测量 237

14.2.5　温度脉动量的测量 238

14.2.6　风速脉动量的测量 238

14.2.7　湿度脉动量的测量 241

14.3　大气边界层廓线测量 242

主要参考文献 245