上册 1
第1章 综合气象观测总论 1
1.1 气象观测与现代气象业务 1
1.2 气象观测业务发展 3
1.2.1 气象观测的发展概况 3
1.2.2 我国气象观测的发展概况 5
1.3 综合气象观测系统 14
1.3.1 气象观测的分类 14
1.3.2 地基气象观测系统 15
1.3.3 空基气象观测系统 18
1.3.4 天基气象观测系统 19
1.3.5 现代综合气象观测系统 22
1.4 气象观测的基本要求 26
1.4.1 预报预测业务和气象服务对气象观测的要求 26
1.4.2 气象观测的代表性 28
1.4.3 气象观测的准确性 30
1.4.4 气象观测的比较性 31
1.4.5 对气象观测站的总体要求 33
1.4.6 对气象观测仪器的总体要求 34
1.4.7 对气象观测资料的总体要求 36
1.4.8 对观测业务人员的要求 38
1.5 气象观测的内容和技术要求 39
1.5.1 地面气象观测 40
1.5.2 高空气象观测 49
1.5.3 天基气象观测 52
1.5.4 气候系统观测 55
参考文献 64
第2章 地面气象观测 65
2.1 地面气象观测业务概述 65
2.1.1 地面气象观测的分类 66
2.1.2 地面气象观测的组织实施 66
2.1.3 地面气象观测环境及场地 68
2.1.4 地面气象观测场内观测仪器的安装布设 68
2.1.5 地面气象观测时制和日界 70
2.1.6 编发气象报告和传送观测数据文件 71
2.1.7 编制气象报表 73
2.2 空气温度观测 73
2.2.1 概述 73
2.2.2 人工器测空气温度 75
2.2.3 自动观测空气温度 80
2.3 气压观测 85
2.3.1 概述 85
2.3.2 人工器测气压 90
2.3.3 自动观测气压 96
2.3.4 气压测量使用的静压装置 102
2.4 空气湿度观测 105
2.4.1 概述 105
2.4.2 人工器测空气湿度 106
2.4.3 自动观测空气湿度 111
2.5 地面风观测 118
2.5.1 概述 118
2.5.2 人工观测地面风参量 128
2.5.3 自动观测地面风 132
2.5.4 自动观测地面风的实际采样和算法 137
2.6 降水观测 138
2.6.1 概述 138
2.6.2 雨量器 138
2.6.3 虹吸式雨量计 140
2.6.4 双翻斗雨量传感器 141
2.6.5 单翻斗雨量传感器 144
2.6.6 称重式降水传感器 144
2.7 蒸发量观测 147
2.7.1 概述 147
2.7.2 蒸发器 147
2.7.3 自动观测蒸发的采样和算法 151
2.7.4 自动观测蒸发量的计算方法 151
2.7.5 蒸发观测主要误差来源 151
2.7.6 蒸散率观测 152
2.7.7 自然表面蒸发量的估计 153
2.8 辐射观测 154
2.8.1 概述 154
2.8.2 辐射基准 157
2.8.3 总辐射的观测 158
2.8.4 净全辐射的观测 162
2.8.5 太阳直接辐射的观测 164
2.8.6 散射辐射与反射辐射的观测 168
2.8.7 长波辐射的观测 170
2.8.8 紫外辐射的观测 172
2.8.9 辐射自动观测仪 174
2.8.10 光合有效辐射观测 175
2.8.11 太阳能观测 178
2.9 日照时数观测 182
2.9.1 概述 182
2.9.2 人工测量日照 183
2.9.3 自动测量日照 184
2.10 气象能见度观测 185
2.10.1 概述 185
2.10.2 测量方法 187
2.10.3 自动测量MOR的方法 189
2.10.4 能见度测量的误差分析 192
2.10.5 能见度仪在地面气象观测中的实际使用 194
2.11 云观测 198
2.11.1 概述 198
2.11.2 云的分类及特征 198
2.11.3 观测内容和观测方法 204
2.11.4 误差分析和业务要求 209
2.11.5 云的自动观测方法介绍 210
2.12 天气现象观测 214
2.12.1 概述 214
2.12.2 天气现象的特征和符号 214
2.12.3 观测方法和观测记录 219
2.12.4 业务要求 221
2.12.5 自动测量方法介绍 222
2.13 土壤温度（地温）观测 230
2.13.1 概述 230
2.13.2 地表温度的观测 230
2.13.3 地中温度的观测 232
2.13.4 地温自动观测 234
2.13.5 实现地表温度自动观测的红外测温仪 236
2.14 土壤湿度（水分）观测 238
2.14.1 概述 238
2.14.2 观测方法 239
2.14.3 土壤采样烘干称重法测土壤湿度 239
2.14.4 中子仪测土壤湿度 239
2.14.5 时域反射仪（TDR）测土壤湿度 241
2.14.6 频域反射仪（FDR）测土壤湿度 242
2.14.7 几种土壤水分测量方法的比较和使用 244
2.15 雪深和雪压观测 245
2.15.1 概述 245
2.15.2 观测方法 245
2.15.3 自动雪深观测仪 247
2.15.4 业务要求 249
2.16 冻土观测 250
2.16.1 概述 250
2.16.2 人工观测 250
2.16.3 自动观测 252
2.17 电线积冰观测 252
2.17.1 概述 252
2.17.2 观测方法 253
2.17.3 影响积冰重量的因子 257
2.17.4 自动测量方法介绍 257
2.18 地面状态观测 257
2.18.1 概述 257
2.18.2 地面状态观测方法 258
2.19 自动气象站 259
2.19.1 概述 259
2.19.2 传感器 261
2.19.3 采集器（中央处理系统） 262
2.19.4 外部设备 263
2.19.5 微机业务应用终端 264
2.19.6 自动气象站采集软件 264
2.19.7 自动气象站业务应用软件结构和功能 267
2.19.8 自动气象站的数据质量控制 267
2.19.9 自动气象站的运行状态监控 270
2.19.10 气象业务用新一代自动气象站简介 270
2.19.11 《美国自动地面观测系统》（ASOS）简介 273
参考文献 276
第3章 空基气象观测 277
3.1 空基气象观测业务概述 277
3.1.1 空基气象观测业务现状 278
3.1.2 空基气象观测业务发展 279
3.1.3 高空气象观测业务的组织与要求 281
3.2 气球和氢气 284
3.2.1 气球及其规格型号 284
3.2.2 气球上升速度及其误差 285
3.2.3 氢气及安全防护 290
3.3 高空风观测 295
3.3.1 概述 295
3.3.2 高空风观测设备 296
3.3.3 高空风观测数据处理 307
3.3.4 高空风的平均、平滑和内插处理 318
3.3.5 高空风观测数据的误差 322
3.4 高空温压湿观测 323
3.4.1 概述 323
3.4.2 无线电探空仪 324
3.4.3 高空温压湿观测的误差 335
3.4.4 探空仪的比对试验 336
3.5 L波段雷达高空气象观测系统业务流程和要求 340
3.5.1 观测设备准备 340
3.5.2 探空仪准备 340
3.5.3 探空气球准备 341
3.5.4 地面瞬时值的观测 341
3.5.5 施放探空仪 341
3.5.6 高空气象观测数据处理 342
3.6 高空气象观测业务软件 350
3.6.1 放球软件 350
3.6.2 数据处理软件 351
3.6.3 数据软件操作的一般步骤 351
3.6.4 探空和测风数据处理 352
3.6.5 探空软件的其他功能 353
3.7 高空气象观测业务评估 353
3.7.1 评估流程 354
3.7.2 评估方法 355
3.7.3 评估结论 357
3.7.4 评估示例 357
3.8 飞机气象观测 359
3.8.1 概述 359
3.8.2 无人驾驶飞机气象观测 360
3.8.3 有人驾驶飞机气象观测 364
3.8.4 商用飞机气象观测（AMDAR） 365
3.9 其他观测手段 376
3.9.1 概述 376
3.9.2 高层气象观测火箭 376
3.9.3 下投探空系统 379
3.9.4 系留气艇 380
3.9.5 浮空器 381
3.9.6 平飘气球 382
参考文献 382
第4章 地基气象遥感探测 384
4.1 气象遥感探测概述 384
4.1.1 概述 384
4.1.2 大气遥感的物理基础 385
4.1.3 电磁波在大气中的传播 391
4.1.4 可见光和近红外大气遥感 401
4.1.5 红外和微波大气遥感 403
4.1.6 大气声遥感 408
4.1.7 气象遥感探测业务发展 410
4.2 天气雷达 414
4.2.1 概述 414
4.2.2 基本概念和探测原理 415
4.2.3 天气雷达的结构和组成 424
4.2.4 天气雷达技术发展 427
4.2.5 新一代天气雷达 428
4.2.6 天气雷达探测产品和应用 436
4.2.7 多部雷达组网探测 440
4.2.8 移动雷达 444
4.2.9 双线偏振雷达 446
4.2.10 相控阵天气雷达 454
4.3 风廓线雷达 460
4.3.1 概述 460
4.3.2 探测原理 462
4.3.3 基本结构及主要技术指标 465
4.3.4 基本产品及应用 472
4.3.5 业务应用个例 474
4.4 雷电探测 477
4.4.1 概述 477
4.4.2 云闪和云地闪探测 480
4.4.3 大气电场探测 484
4.4.4 国家雷电监测网业务运行和管理 485
4.4.5 雷电监测系统业务产品和应用 489
4.4.6 业务规划 497
4.5 地基导航卫星气象遥感探测 497
4.5.1 概述 497
4.5.2 地基导航卫星气象探测的原理方法 501
4.5.3 导航卫星遥感水汽系统观测业务 507
4.5.4 产品应用 512
4.5.5 业务规划 522
4.6 微波辐射计 523
4.6.1 概述 523
4.6.2 探测原理 524
4.6.3 基本结构 526
4.6.4 技术指标 528
4.6.5 基本产品及探测能力分析 531
4.6.6 业务应用 533
4.7 激光雷达 535
4.7.1 概述 535
4.7.2 探测原理 542
4.7.3 基本结构 546
4.7.4 技术指标 547
4.7.5 基本产品及探测能力分析 551
4.7.6 业务应用 556
4.8 声雷达 558
4.8.1 概述 558
4.8.2 探测原理 559
4.8.3 大气温度层结的测量 560
4.8.4 风向风速测量 561
4.8.5 声雷达基本结构和技术指标 562
4.8.6 声雷达探测产品 563
4.8.7 业务应用分析 564
参考文献 564