大气探测考试题目总结

绪论

1大气探测研究的对象，范围，特点

对象：大气探测是对表征大气状况的气象要素、天气现象及其变化过程进行个别或系统的、连续的观测和测定；为天气、气候预测预报诊断分析提供第一手资料。包括：直接探测（仪器的感应部分直接置于探测的大气介质中）；遥感探测（遥感探测技术手段）和目测项目（云、天气现象的演变过程）。

范围：大气探测分为近地面层大气探测、高空大气层探测和专业性大气探测。近地面层大气探测：主要是对近地层大气状况进行观测和探测。包括：地面气象观测和近地面层大气探测

特点：大气探测学是从事大气科学研究、教学的基础。为天气、气候诊断分析、预报及环境保护部门、国家及全球气象资料网络系统等提供大气观测资料。 2大气探测的发展主要有几个时期

创始时期，地面气象观测开始发展时期，高空大气探测的开始发展时期，高空大气探测迅速发展时期，大气探测的遥感时期，大气探测的卫星遥感时期 3简述大气探测原理有哪几个方法

直接测量：感应元件置于待测介质之中，根据元件性质的变化，得到描述大气状况的气象参数。

遥感探测：根据电磁波在大气中传播过程中信号的变化，反演出大气中气象要素的变化。可以分为主动遥感和被动遥感两种方式。 4大气探测仪器的性能包括哪几个 精确度，灵敏度，惯性（滞后性），分辨率，量程 5如何保证大气探测资料的代表性和可比性 观测站观测资料代表性的好坏，原则上可以从台站地形是否具有典型性方面进行评定。站址的选择、观测站的建立需要考虑空间的代表性，防止局地地形地物造成大气要素不规则变化。一般说来，平原地区的台站资料代表性较好，山区、城市台站资料代表性较差。湍流大气中，气象要素变化快，要取一定时段的平均值作为测量值。

观测资料的比较性是建立在一致的基础上，即要求观测时间、观测方法、仪器类型、观测规范、台站地理纬度、地形地貌条件等的一致性。没有这些一致性，也就谈不上比较性。

第二章

淡积云（Cu hum） 透光高层云 （As tra） 积云 碎。。 （Fc） 高层云 蔽光高层云 （As op） 浓。。 （Cu cong）

积雨云 秃积雨云（Cb calv） 低云 鬃。。。。 （Cu cap） 中云 透光高积云 （Ac tea） ＜2500 层积云 透光层积（Sc tra） 2500-5000 蔽光高积云 （Ac op） 蔽光层级（Sc op） 荚状高积云 （Ac lent） 积云性积云（Sc cug） 高积云 积云性高积云（Ac cug） 堡状层积云（Sc cast） 絮状高积云 （Ac flo） 荚状层积云（Sc lent） 堡状高积云 （Ac cast） 层云 层云 （St） 碎层云 （Fs） 雨层云 雨层云 (Ns)

碎雨云 (Fn) 卷云 毛卷云 （Ci fil） 密卷云 （Ci dens） 高云 伪卷云 （Ci not） 钩卷云 （Ci unc） 卷层云 毛卷层云 （Cs fil） 匀卷层云 （Cs nebu） 卷积云 卷积云 （Cc）

1积云的主要特征

成因：在不稳定层结的空气中，由于热力和动力产生对流作用，使水汽凝结而成的云。 解答：积云（Cu）：垂直向上发展的、顶部呈圆弧形或圆弧形重叠凸起而底部几乎是水平的云块。云体边界分明。如果积云和太阳处在相反的位置上，云的中部比隆起的边缘要明亮；反之，如果处在同一侧，云的中部显得黝黑但边缘带着鲜明的金黄色；如果光从旁边照映着积云，云体明暗就特别明显。积云是由气块上升、水汽凝结而成。 2积雨云的主要特征

解答：积雨云（Cb）：云体浓厚庞大，垂直发展极盛，远看很像耸立的高山。云顶由冰晶组成，有白色毛丝般光泽的丝缕结构，常呈铁砧状或马鬃状。云底阴暗混乱，起伏明显，有时呈悬球状结构。积雨云常产生雷暴、阵雨（雪），或有雨（雪）幡下垂。有时产生飑或降冰雹。云底偶有龙卷产生。 3层积云的主要特征

层积云（Sc）：团块、薄片或条形云组成的云群或云层，常成行、成群或波状排列。云块个体都相当大，其视宽度角多数大于５度（相当于一臂距离处三指的视宽度）。云层有时布满全天，有时分布稀疏，常呈灰色、灰白色，常有若干部分比较阴暗。层积云有时可降雨、雪，但微弱。层积云除直接生成外，也可由高积云、层云、雨层云演变而来，或由积云、积雨云扩展或平衍而成。 4层云的主要特征

云底低而均匀的云层，像雾，但不接地，呈灰色或灰白色。层云除直接生成外，也可由雾层缓慢抬升或由层积云演变而来。 5雨层云的主要特征

厚而均匀的降水云层，完全遮蔽日月，呈暗灰色，布满全天，常有连续性降水。如因降水不及地在云底形成雨（雪）幡时，云底显得混乱，没有明确的界限。雨层云多数由高层云变成，有时也可能直接由蔽光高积云、蔽光层积云演变而成。 6高层云的主要特征

带有条纹或纤缕结构的云幕，有时较均匀，颜色灰白或灰色，有时微带蓝色。云层较薄的部分，可以看到昏暗不清的日月轮廓，看去好像隔了一层毛玻璃。厚的高层云，则底部比较阴暗，看不到日月。由于云层厚度不一，各部分明暗程度也就不同，但是云底没有显著的起伏。高层云可降连续或间歇性的雨、雪。若有少数雨（雪）幡下垂时，云底的条纹结构仍可分辨。高层云常由卷层云变厚或雨层云变薄而成。有时也可由蔽光高积云演变而成。在我国南方有时积雨云上部或中部延展，也能形成高层云，不过持续时间不长。 7高积云的主要特征

高积云（Ac）：高积云的云块较小，轮廓分明，常呈扁圆形、瓦块状、鱼鳞片，或是水波状的密集云条。成群、成行、成波状排列。大多数云块的视宽度角在１～５度。有时可出

现在两个或几个高度上。薄的云块呈白色，厚的云块呈暗灰色。在薄的高积云上，常有环绕日月的虹彩，或颜色为外红内蓝的华环。高层云、层积云、卷积云都可与高积云相互演变。 8卷云的主要特征

具有丝缕状结构，柔丝般光泽，分离散乱的云。云体通常白色无暗影，呈丝条状、羽毛状、马尾状、钩状、团簇状、片状、砧状等。卷云见晕的机会比较少，即使出现，晕也不完整。我国北方和西部高原地区，冬季卷云有时会下微量零星的雪。日出之前，日落以后，在阳光反射下，卷云常呈鲜明的黄色或橙色。卷云可从卷层云演变而来，有的是积雨云顶部残留下来的。我国北方和西部高原地区严寒季节，有时会遇见一种高度不高的云，外形似层积云，但却具有丝缕结构、柔丝般光泽的特征，有时还有晕，此应记为卷云。如无卷云特征，则应记为层积云。

9卷层云的主要特征

解答：白色透明的云幕，日、月透过云幕时轮廓分明，地物有影，常有晕环。有时云的组织薄得几乎看不出来，只使天空呈乳白色；有时丝缕结构隐约可辨，好像乱丝一般。我国北方和西部高原地区，冬季卷层云可以有少量降雪。厚的卷层云易与薄的高层云相混。如日月轮廓分明，地物有影或有晕，或有丝缕结构为卷层云；如只辨日、月位置，地物无影也无晕，为高层云。

10卷积云的主要特征

解答：卷积云（Cc）：似鳞片或球状细小云块组成的云片或云层，常排列成行或成群，很像轻风吹过水面所引起的小波纹。白色无暗影，有柔丝般光泽。卷积云可由卷云、卷层云蜕变而成。有时，高积云也可演变为卷积云。真正的卷积云不常见。整层高积云的边缘，有时有小的高积云块，形态和卷积云颇相似，但不要误认为卷积云。只有符合下列条件中的一个或一个以上的，才能算做卷积云。①和卷云或卷层云之间，有明显的联系。②从卷云或卷层云蜕变而成。③确有卷云的柔丝光泽和丝缕状特点。

11淡积云、浓积云、秃积雨云、鬃积雨云，它们之间的区别界限是什么？

主要是对流发展的程度（1）淡积云（Cu hum）：扁平的积云，垂直发展不盛，在阳光下呈白色，厚的云块中部有淡影，晴天常见。（2）浓积云（Cu cong）：浓厚的积云，顶部呈重叠的圆弧形凸起，很像花椰菜；垂直发展旺盛时，个体臃肿、高耸，在阳光下边缘白而明亮。有时可产生阵性降水。（3）秃积雨云（Cb calv）：浓积云发展到鬃积雨云的过渡阶段，花椰菜形的轮廓渐渐变得模糊，顶部开始冻结，形成白色毛丝般的冰晶结构。 秃积雨云存在的时间，一般比较短。（4）鬃积雨云（Cb cap）：积雨云发展到成熟阶段，云顶有明显的白色毛丝般的冰晶结构，多呈马鬃状或砧状。

12 碎积云、碎层云、碎雨云，它们之间在外形及成因上有何不同？

从外形上看：碎积云通常个体很小，轮廓不完整，形状多变，多为白色碎块；碎层云的云体为不规则的碎片，形状多变，移动较快，呈灰色或灰白色；碎雨云的云体低而破碎，形状多变，移动较快，呈灰色或暗灰色；从成因上看： 碎积云往往是破碎了的或初生的积云，当大气中对流增强时，碎积云可以发展成淡积云，若有强风和湍流时，淡积云的云体会变的破碎，形成碎积云；碎层云往往是由消散中的层云或雾抬升而形成；碎雨云常出现在许层云，积雨云或厚的高层云下，是由于降水物蒸发，空气湿度增大，在湍流作用 在下水气凝结而成。

13卷层云和高层云有何异同之处？

相同点：云体均匀成层；不同点：卷层云呈透明或乳白色，透过云层日月轮廓清楚，地物有影，常有晕的现象；高层云呈灰白色或灰色，运抵常有条文结构，常布满全天；

14高层云和雨层云有何异同之处？

相同点：云体均匀成层，常布满全天； 不同点：高层云呈灰白色或灰色，云底常有条纹结构；雨层云低而漫无定形，能完全遮蔽日月，呈暗灰色，云底常有碎雨云； 15雨层云和层云有何异同之处？

相同点：云体均匀成层；不同点：雨层云低而漫无定形，能完全遮蔽日月，呈暗灰色，云底常伴有碎雨云，层云呈灰色，很象雾；雨层云云层厚度常达到4000-5000米，层云云底很低但不接触地面。

16卷积云和高积云有何异同之处？

共同点：云块比较小，一般成群，成行，呈波状排列；不同点：卷积云呈白色细鳞片状，像微风吹拂水面而成的小波纹；而高积云在厚薄，形状上有很大差异，薄的云呈白色，能见日月轮廓，厚的云呈暗灰色，日月轮廓分辨不清，常呈扁圆状，瓦块状，鱼鳞片或水波状的密集云条。

16高积云和层积云有何异同之处？

共同点：云块在厚薄，形状上都有很大差异，云块一般成群，呈层，呈波状排列；不同点：高积云云块较小，轮廓分明常呈扁圆状，瓦块状，鱼鳞片或水波状的密集云条，层积云云块一般较大，有的成条，有的成片，有的成团；高积云薄的云块呈白色，能见日月轮廓，厚的云块呈暗灰色，日月轮廓分辨不清，层积云常呈灰白色或灰色，结构比较松散，薄的云块可辨太阳的位置。

17云形成的基本过程。

云的形成过程是空气中的水汽由各种原因达到过饱和而发生凝结或凝华的过程。水汽要凝结成水滴或凝华成冰晶而形成云，必须具备两个基本条件： 一是要有水汽凝结核，二是要有水汽过饱和，二者缺一不可。大气中一般不缺乏凝结核，因此，形成云的最关键问题，还在于应有水汽的过饱和。一般来说，使空气中水汽达到过饱和的方式主要有两种：（1）在空气中水汽含量不变的情况下，空气降温冷却。（2）在空气温度不变的情况下，增加水汽含量。

18云量的观测方法。

（1）总云量的观测 全天无云，总云量记 0；天空完全为云所遮蔽，记10；天空完全为云所遮蔽，但只要从云隙中可见青天，则记10ˉ ；云占全天十分之一，记 1；云占全天十分之二，记 2；其余依次类推。天空有少许云，其量不到天空的十分之零点五时，总云量也记 0。（2）低云量的观测 观测低云量的方法与总云量同。全天无低云或虽有少许低云但其量不到十分之零点五时，低云量记 0；天空被低云遮住一半时，低云量记 5；整个天空为低云遮蔽，低云量记 10；但如有云隙能见到青天或看到上层云时，低云量记10ˉ 云高的观测方法。

云底距测站地面的垂直距离称为云高。记载时，云高以米为单位，并在云高数值前加记云状。云状只记十个云属和Fc，Fs，Fn三个云类。实测云高在数值右上角记“ｓ”，估测云高不记任何符号。（1）实测云高：气球测定云高、云幕灯测定云高、激光测云仪测定云高。（2）估测云高：目测云高、用经验公式计算云高、利用已知目标物高度估测云高。 19选定云码的原则是什么

云的编码分为ＣL、ＣM、ＣH 三类，每类包括从 0到 9以及 X共11个云码。在编码时，如果同一类电码中同时有两个电码可以选择时，按以下原则处理：（1）对未来天气变化具有指示性意义的云码，优先编报ＣL 云天的指示性云天电码为 3，9；ＣM 云天的指示性云天电码为 8；ＣH 云天的指示性云天电码为 5，6；（2）同一高度上出现几种云状时，一般选择量多的云编码；量相同时，一般选择电码大的云编码。问题25：CL=2、CL=4、CL=5、CL=8各有什么区别？应在什么情况下使用？解答：CL=2 浓积云，可伴有淡积云或

层积云，云底在同一高度上。CL=4 积云性层积云时常伴有积云CL=5 透光、蔽光层积云CL=8 积云和透光、蔽光层积云同时存在，此两种云的底部高度不同

20.CM=3、CM=4、CM=5、CM=7各有什么区别？应在什么情况下使用？

CM=3 透光高积云，较稳定，并在同一高度上CM=4 变化不定的透光高积云（常呈荚状）并出现在一个或几个高度上CM=5 有系统地移入天空的透光高积云，常全部增厚，甚至有一部分变成蔽光高积云或双层高积云CM=7 非系统移入天空的双层高积云或蔽光高积云，量不增加；或高层云与高积云同时存在

21.CH=1和CH=4有什么区别？各在什么情况下使用？

CH=1 毛卷云CH=4卷云（常呈钩状）有系统地移入天空，且常常全部增厚

第三讲 能见度、天气现象、地面状态的观测 1影响能见度的基本因子。

大气透明度,目标物和背景的属性,眼睛的视觉性能 2如何理解适光和暗光？

适光和暗光分别指白天和夜间的情况。适光指白天光照环境下眼睛的适应状态。更精确的说，适光状态定义为具有正常视力的观测者对光线射入视网膜中央凹（视网膜最敏感的中枢部分）的刺激所作出的反应。在这种适应条件下，中央凹可区别出细微的清晰度和颜色。在适光的视觉下（通过中央凹感光），眼睛的相对感光效率随入射光的波长而变化。在适光条件下眼睛的感光效率在波长为550nm时达到最大值。夜间视觉视作是暗光的（以视网膜的视杆细胞取代中央凹产生视觉），视杆细胞作为视网膜上的外围部分对颜色和细微清晰度不敏感，但对低的光强度特别敏感。在暗光视觉中，最大感光效率与507nm波长相对应。暗光视觉需要长时间的适应过程，长达30分钟，而适光视觉只需2分钟。 3何谓气象光学视程、白天和夜间能见度，如何理解其测量准确度？ 光学视程：是指白炽灯发出色温为2700K的平行光束的光通量，在大气中削弱至初始值的5%所通过的路径长度

在白天是指能够看到和辩认出目标物的轮廓和形体；在夜间是指能清楚地看见目标灯的发光点。

4如何确定“能见”和“不能见”，白天和夜间有何不同？

解答：能见度就是能够看到周围景物的程度，用目标物的最大能见距离来表示。所谓“能见”，在白天是指能够看到和辩认出目标物的轮廓和形体；在夜间是指能清楚地看见目标灯的发光点。凡是看不清目标物的轮廓，认不清其形体，或者所见目标灯的发光点模糊，灯光散乱，都不算“能见”。 5何谓有效能见度? 有效能见度：是指周围视野中二分之一以上的范围都能看到的最大水平距离。记录时以千米为单位取小数一位

6无灯光目标物的情况下，夜间能见度如何测定？ 在夜间没有目标灯的情况下进行观测时，若月光较明亮，只要能隐约地分辨出较高大的目标物的轮廓，该目标物的距离就可定为能见距离；如能清楚分辨时，能见距离可定为大于该目标物的距离。若月光暗淡或无月光，可根据天黑前的能见度实况和天黑后的连续观测，并结合天气现象、湿度、风等气象要素的变化情况以及观测经验等，首先分析能见度是增大还是减小，然后判定当时的能见度。

7为什么远处目标物有时能看得清楚，有时又看不清楚？试就物理原因解释 空气成分有关:湿度大 有雾 光线折射或散射 就看不清楚了 天气晴朗 湿度小就看得清楚

8哪些天气现象与能见度有关？

雾、轻雾、吹雪、雪暴、扬沙、沙尘暴、浮尘、霾、烟幕

9.气象能见距离为10千米，问在10千米处有一以天空为背景视角大于30′的白色建筑物是否能见？ 不能

10积雨云的出现会带来哪些天气现象？ 积雨云常产生雷暴、阵雨（雪），或有雨（雪）幡下垂。有时产生飑或降冰雹。云底偶有龙卷产生。

11当雨很小时如何与毛毛雨区分？

毛毛雨：落在水面无波纹，落在干地上只是均匀地润湿地面而无湿斑。雨：落在水面上会激起波纹和水花，落在干地上可留下湿斑。 12如何区别霰和米雪、冰雹和冰粒

霰：白色不透明的圆锥形或球形的颗粒固态降水，直径约2～5毫米，下降时常呈阵性，着硬地常反跳，松脆易碎。米雪：白色不透明的比较扁的或比较长的小颗粒固态降水，直径常小于1毫米，着硬地不反跳。冰粒：透明的丸状或不规则状的固态降水，较硬，着硬地一般反跳。直径小于５毫米。有时内部还有未冻结的水，如被碰碎，则仅剩下破碎的冰壳。激起波纹和水花，落在干地上可留下湿斑。冰雹：坚硬的球状、锥状或形状不规则的固态降水，雹核一般不透明，外面包有透明的冰层，或由透明的冰层与不透明的冰层相间组成。大小差异大，大的直径可达数十毫米。常伴随雷暴出现。 13如何区别雾凇和雨凇、吹雪和雪暴？

雨凇：过冷却液态降水碰到地面物体后直接冻结而成的坚硬冰层，呈透明或毛玻璃状，外表光滑或略有隆突。雾凇：空气中水汽直接凝华，或过冷却雾滴直接冻结在物体上的乳白色冰晶物，常呈毛茸茸的针状或表面起伏不平的粒状，多附在细长的物体或物体的迎风面上，有时结构较松脆，受震易塌落。吹雪是本地或附近有大量积雪时，强风将积雪吹起所致。能见度<10km。雪暴是本地或附近有大量积雪，强风将地面积雪成团卷起，不能分辨是否在降雪，能见度<1km。区别就在雪暴不能分辨是否在降雪，且能见度有差别。 14如何区别浮尘与霾、霾与轻雾？

形成浮尘的沙尘是由远处传播而来，而霾不是。一般浮尘的能见度更小，并且垂直能见度也不大。霾常出现在干燥时期，浮尘不一定。霾由大量极细微沙尘均匀漂浮在空气中，使空气混浊，能见距离<10km。常出现在气团稳定较干燥时期。浮尘出现在冷空气过境前后无风或风小时，由远处沙尘经高空气流传播而来。或由 或 天气过后尚未下沉的沙尘浮游在空中所致。能见距离小于1km，垂直能见度也很差。霾和轻雾的组成不同，霾是大量沙尘漂浮在空气中，而轻雾是由水滴组成。并且霾常出现在气团稳定较干燥时期，而轻雾不一定。轻雾由细小水滴组成的稀薄雾幕。水平能见距离<10km。呈灰白色。早晚较多出现。 15浮尘、扬沙、沙尘暴之间如何区别？

浮尘是由远处沙尘经高空气流传播而来，或由扬沙、沙尘暴天气过后尚未下沉的沙尘浮游在空中所致。而扬沙、沙尘暴则是由本地或附近的沙尘被吹起所致。浮沉出现在风较小时，但扬沙和沙尘暴出现时风力较大，沙尘暴还常伴有强对流或雷雨过境。一般说来，浮尘和沙尘暴天气的能见度比扬沙更小。扬沙由于本地或附近的沙尘被吹起，使能见度显著下降，能见距离一般为1-10km。天空混浊，风力较大。在北方春夏，冷空气过镜或空气不稳定时出现。沙尘暴成因与扬沙相似，但能见度<1km。风力很大。常伴有强对流或雷雨过境。 16大风、飑、尘卷风、龙卷风之间如何区别？

大风：瞬间风速达到或超过17.0米／秒（或目测估计风力达到或超过8级）的风。飑：突然发作的强风，持续时间短促。出现时瞬间风速突增，风向突变，气象要素随之亦有剧烈

变化，常伴随雷雨出现。尘卷风：因地面局部强烈增热，而在近地面气层中产生的小旋风，尘沙及其它细小物体随风卷起，形成尘柱。很小的尘卷风，直径在两米以内，高度在十米以下的不记录。龙卷：一种小范围的强烈旋风，从外观看，是从积雨云（或发展很盛的浓积云）底盘旋下垂的一个漏斗状云体。有时稍伸即隐或悬挂空中；有时触及地面或水面，旋风过境，对树木、建筑物、船舶等均可能造成严重破坏。 17何谓地面状态，如何划分

地面状态是未经翻耕保持自然的地表状况 地面状态划分为表中的二种类型，二十种状况，并以00--19二十个数码表示

4第四讲 温度

1．什么是温度？温标？常用温标有哪几种？绝对温标是如何确定的？它与经验温标如何换算？

温度：从宏观上讲，温度是反映物体冷热程度的一个物理量；从微观上讲，温度是描述大量分子运动平均动能的一个物理量，也就是说它反映了大量分子无规则运动的剧烈程度。 温标：我们把衡量温度的尺度称为温标。

确定：开尔文创立了把-273.15℃作为零度的温标，叫做热力学温标或绝对温标，用热力学温标表示的温度叫热力学温度或绝对温度。 换算：t=5/9(τ-32） T=273.16-t

2．地温测量有哪些项目，主要的测量仪器有哪些，各有何特点？

地表温度，地表最高最低温，5,10,15,20厘米地温，40,80,160,320厘米地温 仪器和特点：地面温度表——地面温度表（又称０厘米温度表），地面最高和最低温度表。，曲管地温表——5,10,15,20厘米曲管地温表，直管地温表40,80,160,320厘米直管地温表，地面和浅层地温传感器——地温传感器一般使用铂电阻地温传感器，深层地温传感器 3．试述玻璃液体温度表的测温原理，并比较水银与酒精温度表的优缺点。

玻璃液体温度表是利用装在玻璃容器中的测温液体随温度改变引起的体积膨胀，从液柱位置的变化来测定温度的

优缺点：水银不沾湿玻璃，不易变质，易得到纯度高的，酒精容易沾湿玻璃，易变质，不易制取纯度高的

4．最高和最低温度表的构造与性能有何不同？

最高：最高温度表的构造与一般温度表不同，它的感应部分内有一玻璃针，伸入毛细管，使感应部分与毛细管之间形成一窄道。当温度升高时，感应部分水银体积膨胀，挤入毛细管；而温度下降时，毛细管内的水银，由于通道窄，却不能缩回感应部分，因而能指示出上次调整后这段时间内的最高温度

最低：最低温度表中的感应液是酒精，它的毛细管内有一哑铃形游标。当温度下降时，酒精柱便相应下降，由于酒精柱顶端张力作用，带动游标下降；当温度上升时，酒精膨胀，酒精柱经过游标周围慢慢上升，而游标仍停在原来位置上，因此它能指示上次调整以来这段时间内的最低温度

5．双金属片测温原理是什么？试从测温公式讨论如何提高双金属片的测温灵敏度？

双金属片是将两种膨胀系数不同的金属片焊接在一起。如果膨胀系数大的金属片在下面，膨胀系数小的金属片在上面，当温度升高时，双金属片将成凹形，温度降低时成凸形，随着温度的变化，双金属片的曲率也就随之变化，这样就可利用双金属片曲率随温度变化的特性来测量温度。

6．热电偶测温原理是什么？测温方法主要有哪两种？ 利用热电现象的装置称为热电偶或温差电偶。利用这种原理进行温度测量的仪器称热电偶

温度表。

一种是测定热电偶回路中温差电动势的电位计法；另一种是测定热电偶回路中电流的检流计法

7．金属电阻温度表与热敏电阻温度表的测温特性有何不同？

金属电阻温度表:金属导体电阻的阻值随温度的升高而增大根据电阻和温度的这种关系，只要测定金属电阻的阻值，就可知导体所处环境的温度。

半导体热敏电阻的阻值随温度的升高而减小，因此它具有负温度系数,根据电阻和温度的这种关系，只要测定电阻的阻值，就可知半导体所处环境的温度。 8．常用的金属电阻温度表使用的金属是哪一种，为什么？

铂,铂电阻的性能稳定，电阻率大,易于提纯，而且电阻与温度的线性关系较好，工艺性能也好，可以加工成极细的铂丝，常用来制作标准温度表。

9．试述用平衡电桥法和不平衡电桥法测量温度有什么不同？各有哪些优缺点？ 平衡电桥法:将电阻温度表的电阻Rt作为电桥的一个臂，R1 和为R2为固定电阻，R3为可变电阻。当电桥平衡时R1/R2=R3/Rt,Rt=(R2/R1)R1当温度发生变化时，Rt就有变化，使电桥平衡被破坏，此时调节R3，使电桥重新恢复平衡状态。可见Rt随温度的变化仅对应于R3，故我们只需将R3的变化刻成温度刻度，便可用平衡电桥直接测出温度来。平衡电桥法的测量精度较高，一般测量多采用此法。

不平衡电桥法:将电阻温度表的电阻Rt仍作为电桥的一个臂，R1、R2和R3都是固定电阻。当Rt变化时，由于Ｄ、Ｂ两点电压不等，电流表Ｇ中就会有电流Ig通过，其数值为Ig=[E(R1Rt-R2R3)]/[Rg(R1+R2)(R3+R1)+R3Rt(R1+R2)+R1R2(R3+Rt)Ｅ为电源电压，Rg为电流表内阻。由于式中除Rt外，其余全是固定电阻，因此，当Ｅ一定时，Ig只与Rt有关，也就是说Ig的大小仅与温度变化有关。故我们只需将电流表按温度数值刻度，便可用不平衡电桥直接测出温度来。 10．什么叫测温仪器的热滞现象？热滞系数值大小与哪些因素有关？怎样理解热滞系数的定义？

温度表在与被测介质接触后，如果两者温度不同，就要产生热量交换，以逐渐趋于热平衡状态。但是进行热量交换，建立热平衡需要一定的时间，这就是说，温度表不是瞬间即可取得被测介质的温度，它需要有一段感应时间。也就是说，温度表反映出介质的温度变化，总是落后于实际变化的，温度表的这种性质称为热惯性或热滞现象，由此引起的误差称为热惯性误差或热滞误差

和温度表在时间dτ内吸收（或损失）的热量，热交换系数，实现热量交换作用的温度表的表面积，温度，介质温度有关

11．温度表在介质温度保持不变、呈线性变化或周期性变化时，其热滞误差各有何特点？ 不变：(t-θ)/(t0-θ)=e

-τ/λ

τ一定时，λ愈小，ｔ愈趋近于θ λ一定时，τ愈长，ｔ

愈趋近于θ τ＝λ时，ｔ－θ＝ (t0－θ)ｅ－1

线性：介质温度呈线性变化时：θ=θ0+βτ式中 β=dθ/dτ是介质温度的变化率，是一个常数,设初始条件τ＝0时，t＝t0 =θ0 ，则 t-θ=-βλ(1-e

-τ/λ

) 当τ/λ＞5 ，即感应时间远大于热滞系数λ时，上式简化为ｔ－θ＝

－βλ，说明ｔ－θ为一常数，且βλ的乘积越大，热滞误差越大；β为正时，ｔ<θ，即仪器温度示度偏低，β为负时，ｔ>θ，即仪器温度示度偏高。

周期:介质温度呈简单的周期为Ｔ、振辐为Ａ的正弦变化形式时，θ=θ0+Asin(2πτ/T)设初始

条

件

τ

＝

0

时

，

ｔ

＝

θ

，

则

t??0?A4?2?21?T2s2??2??i?tgn?1()t??0?TTA4?2?21?T2s2??2??i?tgn?1() TT（1）温度表示度也呈周期性变化，其周期也是Ｔ

（2）温度表示度的振辐小于介质温度的振辐，为介质振辐的

11?4??T222

?1（3）温度表示度有位相落后，其落后相角为??tg2??)从以上分析可以看出，只有当Ｔ>>Tλ时，示度的变化才能充分接近实际温度的变化。 12、为什么说测温仪器的滞后性能使仪器对温度具有自动平均的能力？测温仪器的热惯性系数是越小越好呢？还是越大越好？

13、为什么地表温度的测量要比空气温度的测量复杂？ 地表面及贴地层的温度梯度往往很大，要使传感器只与土壤表面进行热交换，而不受地表面以下土壤或贴地层空气的影响是不可能的。防辐射问题不能用遮蔽阳光的方法，否则遮蔽处的热交换状况与周围地表将有所不同，而不加遮蔽则阳光直射造成辐射误差影响增大。 即使同一块地面（裸地），由于地表不同部位的物理、化学性能的差别以及平整度和土壤颗粒大小不同，测出来的温度也会有较大的差别。 测量土壤表面温度理想的仪器是非接触式的红外辐射计。世界各国对地表温度测量仪器的安装方法不尽相同，有的将传感器直接放在地面；有的将传感器的一半埋在地中一半暴露在空气中；还有的则不进行土壤表面温度观测。测量地中温度相对较容易和准确。因为温度传感器埋入地中只与周围土壤进行热交换，不受其他条件影响，同时深度越深地中温度变化越缓慢 14．草温和雪温的测量各有何特点？

草面（或雪面）温度传感器仍使用铂电阻传感器。在冬季，当有降雪但未掩没草层时，继续进行草温观测。当积雪掩没草层时，将传感器置于原来位置的雪面上，一半埋在雪中，一半露出雪面，这时测量雪面温度。观测雪面温度时，如雪层发生变化，应在巡视时将传感器重新

15．防辐射罩的作用是什么？

轻便防辐射罩是利用自然通风的防辐射装置。其结构简单，罩的上板为伞形金属薄板，下板为金属平板与伞板相连，金属板外测镀铬具有良好反射率，向内的一面涂黑，以便吸收罩内层的辐射，使其不能反射到传感器上。两块金属板之间嵌有两块透明的有机玻璃，传感器就安置在它们之间的夹层中，板的作用是为了隔绝金属板上的热对流。

16．在自然条件下进行气温的测定存在的主要问题是什么？ 怎样解决？

第五讲 湿度的测量

1表示空气湿度的特征量及其定义

混合比r 空气中水汽质量mv与干空气质量ma之比。 比湿ｑ：空气中水汽质量mv 与空气总质量mv+ma之比。

绝对湿度（又叫水汽密度或水汽浓度)ρv：单位容积空气中所含的水汽质量。

水汽摩尔分数：空气中，水汽的摩尔数nv(nv=mv/Mv)与总摩尔数na +nv(na=ma/Ma)之比。Mv、Ma 分别是水汽和干空气的摩尔质量。

0.62198e??水汽压： e?x?PP?e饱和水汽压Ew和Ei：水汽中的水汽压不能无限制的增加，在一定温度下，能够容纳的水汽含量有一个极限值，如果超过这个极限值，就会有一部分水汽凝结成液态水或凝华成冰，这一极限值称为该温度下的饱和水汽压。分为水面Ew和冰面Ei两种

相对湿度U空气中实际水汽压与当时气温下的饱和水汽压之比。以百分数（％）表示，取整数

露点温度td空气在水汽含量和气压不变的条件下冷却达到饱和时的温度。单位以摄氏度(℃)表示，取一位小数。当空气中的水汽已达到饱和时，气温与露点温度相同t =td ，而水汽未达到饱和时，t ＞td 。

2.气温是否一定大于露点温度，为什么？

不一定。水汽未达到饱和时，t ＞td ，而当空气中的水汽已达到饱和时，气温与露点温度相同t =td。

3.干湿球温度表为何可用来测定空气湿度？

干湿球温度表是由两支型号完全一样的温度表组成。一支温度表的球部包扎着纱布，用蒸馏水湿润，称湿球温度表，另一支相应称干球温度表，将两支温度表置于相同的环境中。湿球周围空气未达到饱和时，表面的水份蒸发，不断地消耗蒸发潜热，使湿球温度下降；同时，由于气温与湿球的温差使四周空气与湿球产生热交换。在稳定平衡的条件下，湿球温度表蒸发支出的热量将等于由于与四周空气热交换得到的热量。这样在得到干球温度和湿球温度后，根据道尔顿蒸发定律和牛顿换热公式就可求得空气湿度。 4.为什么毛发表不用固定器差，而用毛发湿度表订正图来订正？

毛发测湿的精度较低，影响毛发测湿精度的因子又很多，其器差不是固定值，因此，毛发湿度表在使用前的一个半月应与干湿球温度表进行对比观测，根据干湿球温度表测定的湿度和毛发湿度表的读数，编制毛发湿度订正图，以确定其订正值。 5.试述常用的测湿方法和其代表仪器

热力学法：干湿表 吸湿法：毛发表 露点发;露点仪 光学法：红外湿度计 称量法：

6.干湿表测湿系数A与风速的关系如何？为什么会随风速的变化而变化？ A随风速v升高而降低，当v﹥2.5米每秒。A趋近于最小，之后保持不变 7为什么在-10℃停止使用干湿表？

温度表读数有误差，将导致相对误差的很大误差，这种误差是非线性的，特别在低温时误差是相当大的。因此，在我国规定，在-10℃，即停止使用干湿表测湿 8简述毛发特性

随空气湿度大小而改变长度的特性，②温度效应，③滞后效应，④瘫痪效应 9干湿表测湿度误差

温度表的读数误差 风速造成的误差 湿球结冰造成的误差 湿球纱布及蒸馏水受到污染造成的误差

10为什么毛发表刻度不均匀,而湿度计自记纸的刻度却是均匀的?

因为毛发随湿度的变化不是线性的。在湿度很小时，毛发延伸极快，到相对湿度为28%时，毛发可达到其延伸量的一半，以后逐渐减小。

毛发湿度计感应部分由一束毛发组成，以增大拉力，发束两端固定以提高测湿的灵敏度；传动机械采用杠杆曲臂，其具有传递放大和调整放大率两个作用，通过调整放大率，消除了毛发本身随相对湿度改变其伸长量的不均匀性，从而使自记笔尖对湿度的变化做均匀移动，所以，湿度自记纸的刻度线是等距的；自记部分与温度计相同。

第六章 气压的测量

1．什么是气压？大气中气流的运动对气压有什么影响？

气压是指单位面积上向上延伸到大气上界的垂直空气柱的重量。常用的气压单位是百帕 2．常用的测压方法有哪些？

（1）液体气压表：利用一定长度的液柱重量直接与大气压力相平衡的原理。（2）空盒气压表和气压计：利用空盒的金属弹力和大气压力相平衡的原理。（3）膜盒式电容气压传感器：利用真空膜盒，当大气压力产生变化时，弹性膜片产生形变而引起其电容量的改变，通过测量电容量来测量气压。（4）振筒式气压传感器：弹性金属圆筒在外力作用下发生振动，当筒壁两边存在压力差时，其振动频率随压力差而变化，该传感器就是利用这一原理。（5）压阻式气压传感器：利用气压作用在敏感元件所覆盖的抽成真空的小盒上，通过小盒使电阻受到压缩或拉伸应力的作用，由压电效应知道电阻值 随气压变化而变化，通过测量电阻值来测量气压。（6）沸点气压表：利用液体的沸点温度随气压的变化而变化的特性测量气压。 3．水银气压表的测压原理如何？如果用两支内管粗细不同的气压表同时进行观测，水银柱高度是否一样，为什么？

原理：设玻璃管的截面积为Ｓ，水银柱高度为ｈ，水银密度为ρ，ｇ为重力加速度，则管内水银柱的重量为：

W?S?gh 在Ｓ截面上产生的压强为： WS?gh???ghP??gh 水银槽面受到的大气压强为Ｐ，则两者平衡时： SS 从上式可以看到，水银柱高度除与大气压有关外，还与密度和重力加速度有关

一样。因为由气压公式 可知，气压只与水银柱高度有关，相同气压下，水银柱高度也相同。 4．动槽式水银气压表和定槽式水银气压表的构造主要有什么不同？

动槽式水银气压表的主要特点是有测定水银柱高度的固定“零点”，故每次测定都需调整水银面的高低，使其符合固定零点的位置。才能读取水银柱高度。定槽式水银气压表的最大特点是槽部没有调整水银面的装置，即没有固定零点。不需调整水银面，而采用了补偿标尺刻度的方法，以解决零点位置的变动，它要求内管截面与槽部截面成不变的比例关系。所以，定槽式的内管示度部分直径均匀。

5．定槽式水银气压表为什么要进行标尺补偿，原理如何？槽内隔板有何作用？

6．水银气压表的仪器误差主要有哪些？如何避免和消除？

由于受制成气压表的材料的物理特性的变化及制作技术条件的限制而产生的仪器差主要由下列几个原因造成：⑴真空不良的影响产生的误差⑵毛细压缩误差⑶温度的不确定度产生的误差⑷水银蒸气压的影响产生的误差⑸标尺误差⑹由于安装条件不妥引起的误差⑺其它误差

7．水银气压表为什么要进行读数订正？试说明各项订正的物理意义。

将观测得到的水银柱高度读数h，订正到标准情况下的水银柱的高度h0 时，应满足下列关

h ) 其中 ?(t)系 ? (0 ?C ) ? g (45 ? ,0) ? h 0 ? ? ( ? g (? , h ) ? h ? (t ) ? g ( ? , p ?t)h0?h ? (0 ?C ) ? g (45 ? ,0) ?(0?C)g(?,h) 只与气压表水银和标尺铜管的温度有关 ? 只与观测点的纬度和海拔高度有关

g(45,0)

当温度变化时水银密度也随之改变，从而引起水银柱高度的变化，同时温度的变化也将使测量水银柱高度的黄铜标尺发生胀缩。这样，当外界气压不变，而温度发生变化时，水银柱和黄铜标尺均会发生胀缩。这种纯系温度的变化而引起的气压读数的改变值，称为水银气压表的温度差

8．金属空盒有哪些特性？为什么弹性空盒可以作为测压仪器的感应器？ （1）空盒弹性的温度效应 （2）空盒的弹性后效

空盒气压表和空盒气压计都是用金属弹性膜盒作为感应元件的，利用这种空盒的弹力与大气压力相平衡的原理来测量气压。当大气压力发生变化时，空盒随之产生形变，把这种形变进行一定程度的放大就可以用来指示气压的变化。

9. 新式空盒一般被压成波纹形，为什么？空盒弹性后效的主要特点是什么？ 空盒被压成波纹形，是为了增加空盒被压时变形的柔韧性和测压的灵敏度。空盒弹性后效有两个主要特点：a. 当气压变化停止后空盒的形变并不停止。b. 空盒的升压曲线和降压曲线不一致。

10．根据下述条件，求出本站气压。测站海拔高度 200米，纬度 56°14ˊ，经仪器差订正后的水银气压表读数为1018.1hPa，气压表附温为12.7℃。

11．试述膜盒式电容气压传感器、振筒式气压传感器、压阻式气压传感器的测压原理。利用气压传感器测量气压有什么特点？

膜盒式电容气压传感器的感应元件为真空膜盒。当大气压力产生变化时，使真空膜盒（包括金属膜盒和单晶硅膜盒）的弹性膜片产生形变而引起其电容量的改变，通过测量电容量来测量气压。振筒式气压传感器是利用弹性金属圆筒在外力作用下发生振动，当筒壁两边存在压力差时，其振动频率随压力差而变化。因为筒的谐振频率与压力之间有唯一的关系，所以测出频率就可计算出气压。但是，在校准时确定的这种关系还会受到温度和气体密度的影响，所以需要进行温度补偿和采用干空气。 压阻式气压传感器是利用气压作用在敏感元件所覆盖的抽成真空的小盒上，通过小盒使电阻受到压缩或拉伸应力的作用，由压电效应知道电阻值的变化与气压的变化成正比，通过测量电阻值来测量气压 12．造成电测气压传感器测量误差的主要原因是什么？

1）校准值漂移：校准值漂移是电测气压传感器的主要误差源之一。（2）温度的影响：电测气压传感器保持温度不变，就可以保持校准值不变。最好工作温度就在校准温度附近。如果气压传感器没有温度控制，就会有较大的误差产生。（3）电磁干扰的影响：气压传感器是一种灵敏的测量器件，因此它应该屏蔽并远离强电磁场，如变压器、计算机、雷达等设备。电磁干扰不会经常引起麻烦，但会引起噪声增加，使准确性降低。（4）运行方式的影响：如果校准时使用的操作方法与业务使用时的操作方法不同，也可能会引起气压传感器校准结果的明显变化。

13．为什么要进行海平面气压订正？其订正值的准确度与什么因素有关？为什么？ 本站气压只表示台站拔海高度上大气柱的压强。在不同的拔海高度上由于承受大气柱长度不同，所以各站间的本站气压是无法进行比较的。为了比较各地气压的高低，便于分析气压场，必须把各地的本站气压统一订正到海平面上,即进行海平面气压订正。海平面气压订正的准确度取决于 与c 。当气压表良好，观测与查算方法正确，通常本站气压是准确的。而高度差的准确度受ｈ与tm的影响，因此海平面气压订正值的准确度主要取决于：台站拔海高度ｈ、气柱的平均温度 。

19．气压表可分为哪几个等级？

A级：一级或二级标准气压表，能独立地测定气压值，准确度不低于±0.05hpa；B级：工作级标准气压表，用于日常的气压表对比工作，它的仪器误差通过与A级表对比后校准；C级：参考标准气压表，用来对移运式标准气压表和气象站气压表进行对比；S级：安装在气象站

上的气压表；P级：质量好、准确度好的水银气压表，经过搬运仍然能保持原有的校准值；N级：质量为一级的便携式精密空盒气压表；Q级：质量为一级的便携式精密数字气压表，可用作移运式标准；M级：质量好、准确度好的便携式微气压计

第七章 地面风观测

1．气象站地面风的观测项目有哪些，常用的测风仪器是什么？ 风向 风速。 风速感应仪

2．试述风向标测定风向的原理。各种风标各有什么优点？ 当风的来向与风向标成某一个交角时，风对风向标产生压力，这个力可分解成平行和垂直于风向标的两个分力。由于风向标头部受风面积较小，尾翼受风面积较大，因而感受的风压不相等，垂直于尾翼的风压产生风压力矩，使风向标绕垂直轴旋转，直至风向标头部正好对着风的来向时，由于翼板两边受力平衡，风向标就稳定在某一位置。

特点：双叶型、菱型、流线型等。双叶型风向标稳定性也较好，但是尾翼对气流的破坏较严重，引起了尾翼后的涡流。菱型风向标是比较理想的风向标，它的体积和重量都较小，灵敏性、稳定性都很好。流线性风向标具有菱型风向标的优点，但是制造上较难，容易变形。 3．从风标响应的观点来说，对风标应有怎样的要求？

灵敏性：在小风速或风向改变不大的情况下，能很快地反映出风向变化来 稳定性：当风向改变时，由风向标本身惯性作用引起的摆动要小 5．为什么现在常见的风杯形风速器均采用三杯圆锥形？ 实验认为三杯优于四杯，一方面是三杯的旋转力矩在整个回旋过程中分布比较均匀，转动比较稳定；另一方面，同样的材料和结构，单位质量所得到的旋转力矩是三杯大于四杯，因此比较灵敏，目前新型转杯风速表均是采用三杯的，试验还认为，锥形杯的性能比半球形的好。 6．试述旋转风速表的过高效应。

对于风杯型风速器，是根据受到的风压的作用，风杯顺着圆锥的凹面方向自由转动，再根据风杯的转速确定风速的大小。当风速增加时转杯能迅速增加转速，以适应气流速度，但当风速减小时，由于惯性影响，转速却不能立即下降。因此，旋转风速表在阵性风里指示的风速一般是偏高，就是所谓的过高效应。

7．风向传感器传送和指示风向的方法有哪些？

有机械传送、电接式传送、电位计式传送、光电转换即格雷码盘等，其中最常用的是格雷码盘。

8．风速传感器传送和指示风速的方法有哪些？

传送和指示风速的方法有机械式、电接式、电机式、磁感式和光电式即多齿光盘等，其中最常用的风速传感器是多齿光盘 9．格雷码盘有何特点？

格雷码盘将风向标轴的转动角度的度数变换成一个二进制的数字信号。格雷码盘由等分的同心圆组成，由内到外分别作21、22、23、24、25等分，相邻两份做透光和不透光处理，通过位于码盘两侧同一半径上的光电耦合器件输出相应的格雷码 10．试述电接风向风速计的基本构成及各部分的作用。 基本组成

（1）感应器

a.风速部分的组成及各部分的作用 b.风向部分的组成及各部分的作用 （2）指示器

a.瞬时风速指示部分

b.瞬时风向指示部分 （3）记录器

a.瞬时风速记录部分 b.瞬时风向记录部分

15．热线风速表的测量原理是什么，有哪些类型，各有何特点？ 热线风速表是利用一根被加热的金属丝置于空气中，散热速率与周围空气的流速有关，利用这种特性来测量风速。

16．声风速表的测量原理是什么？

声风速表是利用声波在空气中的传播速度与风速之间的函数关系测量风速的。 17．对测风仪器的安装有什么要求？为什么？

测风仪器必须垂直安装；安装测风仪器的杆不能太粗，否则会改变气流的自然状况；仪器应安装在杆的顶端，如果需要安装在杆的中间，则应使用一定长度的横臂，以使风速仪器远离杆柱。由于风比起其它要素来说，更容易受到地形特征的影响。因此，对测风仪器的安装，要尽可能地减小地形地物的影响，以提高记录的准确性和代表性。

第八讲辐射和日照

1、辐射观测主要有哪些项目？有哪些主要仪器？它们的感应原理有何不同？

短波辐射（1）太阳短波辐射通量2）水平面太阳直接辐射（3）散射辐射（4）总辐射 （5）短波反射辐射 地球长波辐射通量 净辐射 直接辐射表 总辐射表 全波段辐射仪器 2、直接辐射与散射辐射有何区别?

太阳直接辐射S：垂直于太阳入射光的辐射通量 太阳辐射经过大气或云的散射，以短波形式到达地面的辐射通量。

3、用仪器测量太阳直接辐射时，会对测量带来什么影响？ 受太阳辐射的那块锰铜片热量由外向内传递，被电流加热的一片则是由内向外传递热量，两者温度梯度的方向相反，引起的误差约为0.5％。

4、Angstrom绝对日射表为什么是补偿式的绝对日射表？ 5、什么是相对辐射仪器的换算因子？ 6、什么是日照时数？

日照时数指太阳在一地实际照射的时数。

7、暗筒式日照计的感光迹线受哪些因素的影响？有何特点？

日出与日落前后的光线 日出与日落前后光线逐渐增强或逐渐减弱,日照迹线较为模糊 太阳直射位置 不同的时节与不同的时间段迹线会出现不同的偏向 8、试述暗筒式日照计的作用原理。 测量原理：暗筒式日照计是利用阳光透过仪器上的小孔射入筒内，使涂有感光药剂的日照纸上留下感光痕迹线，来计算日照时数的。 9、试述聚焦式日照计的作用原理。

聚焦式日照计是利用太阳光经玻璃球聚焦后烧灼日照纸留下的焦痕来记录日照时数的。 10、如果暗筒式日照计安置时东西不水平或南北线没有对准，感光迹线会如何？ 安装不水平在感光迹线上表现的形式：

1） 东边高西边低，上午感光迹线超过日照纸上12时的时间线，下午感光迹线在12时时间线以后才开始。

（2） 东边低西边高，上午感光迹线未到12时即终止，下午未到12时线即开始。故上午日照迹线短，下午日照迹线长。

北端偏低、南端偏高，感光迹线为向上弯曲的弧线 北端偏高、南端偏低，感光迹线为向下弯曲的弧线 11、试比较暗筒式日照计和聚焦式日照计的优缺点.

暗筒试日照计能全年比较能准确的观测日照的准确性，但缺点需要准确的仪器安装 聚焦式日照计较方便的观测出日照，但在雨天，雪天不宜使用

第九章 积雪冻土

1.我国气象台站的降水观测包括哪些内容？什么是降水量和降水强度？ 降水量 降水强度

降水量是指从天空降落到地面上的液态或固态（经融化后）降水，未经蒸发、渗透和流失而在水平面上积聚的深度。以mm为单位，取一位小数。纯雾、露、霜、雾淞、吹雪、冰针的量按无降水处理，当其与降水伴见时也不扣除其量

降水强度：指单位时间的降水量。通常测定5分钟、10分钟和1小时内的最大降水量。 2.雨量器、雨量计器口变形或器口不水平，对降水量测定的准确度有何影响？为什么？ 有一定影响。雨量计器口变大会使最后收集的雨量增多，雨量计器口变小会使最后收集的雨量变少。总之会有误差的！

3.用雨量器测量降水量。仪器的放大率与什么因素有关？ 承水器口的横截面积 进水管的横截面积 浮子室的横截面积

4.20cm雨量器专用量杯损坏，又无备份件，用普通量杯量得为219.8cm3，量杯直径2cm，其降水量是多少？

5.影响降水量测定的因素是什么？ 雨水溅失 蒸发损失 风造成的误差

6.虹吸式雨量计的作用原理如何？仪器的放大率与什么因素有关？仪器的精确度主要与什么因素有关？ 测量原理：当雨水通过承水器和漏斗进入浮子室后，水面即升高，浮筒和笔杆也随着上升（由于笔杆总是做上下运动，因此雨量自记纸的时间线是直线而不是弧线），下雨时随着浮子室内水集聚的快慢，笔尖即在自记纸上记出相应的曲线表示降水量及其强度。当笔尖到达自记纸上限时（一般相当于10mm），室内的水就从浮子室旁的虹吸管排出，流入管下的盛水器中，笔尖即落到0线上。若仍有降水，则笔尖又重新开始随之上升，而自记纸的坡度就表示出了降水强度的大小。由于浮子室的横截面积与承水口的面积不等，因而自记笔所记出的降水量是经过放大了的。

设A1为承水器口的横截面积，A2为进水管的横截面积，A3为浮子室的横截面积，A4为虹吸管的横截面积，θ为虹吸管与浮子室的夹角。当降水量为H时，浮子上升的高度为h A1H=（A2+A3+A4)h，令h/H=n A1/(A2+A3+A4)

精确度和雨量计的清洁还有型号有关 7.试述翻斗式遥测雨量计的构造原理。

翻斗式遥测雨量计是由感应器、记录器和电源组成的有线遥测雨量仪器。感应器由承水器、

上翻斗、计量翻斗、计数翻斗、干簧管等组成。记录器由计数器、记录笔、自记钟、控制线路板等构成。

承水器收集的降水通过接水漏斗进入上翻斗，积到一定量时由于重力作用上翻斗翻转，水进入汇集漏斗。再注入计量翻斗时，将不同强度的降水调节为较均匀的降水强度，以减少由于降水强度不同造成的测量误差。当计量翻斗承受的降水量为0.1mm时，计量翻斗将降水倒入计数翻斗，使计数翻斗翻转一次。计数翻斗在翻转时，与其相关的磁钢对干簧管扫描一次，干簧管因磁化而瞬间闭合一次。这样，降水量每次达到0.1mm时，就送出一个开关信号，采集器就自动采集存储0.1mm降水量

8.正常情况下，雨量自记纸上的曲线形式如何？为什么？

会逐渐加大，因雨量器将降水量被放大了，造成曲线不均匀分布

9.比较20cm口径小型蒸发器与E－601型蒸发器的精度，并说明理由。

e-601型蒸发器的精度比20cm口径小型蒸发器的精度高，对于影响蒸发量的原因都导致20cm口径小型蒸发器的蒸发量都比e-601型蒸发器的蒸发量偏大，所以测量精度20cm口径小型蒸发器比e-601型蒸发器的精度小

10.积雪深度、雪压在什么条件下观测？某次用体积量雪器观测得到容积等于440cm3的水，求雪压。

雪深、雪压的观测地段，应选择在观测场附近平坦、开阔的地方。入冬前，应将选定的地段平整好，清除杂草，并作上标记。 P=440*1/100=4.4

11.用称雪器称量得某样本秤杆刻度数m＝5.9，求雪压。 P=M/S=50*m/50=m=5.9

第十章，自动气象观测系统 1.何谓自动气象站,如何分类？

自动气象站是一种能自动地观测和存储气象观测数据的设备。如果需要，可直接或在中心站编发气象报告，也可以按业务需求编制各类气象报表。自动气象站网由一个中心站和若干自动气象站通过有线和无线通信电路和组网软件组成。 有人自动站 无人自动站

2.试述自动气象站的基本构成和工作原理。

自动气象站由硬件和系统软件组成,硬件包括传感器,采集器,通信接口,电源,计算机等,系统软件有采集软件和业务应用软件。还应配置远程监控软件，将自动气象站与中心站连接形成自动气象站网。

随着气象要素值的变化，自动气象站各传感器的感应元件输出的电量产生变化，这种变化量被CPU实时控制的数据采集器所采集，经过线性化和定量化处理，实现工程量到要素量的转换，再对数据进行筛选，得出各个气象要素值，并按一定的格式存储在采集器中。 在配有计算机的自动气象站，实时将气象要素值显示在计算机屏幕上，并按规定的格式存储在计算机的硬盘上。在定时观测时刻，还将气象要素值存入规定格式的定时数据文件中。根据业务需要实现各种气象报告的编发，形成各种气象记录报表和气象数据文件。 3.自动气象站的主要功能是什么？

⑴ 自动采集气压、温度、湿度、风向、风速、雨 量、蒸发量、日照、辐射、地温等全部或部分 气象要素

⑵ 按业务需求通过计算机输入人工观测数据

⑶ 按照海平面气压计算公式自动计算海平面气压； 按照湿度参量的计算公式计算水汽压、相对湿度、 露点温度以及所需的各种统计量 ⑷ 编发各类气象报告 ⑸ 形成观测数据文件 ⑹ 编制各类气象报表

⑺ 实现通讯组网和运行状态的远程监控 4.自动气象站常用的传感器有哪些？

气压——振筒式气压传感器、膜盒式电容气压传感器 气温——铂电阻温度传感器 湿度——湿敏电容湿度传感器 风向——单翼风向传感器 风速——风杯风速传感器 雨量——翻斗式雨量传感器 蒸发——超声测距蒸发量传感器 辐射——热电堆式辐射传感器 地温——铂电阻地温传感器

日照——直接辐射表、双金属片日照传感器 5.自动气象站数据采集器的主要功能是什么？

数据采集器是自动气象站的核心，其主要功能是数据采集、数据处理、数据存储及数据传输等。

6.自动气象站的数据采样顺序如何？

采样顺序：气温、湿度、降水量、风向、风速、气压、地温 、辐射、日照、蒸发 7.自动气象站观测的风向，风速是如何平均的，风向过零如何考虑？

风向、风速采用滑动平均法，计算公式

:n个样本的平均值，yn:第n个样本值，t：采样间隔（s）,T:平均区间（s） 风向过零处理采用以下算法：

8.自动气象站观测要素的极值如何选取？ 最大风速从10分钟平均风速值中选取

其他要素的极值（含极大风速）均从瞬时值中选取

第十一讲 大气边界层

1大气边界层的定义

大气边界层又称行星边界层，是指存在着湍流性特征的低层大气，是大气与下垫面直接发生相互作用的层次。湍流是边界层大气的主要运动形态，对地表面与大气间的能量、热量、水汽及其它物质的输送起着重要的作用。地球表面热力强迫的日变化通过湍流混合扩散使得边界层中气象要素呈现日周期的循环。 大气边界层一般可分为二层，近地层和上面的Ekman层。近地层又称表面层（Surface Layer），

是边界层的最低层，直接与地表接触，受地面强烈影响的一层大气，其厚度约比整个行星边界层小一个量级，因行星边界层厚度变化一很大，故近地层厚度变化也大，一般几十米，这是平均情况；在近地层，大气受地球表面的动力和热力的强烈影响，气象要素随高度激烈变化，运动尺度小，柯氏力可略去不计；由于近地层很薄，可以近似地认为该层中动量、热量和水汽的铅直湍流输送通量几乎不随高度变化，即，其为常通量层。Ekman层是大气边界层的上层，在Ekman层，湍流粘性力和柯氏力及气压梯度力同等重要 2湿度脉动量的测量

湿度脉动量测量主要有三种不同的方法，它们是水汽对紫外辐射的吸收（Lyman-α湿度仪），水汽对红外辐射的吸收（红外湿度计）和微波折射与湿度的依赖关系（微波折射仪）。这三种类型的仪器中最为简单也是最为常用的是Lyman-α湿度仪 。

第十二章 高空温湿压风的探测

1.测定高空风有哪几种方法？这些方法有什么特点？

①根据气流对测风仪器的动力作用来测定个高度上的风力和风速：广泛用于地面风，测高空风需要升空装置。②轨迹法：用来测风的飘浮物体，要求其惯性很小，没有相对于空气的水平运动的对象才能作为气流水平方向运动轨迹的示踪物。示踪物在水平方向运动的方向和速度就是风向、风速。需要指出的是，这样求出的风向、风速是某一时段或某一气层厚度内气流方向和速度的平均值

2气球测风原理：由于氢气本身有质量，它要产生一个向下的力，用V γ表示（ γ为氢气的质量密度）。另外气球的球皮和附加物也有重量，也要产生一个向下的力，我们设为B。我们把与气球同体积的空气重力与氢气重力之差，称为总举力。用E表示，即：E=V（ρ-γ)g 我们把总举力与气球的球皮和附加物产生的重力之差称为净举力。用A表示A=E-B=V（ρ-γ)g-B 总举力不能够完全决定气球能否上升，只有净举力才能完全决定

净举力A一般是不随气球上升而改变的A0=V0（ ρ0-γ0)g-B假设球内部的气体压力接近于周围的空气压力，球在上升时，气球内外的温度是相等的，球内氢气的质量在放球观测的时段为基本不变。则可知：气球在上升过程中球内氢气密度的变化正比例于外界空气密度的变

??V0????V。A=E-B=V（ρ-γ)g-B 0化，而反比例于气球的体积的变化。可得：0A0=V0（ ρ0-γ0)g-B可以得到A=A0=常量，即 气球在上升过程中，净举力保持恒定

3影响气球的因子：

⑴ A与B影响：升速与净举力A，球皮及附加物重量B重量有关，要使升速增大，必须要增大A或减小B。⑵ 空气密度ρ的变化⑶ 空气阻力系数⑷ 大气中垂直气流⑸ 渗透和扩散的影响⑹ 畸形和上升中的翻滚，阻力增大，气球升速变小。

2.试述单经纬仪测风的基本原理，并说明单经纬仪测风中风向、风速是如何确定的。 某一瞬时，气球在空间的位置对地面有一个垂直投影点，测得在某一个时段内气球投影点的位移，就是气球在这段时间里的水平位移，据此就可以测定这一时段所对应的高度上的风向和风速。确定：

已知：风气球的升速w=100米/分 第2分钟的仰角α2= 30°，方位角β2=45°第4分钟的

仰角α4= 76°，方位角β4= 30求第2-4分钟平均风速和风

3.测风气球的总举力和净举力与哪些因素有关？要保持净举力不随气球的上升而改变，必须满足什么条件？

3. 双经纬仪定点测风 矢量法计算气球高度

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