大气探测期末复习

1大气探测每章后习题整理第一章绪论1、大气探测学研究的对象、范围和特点是什么？气象要素、天气现象及其变化过程;地面（-1—10m)、近地面（10—3000m）和高空；2、大气探测的发展主要有哪几个时期？3、简述大气探测原理有哪几种方法？直接测量、遥感测量4、大气探测仪器的性能包括哪几个？灵敏度、精确度、稳定性（惯性）、（分辨率、量程）5、如何保证大气探测资料的代表性和可比性？站址的选择、观测站的建立需要考虑空间的代表性；要取一定时段的平均值作为测量值（多次测量，取平均值）,能提高资料的时间代表性；此外，选取有一定惯性的测量仪器，也能提高时间代表性，同时测量保证时间代表性；比较性是建立在一致的基础上6、为什么要提出气象观测资料的“三性”要求？大气探测是在自然的动态条件下进行的。由于大气是湍流介质，形成被测气象要素随空间和时间的非均匀性和脉动性。但是大气探测资料又往往是用于区域或全球的大气运动的整体诊断和分析，因而，要求气象台站的观测资料必须准确的代表某一地区的大气特征，又能做到相互比较，以了解地区间的差异。7、怎样衡量观测资料的代表性和准确性？他们之间有何关系？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；测量值与真值一致的程度评定准确性。观测资料的代表性是建立在准确性的基础之上的，是互相联系、互相制约的。第二章云的观测1.熟记云状的分类及各种云状的国际简写。2.熟悉各类云的主要特征。3.高云族、中云族、低云族各有何特征？4.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？淡积云云的个体不大，轮廓清晰，底部较平，垂直发展不旺盛；浓积云云的个体高大，轮廓清晰，底部较平、阴暗，垂直发展旺盛，顶部像花椰菜；秃积雨云云顶已开始冻结，云顶花椰菜形的轮廓渐渐模糊；鬃积雨云云顶白色，丝絮状结构明显。5.碎积云、碎层云、碎雨云，它们之间在外形及成因上有何不同？碎积云积云体的形成，开始并不很明显，往往是边形成边消散；碎层云往往是由消散中的层云或雾抬升而成；碎雨云是由于降水物蒸发，空气湿度增加，在湍流作用下水汽凝结而成。6.卷层云和高层云、高层云和雨层云、雨层云和层云，各有何异同之处？7.卷积云和高积云、高积云和层积云，各有何异同之处？8.云的观测的主要内容是什么？判定云状，估计云量，测定云高9.我国现行规范对云状分类的依据是什么？形态学分类：按云的外形和云底高度分为3族10属29种210.简述云形成的基本过程。云的形成过程是空气中的水汽由各种原因达到过饱和而在凝结核的作用下发生凝结或凝华的过程11.简述云量和云高的观测方法。云量是指云遮蔽天空的成数，将天空分为10成，纪录整数云量。气球测定云高、云幕灯测定云高。12.云状观测时云状的记载和云高观测时云状的记载有何不同？云状观测要注意它的连续演变，从外形特征、结构、色泽、排列、高度以及伴见的天气现象着眼，通过认真细致的分析，判定云状。云高观测时云状记云底高度最低的云云状。第三章能见度、天气现象、地面状态的观测1．影响能见度的因子有哪些？如何理解适光和暗光？大气透明度、目标物和背景的属性、眼睛的视觉性能；2．何谓气象光学视程、白天能见度和夜间能见度，如何理解其测量准确度？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；是指视力正常(对比视感阈为0.05)的人，在当时天气条件下，能够从天空背景中看到和辨认出目标物（黑色，大小适度）的最大水平距离；夜间则是能看到和确定出一定强度灯光的最大水平距离。3．如何确定“能见”和“不能见”，白天和夜间有何不同？所谓“能见”，在白天是指能够看到和辨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”4．何谓有效能见度？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。5．夜间能见度目标灯的选择有哪些要求？目标灯应选择位于开阔地带不受地方性烟雾影响的、灯光强度不变的、不带颜色的、没有灯罩的、白色的、孤立的点光源6．无灯光目标物的情况下，夜间能见度如何测定？在无条件利用目标灯进行观测的情况下，则只能根据天黑前能见度的变化趋势，当时天气现象和气象要素的变化情况，结合实践经验加以估计。7．为什么远处目标物有时能看得清楚，有时又看得不清楚？试就其物理原因解析之。因为大气中悬浮颗粒在不停的运动，大气透明度亦在不断变化，同时人眼的视觉性能不能长时间保持一致，故有时远处目标物可以看得清楚，有时又看不清楚。8．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？为什么？不能看见。气象能见度定义是以天空为背景的黑色目标物所能见的最大距离，题中为白色目标物，且其视角大于5度。9．白天能见度与气象光学视程是否相当？某一目标物按白天能见度定义它刚好能见，问它是否在气象光学视程之内？不相当，约为4:3；不在。11．哪些天气现象与能见度有关？扬沙、沙尘暴、浮尘、霾、烟幕、轻雾、雾、吹雪、雪暴。12．积雨云的出现可能会带来哪些天气现象？13．当雨很小时如何与毛毛雨区分？雨滴下降时清楚可见，强度变化较缓慢，落在水面上会激起波纹和水花，落在干地上可留下湿斑。毛3毛雨稠密、细小而十分均匀，下降情况不易分辨，看上去似乎随空气微弱的运动飘浮在空中，徐徐落下。迎面有潮湿感，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。14．如何区别霰和米雪、冰雹和冰粒霰2-5毫米，着硬地常反跳，松脆易碎，常呈阵性；米雪小于1毫米，着硬地不反跳，均匀、缓、疏下降；冰雹坚硬不易碎，内核常不透明，阵性明显，常随雷阵雨出现；冰粒着地有沙沙声，透明较硬，常呈间歇性。15．雾凇和雨凇、吹雪和雪暴？16．浮尘与霾、霾与轻雾？颜色、能见度。17．浮尘、扬沙、沙尘暴之间如何区别？18．大风、飑、尘卷风、龙卷风之间如何区别？19．何谓地面状态，如何划分？强调重点：积雪：雪（包括霰、米雪、冰粒）覆盖地面达到台站四周能见面积一半以上时，称为积雪。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。寒潮：把过程降温达10℃以上且过程最低温度在5℃以下的强降温过程称为寒潮。高温：夏季日最高气温连续两天或以上≥35°C的天气。第四章温度的观测热滞系数λ:λ＝mc/hs称为热滞系数介质温度保持不变时的热滞误差：介质温度呈线性变化时的热滞误差：在当τ/λ＞5时，上式可简化为ｔ－θ＝－βλ介质温度呈周期性变化时的热滞误差: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？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；我们把衡量温度的尺度称为温标，有摄氏温标、华氏温标和热力学温标；热力学温标（K）亦称为标准温标或绝对温标,它用单一固定点来定义，它规定水的三相点为273.16K;T=273.16+t(°C)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？地温是下垫面温度和不同深度的土壤温度的统称。下垫面温度包括裸露土壤表面的地面温度、草面（或/0ett/(1)teTA2sin0)22sin(4112220TtgTTAt4雪面）温度及最高、最低温度。浅层地温包括离地面5，10，15，20厘米深度的地中温度。较深层地温包括离地面40，80，160，320厘米深度的地中温度。地面温度表；5,10,15,20厘米曲管地温表，表身下部伸长、长度不一，并且在感应部分上端弯折，与表身成135°夹角；40,80,160,320厘米直管地温表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。水银具有更高的沸点，酒精具有更低的凝固点，且水银不易沾湿玻璃。4．最高和最低温度表的构造与性能有何不同？最高温度表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？双金属片具有受温度变化而发生形状和曲率变化的特性，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。双金属片焊接面自由端的位移量为λ，有，故两金属的膨胀系数α应差距大，厚度h应小，这样λ就会较大，相应灵敏度也较大。6．热电偶测温原理是什么？测温方法主要有哪两种？将两个不同的金属导体连接成一个闭合回路，若两端接触点的温度不同，就会产生温差电动势，回路中就有电流产生。接触点的温差越大，回路中电动势也就越大，这种现象叫热电现象；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？金属电阻温度表电阻元件与温度有很好的线性关系；热敏电阻温度表可以进行远距离温度测量，而且测量的灵敏度也高，热敏电阻与温度的关系是非线性的。8．常用的金属电阻温度表使用的金属是哪一种，为什么？（铂、镍、铜）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？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；热滞系数数值大小与质量m、比热c、接触面积s、热交换系数h（其与介质流速有关）；温度表感应介质温度的速度。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？（参考前方方程式）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？由于仪器的热滞现象，使得高频率的温度振动不能被反映出来，这就是说测温仪器具有自动平均能力，且测温元件的热滞系数愈大，其自动平均能力也愈强；与仪器的使用需求有关。13、为什么地表温度的测量要比空气温度的测量复杂？1.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；2.防辐射问题不能用遮蔽阳光的方法；3.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。14．草温和雪温的测量各有何特点？tthhLA)(212120515．防辐射罩的作用是什么？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？由于太阳的直接辐射、地面的反射辐射等的影响，会使测温元件的表示度与实际气温存在差异。在白天强日射的情况下，将使元件温度高于气温，导致较大的辐射误差。消除和减小辐射误差，是气温测量中的关键问题；使用防辐射设备：百叶箱、通风干湿表、防辐射罩。17．防止温度测量中辐射误差的途径有那些？屏蔽、增加