1大氣探測學作業(yè)習題第一篇緒論、云、能見度和天氣現(xiàn)象的觀測第1章緒論1.

1.名詞解釋：

大氣探測的精確度、靈敏度、慣性、分辨率、量程、代表性、可比性。2.大氣探測學研究的對象、范圍和特點是什么？3.大氣探測的發(fā)展主要有哪幾個時期？4.簡述大氣探測原理有哪幾種方法？5.大氣探測儀器的性能包括哪幾個？6.如何保證大氣探測資料的代表性和可比性？第2章云的觀測7.熟記三族、十屬、二十類云的中文名和國際簡寫。8.解釋積狀云、層狀云、波狀云的形成機理和基本特征。9.解釋卷積云與高積云、高積云與層積云各有何異同？10.解釋卷層云與高層云、高層云與雨層云、雨層云與層云有何異同？11.解釋莢狀、堡狀、絮狀云、鉤狀云的形成機理，各代表什么大氣氣層結(jié)狀況？12.解釋碎積云、碎層云、碎雨云的外形與成因有何不同？13.簡述對流云從淡積云Cuhum發(fā)展到鬃積雨云Cbcap的物理過程。14.熟記CH、CM、CL云碼所代表的云屬、云狀及其天氣意義和演變規(guī)律。15.對下面的記錄進行分析，并描述天空狀況，包括云狀、云量、云的特征及可能伴隨出現(xiàn)的天氣現(xiàn)象等。時

時間

8h

10h

12h

14h

16h云

云碼

CL1，CM8，CH1

CL2，CM6，CH2

CL2，CM6，CHX

CL9，CMX，CHX

CL7，CM9，CHX云

云量4/2

6/4

8/6

10/10

10/10-第3第3章能見度的觀測16.影響能見度的因子有哪些？17.氣象能見度的定義是什么？18.白天能見度與夜間能見度的觀測有何不同？19.能見度的器測法主要有哪幾種，說明它們的優(yōu)缺點和工作原理。20.請寫出水平均一大氣的目標物亮度方程，并說明方程各項的意義。21.請寫出人眼所見目標物的總視亮度方程，并說明方程各項的意義。22.請寫出目標物一水平天空背景亮度對比度衰減規(guī)律方程，并說明各項意義。第4章

天氣現(xiàn)象的觀測23.簡述形成連續(xù)性、間歇性和陣性降水的物理機理及判斷特征。24.如何區(qū)別吹雪和雪暴？25.闡述浮塵與霾；霾與輕霧；浮塵、揚沙、沙塵暴及塵卷風天氣現(xiàn)象的形成機理，并寫出其符號。26.闡述虹、暈和華的區(qū)別。27.譯出下列電碼：31656，50905，11152，10026，20122，39862，40088，52052，54000，60061，10025，11308，29060，39665，40026，52146，54000，60032。第二篇溫度、濕度、氣壓和風的觀測第5章溫度的觀測28.什么叫溫標？常用溫標有哪幾種？如何換算？29.闡述玻璃溫度表測溫原理。30.為什么玻璃水銀溫度表要定期進行檢定？31.闡述最高最低溫度表測溫原理。32.闡述雙金屬片測溫原理。33.闡述平衡和不平衡電橋測溫原理。34.推導(dǎo)線性化輸出平衡電橋電阻r1,r2,r3的計算式。35.說明溫度熱滯系數(shù)的物理意義及特性。36.如何測定溫度表的熱滯系數(shù)?37.一支熱滯系數(shù)為100S的溫度表，溫度20℃時，觀測環(huán)境30℃的空氣溫度，精度要求為0.1℃，需要多少時間才能觀測？38.百葉箱氣溫日變化振幅A0=10℃，要求日振幅誤差小于0.1℃，計算熱滯系數(shù)。39.在溫度測量時，熱輻射和熱傳導(dǎo)誤差是怎樣產(chǎn)生的？采用那些措施來防止氣溫測量中出現(xiàn)的熱輻射和熱傳導(dǎo)誤差？40.在什么情況下，溫度表需要一定的慣性？什么情況下，溫度表的慣性要??？第6章空氣濕度的觀測41.簡述干濕球溫度表的測濕原理。42.干濕球溫度表A值與風速有何關(guān)系？與哪些因素有關(guān)？43.為什么采用人工通風的干濕球溫度表能提高測量精度？44.簡述露點儀的測量原理。45.影響露點儀測量精度的因素有哪些？46.簡述光譜吸收法、氯化鋰測濕法和碳膜濕敏電容測量濕度的原理。

第7章氣壓的觀測47.簡述動槽式、定槽式水銀氣壓表的觀測原理。48.水銀氣壓表誤差主要有哪些？說明原理。49.如何對水銀氣壓表讀數(shù)進行器差、溫度、重力訂正。50.簡述空盒氣壓計、空盒氣壓表的測壓原理。51.簡述空盒氣壓計的彈性后效、彈性溫度效應(yīng)原理及其解決方法。52.簡述沸點氣壓計測壓原理。53.已知在北緯400，海拔高度為120m的氣象站動槽式水銀氣壓表的氣壓讀數(shù)為988.2hPa，器差為0.6hPa，th=250C，r=0.60C/100，求：本站氣壓,海平面氣壓，及本站氣壓與海平面氣壓壓差。54.已知在北緯450，海拔高度為220m的氣象站動槽式水銀氣壓表的氣壓讀數(shù)為986.1hPa，器差為-0.2hPa，th,0=250C，th,-12=30.60C，求：本站氣壓,海平面氣壓，及本站氣壓與海平面氣壓壓差。第8章風的觀測55.推導(dǎo)風向標的風程和阻尼比方程。56.要求風向標系統(tǒng)精確跟蹤風向變動的條件是什么？57.簡述風杯風速計的測量風速的原理。58.寫出風杯風速計的慣性方程，并解釋其物理意義。59.旋轉(zhuǎn)式風速表主要有哪幾種？簡述它們的測量原理。60.簡述旁熱式、直熱式熱線微風儀的測量原理,并推導(dǎo)風速測量原理方程式。61.簡述超聲風速儀的測量原理并推導(dǎo)風速三分量測量原理方程式。62.簡述激光風速儀的測量原理并推導(dǎo)風速測量原理方程式及其存在的問題。

第9章高空風的觀測63.簡述經(jīng)緯儀氣球測風原理。64.單經(jīng)緯儀測風的優(yōu)缺點有哪些？65雙經(jīng)緯儀平面投影法在什么情況下不能使用？66.雙經(jīng)緯儀垂直面投影法在三種情況下的球高計算公式67.探空氣球的上升公式為：

時，等速上升，求此時氣球高度？如果預(yù)定200m/min，求此高度的升速(m=40g,r=30cm,P=1.25kg/m3

,CD=0.4,A=188g)？

68.有一球的附加物重B=13g，灌w=100m/min的氣球，P=780mmHg，T=-10C，查出A，如果平衡器重量是20g，需要多少砝碼？并寫出氣球灌制步驟。

69.有一球的附加物重B=40g，灌w=200m/min的氣球，P=770mmHg，T=10C，查出A，如果平衡器重量是150g，需要多少砝碼？并寫出氣球灌制步驟。第三篇降水、蒸發(fā)和輻射的測量、自動氣象站第10章輻射能的觀測

70.氣象輻射能的觀測項目有那些？并說明它們的測量原理。

71.簡述并推導(dǎo)熱電式輻射表的測量原理。

第11章降水蒸發(fā)的觀測72.我國氣象臺站降水觀測包括哪三個要素？它們的單位是什么？73.降水觀測的儀器主要有哪三種？簡述測量原理？74.蒸發(fā)量觀測的儀器有哪些？75.簡述E601蒸發(fā)器的測量原理？76.簡述Lysimeter蒸散量測定儀的測量原理？

77.微氣象法測量蒸發(fā)的方法有幾種？請寫出波文比能量平衡法、渦動相關(guān)法、梯度法、空氣動力學法、Menteith綜合法的原理計算式。

第12章自動氣象觀測系統(tǒng)78.為什么要研制自動氣象觀測系統(tǒng)？79.自動氣象觀測系統(tǒng)主要有哪三種？簡述各自的優(yōu)點。80.自動氣象站主要由哪幾部分組成？簡述它們的工作原理。

2云條，層積云云塊一般較大，有的成條，有的成片，有的成團；高積云薄的云塊呈白色，能見日月輪廓，厚的云塊呈暗灰色，日月輪廓分辨不清，34以上就是從淡積云Cuhum——濃積云Cucong——禿積雨云Cbcalv——鬃積雨云Cbcab500LBL'LBLKLEQ\*jc3\*hps13\o\al(\s\up15('),L)LLBLBL'BL?σL)EQ\*jc3\*hps13\o\al(\s\up4('),0)H''0B0EQ\*jc3\*hps13\o\al(\s\up8('),0)EQ\*jc3\*hps13\o\al(\s\up35(L),F)L0F(L)若選擇水平天空作為背景，那么，背景的固有亮度BEQ\*jc3\*hps13\o\al(\s\up3('),0)應(yīng)等于水平天空的視亮度BHEQ\*jc3\*hps13\o\al(\s\up4('),0)H則有F(L)=e?σLKL0e?σL6Lmaxmaxmax系數(shù)σ成單一函數(shù)關(guān)系。它只反映大氣透明度的單一max影響，故視程L為氣象能見距離，或氣象視距。maxbE0的值與燈光色彩有關(guān)，黃光的照度視覺閾值E0最大，紅光的E0最小，故用紅色燈光易E0?σLI/S2003.912Smaxln7LmaxlnTlnT5．請寫出水平均一大氣的目標物亮度方程（3B0L0e?σLB0L,σ為大氣層消光系數(shù)，單位6．請寫出人眼所見目標物的總視亮度方程('BLBL0LEQ\*jc3\*hps13\o\al(\s\up5('),L)7．請寫出目標物一水平天空背景亮度對比度衰減規(guī)律方程(3.1KL0e?σL'8浮塵出現(xiàn)在冷空氣過境前后無風或風小時，由遠處沙塵經(jīng)高空氣流傳播而來?；蛴苫蛱鞖膺^后尚未下沉的沙塵浮游在空中所致。能見距離小于1907;19:55—20:05;20:21;---07;19:55—20:05;20:21;---0μ楊氏模量的比值；為弧線角?的函數(shù)。rrrr'r'r2121(1+αt)(1+αt)EQ\*jc3\*hps24\o\al(\s\up7(1),α)EQ\*jc3\*hps13\o\al(\s\up7(r1),r2)EQ\*jc3\*hps13\o\al(\s\up7(r3),R)Δr'A=；B=?r+Rr+rr+R+r+Rr+rr+R+r rr+R t0R3t0r3t0t03Rt03 0Δr200(αΔt=δRt0由α口β,忽略含β的二次項，得：22Δt2}ΔtΔt22δβ+δ2β?δα2=0則得：δ=0,或δ=,這是由公式本身要求線性性的帶來的約束條件。01===rr+ rrr+r+r+rrrrR)rr=3r=3Rr02′ ?r=1r1?R0EQ\*jc3\*hps24\o\al(\s\up8(R),R)EQ\*jc3\*hps24\o\al(\s\up7(r1R),Rr)0?R1rrRr+Rr′+r=Rr+R2合并同類項:rR1?Rm將(7)式代入(9)式并兩邊消除r′分解合并同類項R2+Rr?RR?Rr =R?R?rR?Rr=Rm0+EQ\*jc3\*hps23\o\al(\s\up6(R),R)EQ\*jc3\*hps23\o\al(\s\up6(?2),2R)rEQ\*jc3\*hps23\o\al(\s\up10(R),0)EQ\*jc3\*hps23\o\al(\s\up10(R),0)EQ\*jc3\*hps13\o\al(\s\up9(Rm),Rm)EQ\*jc3\*hps13\o\al(\s\up9(R0),R1)EQ\*jc3\*hps13\o\al(\s\up9(Rm),2R)EQ\*jc3\*hps23\o\al(\s\up38(將),r3)EQ\*jc3\*hps23\o\al(\s\up18(R),0)dQ=?hs(T?θ)dτ元件得到（或失去）熱量dQ后，增（或降）溫dT，則有：dQ=CMdTdτCMdτCMdTdτ=?(T?θ)λ的單位為秒。測溫元件溫度和介質(zhì)溫度的差值降至初始差值的36.8%時的時間為λ。也就是說t?θ的改變量達到了起始差值的1?即63.2%時所需要的時間為λ。0.1℃,需要多少時間才能觀測？則:τ=λln=100ln=460.52s≈8min10．百葉箱氣溫日變化振幅A0=10℃,要求日振幅誤差小于0.1℃,計算熱滯系數(shù)。解：由A/A0=1+4π2λ2/p2?1得：=(1+)?1/2?λ=1960s≈33min則在穩(wěn)定平衡時，濕球溫度表蒸發(fā)支出的熱量應(yīng)等于與四周熱空氣交換得到的熱量：p故sw0.622kL(Tw)we=e(故sw0.622kL(Tw)w=es(Tw)?Ap(T?Tw)其中A=稱為干濕表系數(shù)。從A值的定義A=可知，熱擴散系數(shù)h和水汽擴散系數(shù)k是通風速度EQ\*jc3\*hps13\o\al(\s\up5(?),d1)EQ\*jc3\*hps13\o\al(\s\up5(+),d1)EQ\*jc3\*hps13\o\al(\s\up5(+),i)（1）爾文效應(yīng)：設(shè)彎曲水面飽和水汽壓為esw,r；純水平面飽和水汽壓為esw，有cmsw.rswNe=e<e儀器的空氣循環(huán)系統(tǒng)可使測試空間內(nèi)外存在一定的氣壓差。根據(jù)道爾頓分壓定s(Ts(TρwV EQ\*jc3\*hps24\o\al(\s\up8(P2T),P0T)EQ\*jc3\*hps13\o\al(\s\up5(0),2)）；根據(jù)空氣中水對紅外輻射的吸收原理確定空氣濕度的方法。主要以兩束波長不同的光EQ\*jc3\*hps13\o\al(\s\up5(-),d1)EQ\*jc3\*hps13\o\al(\s\up5(+),d1)11T-+T+TEQ\*jc3\*hps13\o\al(\s\up6(+),i)11T-+T+1.簡述動槽式、定槽式水銀氣壓表的觀測原理。度（Hhg即可求得大氣壓力（Ph）Phg(t)g(Q,h)Hhg[t,g(Q,t)]4kg.m-3;g(45-2x+y=1）：'x?a=y(A?a)'y=1?xA?a′A?a′+aA?a′+a?aaA?a′+aA?a′+a由于制造條件的技術(shù)及材料的物理特性等因素，導(dǎo)致水銀氣壓表具有一sRR4σcosθd壓力Ps使得水銀氣壓的讀數(shù)偏低。偏低值主要隨著管的直徑d，液面與管壁接觸角θ?Δh=?4σcosθρgd②溫度誤差：銅尺的長度隨溫度變化的伸縮帶③氣壓表讀數(shù)的重力誤差H0(0,g?,h)還需訂正到標準狀態(tài)下即Hh(0,g45,0)Hh(0,gH0(0,g?,h)g45,0在t℃,銅尺刻度Ht與水銀柱頂相齊，而標準尺測得的水銀柱高度為Lt,如果氣壓不變，只將環(huán)境溫度降至0℃標準條件，此時，標(1+μt)(1+λt)保持氣壓不變，溫度降至0℃,銅尺的刻度為H0，標準尺為L0，則Lt=H0(1+μt)H=H1+λtH=H1+μt1+λt?ΔH=?ΔH=H?H=?Ht+μt?ΔH=?H0.0001634t1+0.0001818tΔHt=?Ht?1.33(μ?3η)t其中A為水銀槽的截面積;V為氣壓表內(nèi)的水銀體積;η=1.0×10?5°C?1為鐵的熱系數(shù).該訂正值應(yīng)從讀數(shù)中減去.③氣壓表讀數(shù)的重力訂正H0(0,g?,h)還需訂正到標準狀態(tài)下即Hh(0,g45,0)Hh(0,g45H0(0,g?,h)g45,0在海平面上，由重力加速度與緯度的關(guān)系g?,0=g45,0(1?0.00264cos2?)因而有Hh(0,g45,0)=(1?0.00264cos2?)H0(0,g?,0)=Hh(0,g45,0)?H0(0,g?,0)=?0.00264cos2?H0(0,g?,0)g45,0(R+h)2R），g45,h5hg45,h5hg45,04RHh(0,g45,0)=(1?0.000000196h)H0(0,g45,h)=Hh(0,g45,0)?H0(0,g?,0)=?0.000000196hH0(0,g45,h)5.簡述空盒氣壓計的彈性后效、彈性溫度效應(yīng)原空盒彈性溫度系數(shù)β;上升1C，彈性變化βP0；引起空盒自由端位移kβP0;πβ6.簡述沸點氣壓計測壓原理。tp(0C)0,g?,h)=988.2hPa+0.6hPa=988.8hPa25Hh(0,g45,0)=(1?0.000000196h)H0(0,g45,h)=(1?0.000000196h)(1?0.00264cos2?)H0(0,g?,h)=(1-0.000000196*120)(1-0.00264cos80)*988.81hth=25℃,r=0.6℃/100,h=1P海=988.33hPa*100.00596=1001.C=1001.99hPa-988.33hPaP0=985.9*(1+1.840*10-5*27.8)/（1+1.818*10-5*27.8）hPa=98Ph=985.91*(1-0.000000196*220)=985.Tm=(27.8+27.8+0.6*220/100)/2m=220/18400(1+28.46/273)=0M=(100.0108-1)*1000=25P海=985.91hPa*(M/1000+1)=1010.71.旋轉(zhuǎn)式風速表主要有哪幾種？簡述它們的測量原理。2.簡述旁熱式、直熱式熱線微風儀的測量原理。被加熱的金屬絲在氣流中散熱，它的散熱率與風速的大小有密切的關(guān)系，利假若以一定電功率的電流連續(xù)加熱金屬絲，熱絲的溫度與氣溫存在一定的差焦爾熱使具有電阻值的通電流金屬絲溫度升高，與此同時，金屬絲將通過它dQ1=0.24i2Rt=0.24i2Rθ[1?α(t?θ)]dQ2=(A+Bv)(t?θ)dQ1=dQ2?0.24i2Rt=Bv(t?θ)dQ2=hF(t?θ)=hπDl(t?θ)=cREQ\*jc3\*hps13\o\al(\s\up5(n),e)πDl(t?θ)=cπl(wèi)k()n(t?θ)=cπl(wèi)kDnμ?n(ρv)n(t?θ)=K(ρv)n(t?θ)EQ\*jc3\*hps13\o\al(\s\up5(n),e)0.24i2Rt=K(ρv)n(t?θ)0.24i2Rt=K(ρv)nεtc=lg=nlg(ρv)+lgεtc=ny+x?y=c?在雙對數(shù)坐標紙上，縱軸為風速取對數(shù)lgv，橫軸為電動勢取對數(shù)lgεv，即1221222?2xyz架上，長度約幾個至20mm。由于較大的電流流經(jīng)鉑絲，它的溫度要比環(huán)境空氣t2Rt=Kn(t?θ)EQ\*jc3\*hps24\o\al(\s\up3(=),2R)1+α(t?θ)EQ\*jc3\*hps24\o\al(\s\up13(R),K)ttEQ\*jc3\*hps13\o\al(\s\up26(t),R)θK1n10.24αRθ3.簡述超聲風速儀的測量原理。(x?vxt)2+(y?vyt)2+(z?vzt)2=c2t2?(d?vxt1)2=(c2?vy2?vz2)t12x1?d?vtx1c?vyzEQ\*jc3\*hps14\o\al(\s\up5(2),y)?t= EQ\*jc3\*hps14\o\al(\s\up8(2),y)?t===(d+vxt2)2+(0?vyt2)2+(0?vzt2)2=c2t22=?(d+vxt2)2=(c2?vy2?vz2)t22EQ\*jc3\*hps14\o\al(\s\up5(2),y)2?t=2d?v?vxc?vyzEQ\*jc3\*hps14\o\al(\s\up5(2),y)c?v由（3）和(4)式可見，當風速為零時，聲波到利用這一原理，測量相對方向上聲波脈沖的傳播時間之差，即可測得該方向xx c2?v2Ac2?vx=Ac2Δt x2d2>>v2Δt=t?t=2dvy=y2122c?v yAc2Ac2Δt?v=yy2d z22c?v= zAc2?v=zAc2Δtz2dv=vx+v+vyz?2EQ\*jc3\*hps14\o\al(\s\up3(2),x)EQ\*jc3\*hps14\o\al(\s\up3(2),y)EQ\*jc3\*hps14\o\al(\s\up3(2),z)22 c v=2dΔtx1+ΔtEQ\*jc3\*hps13\o\al(\s\up3(2),x)+ΔtEQ\*jc3\*hps13\o\al(\s\up3(2),y)+ΔtEQ\*jc3\*hps13\o\al(\s\up3(2),z))x2 2 2y1+cΔt2+Δt21+cΔt2+Δt2+Δt24d2xyz2 c v=2dΔtEQ\*jc3\*hps13\o\al(\s\up3(2),x)EQ\*jc3\*hps13\o\al(\s\up3(2),y)EQ\*jc3\*hps13\o\al(\s\up3(2),z)4.激光風速儀的測量原理及其存在的問題。LDV)是建立在激光技術(shù)和多普勒頻移原理基礎(chǔ)上，通過頻率測量來測定風速的激光通過大氣層時，大氣層中的氣溶膠粒子對入射光有散射效應(yīng)，而運行的考光和散射光的頻差，就可確定運載氣溶膠粒子（Aerosolparticle)的氣流速fD；fD=?u=fD激光風速儀測得的風速并不是真正的大氣流動速度，而是懸浮于氣流中的散fffη=1,δ=0，完全跟隨；1.簡述經(jīng)緯儀氣球測風原理。氣球以速度w上升，測得方位角α(相對正vi= (Li(ai+1-ai))2+(?ti+1-ti雙經(jīng)緯儀測風是在已知基線長度的兩端，架設(shè)兩架經(jīng)緯儀同步觀測，分別讀缺點：有上升下沉氣流時，會使氣球上升速度偏大或偏小，并且氣球本身上3.雙經(jīng)緯儀平面投影法在什么情況下不能使用？H=bsinβtanδ=bsinβtanδδsin?sin(α?β)H=bsinαtanγ=bsinαtanγγsin?sin(α?β)②.α?β≤4或α?β≥176；4.雙經(jīng)緯儀垂直面投影法在三種情況下的球高計算公式。在ΔAEQ\*jc3\*hps13\o\al(\s\up5('),PA)P'δEQ\*jc3\*hps13\o\al(\s\up5('),PA)=AP'sinδ'在ΔBEQ\*jc3\*hps13\o\al(\s\up5('),PB)P'γ'sinγ'