大氣探測復(fù)習(xí)資料

大氣探測第一章總論何為大氣探測、地面氣象觀測、高空探測？答：大氣探測是利用各種探測手段，對地球大氣各個(gè)高度上的物理狀態(tài)、化學(xué)性質(zhì)和物理現(xiàn)象的發(fā)生、發(fā)展和演變進(jìn)行觀察和測定。地面氣象觀測是利用氣象儀器測定近地層的氣象要素值，以及用目力對自由大氣中的一些現(xiàn)象如云、光、電等進(jìn)行觀測。高空探測是用氣球、雷達(dá)、火箭、衛(wèi)星等手段對自由大氣進(jìn)行探測。氣象觀測資料的“三性”是什么？其關(guān)系如何？答：氣象觀測資料的“三性”是代表性、準(zhǔn)確性、比較性。觀測資料的代表性、準(zhǔn)確性和比較性之間是互相聯(lián)系、互相制約的。觀測資料的代表性是建立在準(zhǔn)確性的基礎(chǔ)之上的，沒有準(zhǔn)確性也就談不上代表性；然而，只有準(zhǔn)確性而沒有代表性的觀測資料，也是難以使用的。同時(shí)，觀測資料的比較性，也必須以觀測資料的代表性和準(zhǔn)確性為前提，因?yàn)槿绻^測資料既無代表性，又無準(zhǔn)確性，也就沒有了時(shí)空比較的意義。所以觀測資料質(zhì)量的好壞，均以觀測資料的“三性”衡量。簡述氣象觀測的時(shí)制、日界？真太陽時(shí)、地平時(shí)、標(biāo)準(zhǔn)時(shí)之間的關(guān)系如何？答：時(shí)制：以一定的時(shí)間間隔作為時(shí)間單位，并以一定的起始瞬時(shí)計(jì)量時(shí)間的系統(tǒng)。氣象觀測的時(shí)制有真太陽時(shí)、地方時(shí)、北京時(shí)等。氣象觀測的日界：人工器測日照以日落為日界，輻射和自動(dòng)觀測日照采用地平時(shí)24時(shí)為日界，其余項(xiàng)目均以北京時(shí)20時(shí)為日界。真太陽時(shí)=地平時(shí)+時(shí)差；地平時(shí)=標(biāo)準(zhǔn)時(shí)+（本站經(jīng)度-120）×4分鐘/每經(jīng)度。附：為什么要提出氣象觀測資料的“三性”？解答：大氣探測是在自然條件下進(jìn)行的。由于大氣是湍流介質(zhì)，造成氣象要素值在空間分布的不均一以及時(shí)間上具有脈動(dòng)變化的特點(diǎn)，大氣的這種特性，要求在臺站高度分散的情況下，取得的氣象資料必須準(zhǔn)確地代表一個(gè)地區(qū)的氣象特點(diǎn)，而在氣象資料使用高度集中的情況下，又能使各個(gè)地區(qū)的氣象資料能夠互相比較，以了解地區(qū)間的差異。這是從大氣運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)對氣象資料提出的“代表性”、“準(zhǔn)確性”和“比較性”的要求。第二章云的觀測8.云的觀測主要內(nèi)容是什么？答：云的觀測主要內(nèi)容是：判定云狀、估計(jì)云量、測定云高、選定云碼。9.我國現(xiàn)行規(guī)范對云狀分類的依據(jù)是什么？答：按云的外形特征、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和云底高度，將云分為3族、10屬、29類。10.簡述云形成的基本過程？答：云的形成過程是空氣中的水汽由各種原因達(dá)到飽和而發(fā)生凝結(jié)或凝華的過程。形成云的有兩個(gè)必備條件：①要有水汽凝結(jié)核；②要有水汽過飽和。二者缺一不可，大氣一般不缺凝結(jié)核，因此，水汽過飽和是關(guān)鍵。而使水汽達(dá)到過飽和的方式有兩種：在水汽含量不變的情況下，空氣降溫冷卻；在空氣溫度不變的情況下，增加水汽含量。對于云的形成來說，降溫冷卻過程是主要過程。降溫冷卻的主要過程有：1、絕熱上升冷卻（包括局地對流上升，大范圍斜升、波動(dòng)上升）2、混合冷卻；3、輻射冷卻。11.簡述云量和云高的觀測方法？答：云量：是指云遮蔽天空視野的成數(shù)，全憑目測來估計(jì)。估計(jì)云量的地點(diǎn)必須能見全部天空，當(dāng)天空部分的為障礙物遮擋時(shí)，云量應(yīng)從未被遮的天空部分估計(jì)；如果一部分天空被降水所遮，這部分天空應(yīng)作為被產(chǎn)生降水的云所遮蔽來看待。云底距測站的垂直距離稱為云高，以米為單位，并在云高數(shù)值前加記云狀。測云高分實(shí)測和虛測，實(shí)測包括用氣球測定云高、云幕燈測定云高、激光測云儀測定云高。估測云高包括1、目測云高；2、用經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算云高；3、利用已知目標(biāo)物高度估測云高。補(bǔ)充題：簡述積狀云、層狀云、波狀云的基本特征是什么？積狀云：水平范圍較小，云內(nèi)不穩(wěn)定，垂直發(fā)展的云塊。孤立、分散、個(gè)體分明。底部由水滴，頂部由冰晶組成。底部平，頂部呈圓拱形突出，個(gè)體分明。孤立分散。常有陣雨、龍卷、冰雹、雷電、大風(fēng)、沙塵暴等強(qiáng)對流天氣。層狀云：水平范圍很廣，云底均勻，成幕狀，有時(shí)掩蓋全天。云內(nèi)穩(wěn)定。由冰晶、冰晶水滴混合、小水滴組成。云幕狀，成層排列。常有連續(xù)或間歇性的雨雪。波狀云：水平范圍較廣，云內(nèi)不穩(wěn)定，云頂常有逆溫層。成群、成行、呈波狀排列，云體起伏明顯。薄塊或團(tuán)塊，或松動(dòng)的大云塊，成群、成層或散片排列，常有連續(xù)或間歇性的雨雪。第三章能見度、天氣現(xiàn)象、地面狀態(tài)的觀測4：何謂有效能見度？答：有效能見度是指周圍視野中二分之一以上的范圍都能看到的最大水平距離。記錄時(shí)以千米為單位取小數(shù)一位。10：能見度的觀測儀器主要有哪些？各有何特點(diǎn)？答：能見度的觀測儀器主要有透射能見度儀和散射能見度儀兩種。1）透射能見度儀的特點(diǎn)是：透射能見度儀是根據(jù)準(zhǔn)直光束的散射和吸收導(dǎo)致光的損失的原理制成。它與氣象光學(xué)視程的定義密切相關(guān)，觀測的能見距離與能見度很一致。其采用測量發(fā)射器和接收器之間水平空氣柱的平均消光(透射)系數(shù)而算出能見度。發(fā)射器和接收器之間光束傳遞距離可從幾米到一百五十米，它取決于氣象光學(xué)視程值的范圍與測量結(jié)果應(yīng)用情況。2）散射能見度儀的特點(diǎn)是：散射能見度儀是測量散射系數(shù)從而估算出氣象光學(xué)視程的儀器，它由發(fā)送器、接收器與處理器組成。其基線長度很短發(fā)射光源與接收器安裝在同一支架上，避免基線難以對準(zhǔn)的缺陷。12、積雨云的出現(xiàn)可能會(huì)帶來哪些天氣現(xiàn)象？答：積雨云的出現(xiàn)可能產(chǎn)生雷暴，陣雨（雪），或有雨（雪）幡下垂，有時(shí)產(chǎn)生颮或降冰雹，云底偶有龍卷產(chǎn)生。17.浮塵、揚(yáng)沙、沙塵暴之間如何區(qū)別？答：（1）揚(yáng)沙和沙塵暴出現(xiàn)時(shí)，天空都是渾濁、一片黃色；而浮塵出現(xiàn)時(shí)，遠(yuǎn)處呈土黃色，太陽蒼白或淡黃色。（2）揚(yáng)沙和沙塵暴出現(xiàn)是在冷空氣過境或雷暴、颮線影響時(shí)；浮塵出現(xiàn)一般是在冷空氣過境前后。（3）揚(yáng)沙和沙塵暴出現(xiàn)時(shí)風(fēng)大；浮塵出現(xiàn)時(shí)無風(fēng)或風(fēng)較小。（4）沙塵暴使水平能見度小于1.0km;揚(yáng)沙使水平能見度在1.0~10.0km以內(nèi)；浮塵是塵土、細(xì)沙均勻地浮游在空中，使水平能見度小于10.0km。18.大風(fēng)、颮、塵卷風(fēng)、龍卷風(fēng)之間如何區(qū)別？答：大風(fēng)是瞬間風(fēng)速達(dá)到或超過17.2m/s（或目測估計(jì)風(fēng)力達(dá)到或超過8級）的風(fēng)； 颮是指突然發(fā)作的強(qiáng)風(fēng)，持續(xù)時(shí)間短促。出現(xiàn)時(shí)瞬間風(fēng)速突增、風(fēng)向突變、氣溫驟降、氣壓猛增，并常伴有雷雨出現(xiàn)； 塵卷風(fēng)是因地面局部強(qiáng)烈增熱而在近地面氣層中產(chǎn)生的小旋風(fēng)； 龍卷風(fēng)是一種小范圍的強(qiáng)烈旋風(fēng)。從外觀看，是從積雨云底盤旋下垂的一個(gè)漏斗狀云體。過境處造成破壞較嚴(yán)重。19.何為地面狀態(tài)，如何劃分？答：地面狀態(tài)是指未經(jīng)翻耕保持自然的地標(biāo)狀況。地面狀態(tài)劃分為兩種類型，二十種狀況，并以00~19二十個(gè)數(shù)碼表示。第四章氣壓的觀測1、什么是氣壓？大氣中氣流的運(yùn)動(dòng)對氣壓有什么影響？氣壓的常用單位是什么？如何換算？答：大氣圈本身的重量對地球表面會(huì)產(chǎn)生一種壓力；對任何一層空氣而言，也都會(huì)受到它上面的各層空氣的壓力。我們把單位面積上承受的這種壓力，即大氣壓強(qiáng)，簡稱氣壓。簡而言之，氣壓是指單位面積上向上延伸到大氣上界的垂直空氣柱的重量。當(dāng)空氣產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)時(shí)，壓力就要發(fā)生變化。當(dāng)空氣中有下沉氣流時(shí)，空氣柱底部的壓力就會(huì)增加；當(dāng)空氣中有上升氣流時(shí)，空氣柱底部的壓力就會(huì)減小。常用的氣壓單位是百帕（hPa）常用單位的換算1hPa=100Pa1Pa=1N/㎡=10達(dá)因/厘米21hPa=0.750069mmHg≈3/4mmHg2、常用的測量氣壓的方法有哪些？答：（1）液體氣壓表（2）空盒氣壓表和氣壓計(jì)（3）膜盒式電容氣壓傳感器（4）振筒式氣壓傳感器（5）壓阻式氣壓傳感器（6）沸點(diǎn)氣壓表。7、水銀氣壓表為什么要進(jìn)行讀數(shù)訂正？試說明各項(xiàng)訂正的物理意義？答：水銀氣壓表是利用水銀的壓力（重力）與大氣壓力相平衡的原理測量大氣壓力的。我們通常在水銀氣壓表上觀測到的標(biāo)尺示度實(shí)際上只表示觀測所得到的水銀柱的高度，還并不是真正的氣壓，由于儀器差的存在和氣壓表并不總是在標(biāo)準(zhǔn)條件下使用，即使氣壓相同，也會(huì)因溫度和重力加速度的不同，水銀柱的高度不一樣。因此，水銀氣壓表讀數(shù)須順序經(jīng)過儀器差、溫度差、重力差三步訂正才是本站氣壓。儀器差訂正：由于受制成氣壓表的材料的物理特性的變化及制作技術(shù)條件的限制而產(chǎn)生的儀器差。溫度差訂正：當(dāng)溫度變化時(shí)水銀密度也隨之改變，從而引起水銀柱高度的變化，同時(shí)溫度的變化也將使測量水銀柱高度的黃銅標(biāo)尺發(fā)生脹縮。這樣，當(dāng)外界氣壓不變，而溫度發(fā)生變化時(shí)，水銀柱和黃銅標(biāo)尺均會(huì)發(fā)生脹縮。這種純系溫度的變化而引起的氣壓讀數(shù)的改變值，稱為水銀氣壓表的溫度差。重力差訂正：利用水銀氣壓表中水銀柱高度表示氣壓的前提是：t=0℃,緯度ψ=45°，海平面上的重力為標(biāo)準(zhǔn)。若在不同緯度、不同拔海高度的測站上，即使氣壓一樣，水銀密度也相同（經(jīng)溫度差訂正后）,但因重力加速度不同，而使水銀柱高度也不同。14、試述膜盒式電容氣壓傳感器，振筒式氣壓傳感器，壓阻式氣壓傳感器的測壓原理。利用氣壓傳感器測量氣壓有什么特點(diǎn)？答：測壓原理：膜盒式電容氣壓傳感器的感應(yīng)元件為真空膜盒。當(dāng)大氣壓力產(chǎn)生變化時(shí)，使真空膜盒（包括金屬膜盒和單晶硅膜盒）的彈性膜片產(chǎn)生形變而引起其電容量的改變，通過測量電容量來測量氣壓。振筒式氣壓傳感器是利用彈性金屬圓筒在外力作用下發(fā)生振動(dòng)，當(dāng)筒壁兩邊存在壓力差時(shí)，其振動(dòng)頻率隨壓力差而變化。因?yàn)橥驳闹C振頻率與壓力之間有唯一的關(guān)系，所以測出頻率就可計(jì)算出氣壓。壓阻式氣壓傳感器是利用氣壓作用在敏感元件所覆蓋的抽成真空的小盒上，通過小盒使電阻受到壓縮或拉伸應(yīng)力的作用，由壓電效應(yīng)知道電阻值的變化與氣壓的變化成正比，通過測量電阻值來測量氣壓。利用氣壓傳感器測量氣壓的特點(diǎn)：電測氣壓傳感器是將大氣壓力的變化轉(zhuǎn)換成電信號的變化，再經(jīng)過電子測量電路對信號進(jìn)行測量和處理而獲得氣壓值。第四章補(bǔ)充題1：壓高公式及測壓的標(biāo)準(zhǔn)條件。答：壓高公式：。測壓的標(biāo)準(zhǔn)條件：1）以0℃的水銀密度為準(zhǔn)，取1.35951×104kg·m-3，符號為ρ（0）2）取9.80665m/s2為標(biāo)準(zhǔn)重力加速度。（緯度45度的海平面上）。在此標(biāo)準(zhǔn)下，高度為760mmHg的水銀柱所產(chǎn)生的壓強(qiáng)等于1013.25hPa。2、何謂本站氣壓、海平面氣壓？答：本站氣壓：水銀氣壓表讀數(shù)順序經(jīng)過儀器差、溫度差、重力差三步訂正后的氣壓。海平面氣壓：由于本站氣壓統(tǒng)一訂正到平均海平面上的氣壓值。3、簡述動(dòng)槽式水銀氣壓表的觀測步驟。答：觀測附屬溫度表，準(zhǔn)確至0.1℃;調(diào)整水銀槽內(nèi)水銀面，使之與象牙針尖恰恰相接；調(diào)整游標(biāo)尺恰好與水銀柱頂相切；讀數(shù)并記錄，準(zhǔn)確至0.1；降低水銀面，使它與象牙針尖脫離2—3毫米，其目的是使象牙針不被水銀磨禿和臟污。第五章空氣溫度的觀測1．簡述液體玻璃溫度計(jì)的構(gòu)造及原理？答：構(gòu)造：玻璃液體溫度表的感應(yīng)部分是一個(gè)充滿液體的玻璃球或柱，一根一端封閉的玻璃毛細(xì)管與它相連。常用的測溫液體有水銀、酒精和甲苯等。原理：玻璃液體溫度表是利用裝在玻璃容器中的測溫液體隨溫度改變引起的體積膨脹，從液體位置的變化來測定溫度的。2．簡述最高溫度表的構(gòu)造、最高溫度的觀測時(shí)間、觀測方法、最高溫度表的調(diào)整方法？答：構(gòu)造和工作原理：最高溫度表的構(gòu)造與一般溫度表不同，它的感應(yīng)部分內(nèi)有一玻璃針，伸入毛細(xì)管，使感應(yīng)部分與毛細(xì)管之間形成一窄道。當(dāng)溫度升高時(shí)，感應(yīng)部分水銀體積膨脹，擠入毛細(xì)管；而溫度下降時(shí)，毛細(xì)管內(nèi)的水銀，由于通道窄，卻不能縮回感應(yīng)部分，因而能指示出上次調(diào)整后這段時(shí)間內(nèi)的最高溫度。觀測時(shí)間：02時(shí)（北京時(shí)）。觀測方法：觀測水銀柱離水銀球部遠(yuǎn)端的示度。調(diào)整方法：取下，手握溫度表上部，球部朝下，手向外伸出30度角，前后甩動(dòng)，直到它的示度接近干球示度為止。放置：先放球部，后放頭部。3．簡述最低溫度表的構(gòu)造、最低溫度的觀測時(shí)間、觀測方法、最低溫度表的調(diào)整方法？答：構(gòu)造和工作原理：最低溫度表中的感應(yīng)液是酒精，它的毛細(xì)管內(nèi)有一啞鈴形游標(biāo)。當(dāng)溫度下降時(shí)，酒精柱便相應(yīng)下降，由于酒精柱頂端張力作用，帶動(dòng)游標(biāo)下降；當(dāng)溫度上升時(shí)，酒精膨脹，酒精柱經(jīng)過游標(biāo)周圍慢慢上升，而游標(biāo)仍停在原來位置上，因此它能指示上次調(diào)整以來這段時(shí)間內(nèi)的最低溫度。觀測時(shí)間：14時(shí)（北京時(shí)）。觀測方法：觀測啞鈴游標(biāo)離水銀球部遠(yuǎn)端的示度調(diào)整方法：將表身傾斜，球部向上，使指標(biāo)借助本身的重力作用，落到酒精柱頂端即可。放置：先放頭部，后放球部，以免指標(biāo)下滑。4．常用的金屬電阻溫度表使用的金屬是哪一種？為什么？答：常用的測溫金屬電阻材料有鉑、鎳、銅等，其中最常用的是鉑。因?yàn)榻饘巽K電阻的性能穩(wěn)定，電阻率大，易于提純，而且電阻與溫度的線性關(guān)系比較好，工藝性能也好，可以加工成極細(xì)的鉑絲，常用來制作標(biāo)準(zhǔn)溫度表。5．測溫元件的熱滯效應(yīng)？答：溫度表反映出介質(zhì)的溫度變化，總是落后于實(shí)際變化的，溫度表的這種性質(zhì)為熱滯現(xiàn)象。第六章空氣濕度的觀測1．氣溫是否一定大于露點(diǎn)溫度，為什么？答：不一定要大于露點(diǎn)溫度。當(dāng)氣溫大于露點(diǎn)溫度時(shí)，空氣中的水汽沒有達(dá)到飽和；當(dāng)氣溫等于露點(diǎn)溫度時(shí)，空氣中的水汽達(dá)到飽和。2．干濕球溫度表為何可以用來測定空氣濕度？答：當(dāng)空氣未飽和時(shí)，濕球因表面蒸發(fā)需要消耗熱量，從而使?jié)袂驕囟认陆?。與此同時(shí)，濕球又從流經(jīng)濕球的空氣中不斷取得熱量補(bǔ)給。當(dāng)濕球因蒸發(fā)而消耗的熱量和從周圍空氣中獲得的熱量相平衡時(shí)，濕球溫度就不再繼續(xù)下降，從而出現(xiàn)一個(gè)干濕球溫度差。干濕球溫度差值的大小，主要與當(dāng)時(shí)的空氣濕度有關(guān)。空氣濕度越小，濕球表面的水分蒸發(fā)越快，濕球溫度降得越多，干濕球的溫差就越大；反之，空氣濕度越大，濕球表面的水分蒸發(fā)越慢，濕球溫度降得越少，干濕球的溫差就越小。所以，干濕球溫度表可以用來測定空氣濕度。3．為什么在-10℃時(shí)，即停止使用干濕表測濕？答：溫度表度數(shù)有誤差，會(huì)導(dǎo)致相對濕度的很大誤差，這種誤差是非線性的，特別是在低溫時(shí)，誤差是相當(dāng)?shù)拇?。因此?10℃停止使用干濕表測濕。第七章降水與蒸發(fā)的觀測1.我國氣象站的降水和蒸發(fā)觀測包括哪些內(nèi)容？答：1).降水主要觀測降水量和降水強(qiáng)度。2).蒸發(fā)主要觀測水面蒸發(fā)量。2.什么是降水量和降水強(qiáng)度,測量降水量的主要儀器有哪些?答:降水量是指從天空降落到地面上的液態(tài)或固態(tài)（經(jīng)融化后）降水，未經(jīng)蒸發(fā)、滲透和流失而在水平面上積聚的深度。降水強(qiáng)度是指單位時(shí)間的降水量。通常有5分鐘、10分鐘和1小時(shí)內(nèi)的最大降水量。測量降水的主要儀器有：雨量器、虹吸式雨量計(jì)、翻斗式遙測雨量計(jì)、光學(xué)雨量計(jì)等。9．試述翻斗遙測雨量計(jì)的構(gòu)造及測量原理。答：翻斗式遙測雨量計(jì)是由感應(yīng)器、記錄器等組成的有線遙測雨量儀器。感應(yīng)器由承水器、上翻斗、計(jì)量翻斗、計(jì)數(shù)翻斗、干簧開關(guān)等組成。記錄器由計(jì)數(shù)器、記錄筆、自記鐘、控制線路板等構(gòu)成。利用翻斗每翻轉(zhuǎn)一次的雨量是已知的（可為0.1mm、0.25mm或1mm），而翻斗翻轉(zhuǎn)的次數(shù)是可以記錄下來的（翻斗每翻轉(zhuǎn)一次就出發(fā)一個(gè)電脈沖）。根據(jù)記錄下來的翻斗翻轉(zhuǎn)的次數(shù)，即可遙測出降水量的值以及得到降水量隨時(shí)間的變化曲線。11．什么是蒸發(fā)量，測量蒸發(fā)量的主要儀器有哪些？答：蒸發(fā)量指一定口徑的蒸發(fā)器中，在一定時(shí)間間隔內(nèi)因蒸發(fā)而失去的水層深度。以mm為單位，取一位小數(shù)。測量蒸發(fā)量的主要儀器有：小型蒸發(fā)器，E-601型蒸發(fā)器。第八章地面風(fēng)的觀測1．氣象站地面風(fēng)的觀測項(xiàng)目有哪些，常用的測風(fēng)儀器是什么？答：主要有風(fēng)向和風(fēng)速的觀測。人工觀測時(shí)，測量平均風(fēng)速和最多風(fēng)向。自動(dòng)觀測時(shí)，測量平均風(fēng)速、平均風(fēng)向、最大風(fēng)速、極大風(fēng)速。常用的測風(fēng)儀器有：1）風(fēng)向感應(yīng)器（風(fēng)向標(biāo)是用以指示風(fēng)向的主要部件，常用的風(fēng)向標(biāo)有：雙葉型風(fēng)向標(biāo)，菱形風(fēng)向標(biāo)，流線型風(fēng)向標(biāo)）2）風(fēng)向傳感器（最常見的是格雷碼盤）3）風(fēng)杯式風(fēng)速感應(yīng)器4）螺旋槳式風(fēng)速感應(yīng)器5）風(fēng)速傳感器6）EL型電接風(fēng)向風(fēng)速計(jì)其他測風(fēng)儀器：熱線風(fēng)速表，聲風(fēng)速表，輕便風(fēng)向風(fēng)速表，EN型系列測風(fēng)數(shù)據(jù)處理儀，單翼風(fēng)向風(fēng)杯風(fēng)速傳感器，螺旋槳式風(fēng)向風(fēng)速感應(yīng)器，海島自動(dòng)測風(fēng)系統(tǒng)。2．格雷碼盤有何特點(diǎn)？答：格雷碼盤將風(fēng)向標(biāo)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)角度的度數(shù)變換成一個(gè)二進(jìn)制的數(shù)字信號。當(dāng)風(fēng)向標(biāo)隨著氣流的運(yùn)動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，風(fēng)向軸帶動(dòng)格雷碼盤與風(fēng)向標(biāo)同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng),從而輸出七位格雷碼信號，將機(jī)械位置信號轉(zhuǎn)換成電信號。最大的優(yōu)點(diǎn)是每進(jìn)一位只有其中的一位數(shù)發(fā)生0與1之間的變化，因而即使發(fā)生誤讀也只能產(chǎn)生一位碼的誤差，這對保證測量方向的精度有最大的好處，3．試述電接風(fēng)向風(fēng)速計(jì)的基本構(gòu)成及各部分的作用。答：電接風(fēng)向風(fēng)速計(jì)是由感應(yīng)器、指示器、記錄器組成的有線遙測儀器。感應(yīng)器有風(fēng)向部分和風(fēng)速部分。風(fēng)向部分由：風(fēng)向標(biāo)，風(fēng)向方位塊，導(dǎo)電環(huán)，接觸簧片等組成；風(fēng)速部分由：風(fēng)杯，交流發(fā)電機(jī)，蝸輪等組成。指示器：指示器由電源、瞬時(shí)風(fēng)向指示盤、瞬時(shí)風(fēng)速指示盤等組成。記錄器：由八個(gè)風(fēng)向電磁鐵，一個(gè)風(fēng)速電磁鐵，自記鐘，自記筆，筆擋，干電池接頭等部分組成。作用：感應(yīng)器的風(fēng)向部分：固定在底座防水罩內(nèi)的方位盤，有內(nèi)外兩環(huán)，外環(huán)是導(dǎo)電環(huán)，內(nèi)環(huán)分成八塊，互相絕緣，稱方位塊；裝在風(fēng)標(biāo)座防水罩內(nèi)的叫風(fēng)向電接簧片，簧片上有三個(gè)電接點(diǎn)。隨著風(fēng)標(biāo)的轉(zhuǎn)動(dòng)，外面的一個(gè)電接點(diǎn)在導(dǎo)電環(huán)上滑動(dòng)，靠里的兩個(gè)電接點(diǎn)在方位塊上滑動(dòng)，這兩個(gè)電接點(diǎn)的距離等于半個(gè)方位塊的寬度。隨著風(fēng)向的不同，三個(gè)電接點(diǎn)就停在不同的位置上，里面的兩個(gè)電接點(diǎn)可能停在一個(gè)方位塊上，也可能停在相鄰的兩個(gè)方位塊上。這樣，當(dāng)風(fēng)標(biāo)帶動(dòng)電接簧片在方位塊上轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，就可指示出16個(gè)方位。風(fēng)速部分：當(dāng)風(fēng)杯轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，帶動(dòng)蝸輪，并通過撥鉤推凸輪一起轉(zhuǎn)動(dòng)。風(fēng)速電接簧片的一端在凸輪表面滑動(dòng)，當(dāng)凸輪不斷地轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，上面一個(gè)簧片先從凸輪最高點(diǎn)跌下來，與下面一個(gè)簧片接觸，緊接著下面一個(gè)簧片也從凸輪最高點(diǎn)跌下來，于是上下簧片斷開，完成一次電接。風(fēng)速愈大，風(fēng)杯轉(zhuǎn)得愈快，單位時(shí)間內(nèi)電接的次數(shù)也就愈多。指示器用來指示瞬時(shí)風(fēng)速和瞬時(shí)風(fēng)向；記錄器用來記錄風(fēng)速和風(fēng)向。18．聲風(fēng)速表的測量原理是什么？答：聲風(fēng)速表是利用聲波在空氣中的傳播速度與風(fēng)速之間的函數(shù)關(guān)系測量風(fēng)速的。19．對測風(fēng)儀器的安裝有什么要求？為什么？答：測風(fēng)儀器的安裝，根據(jù)不同的觀測目的，其要求也不同。但對測定風(fēng)速儀器的安裝，就需要考慮以下幾個(gè)問題：安裝高度：根據(jù)風(fēng)速隨高度的變化情況以及為了觀測和維護(hù)的方便，同時(shí)不受地形地物的影響，測風(fēng)儀器的安裝高度最好在10—20米之間。安裝地點(diǎn)：測風(fēng)儀器安裝的地點(diǎn)要求盡量開闊空曠，遠(yuǎn)離障礙物，使之不受氣流渦旋的影響。因?yàn)榻ㄖ?、凹地、山谷等地形作用?huì)使氣流產(chǎn)生渦流、輻合、輻散，使風(fēng)的資料只有小氣候方面的意義，而缺少代表性。安裝要求：測風(fēng)儀器必須垂直安裝；安裝測風(fēng)儀器的桿不能太粗，否則會(huì)改變氣流的自然狀況；儀器應(yīng)安裝在桿的頂端，如果需要安裝在桿的中間，則應(yīng)使用一定長度的橫臂，以使風(fēng)速儀器遠(yuǎn)離桿柱。第九章積雪、凍土和電線積冰的觀測1．何謂積雪，氣象站積雪的觀測項(xiàng)目有哪些？答：測站四周能見面積被雪（包括米雪、霰、冰粒）覆蓋超過一半時(shí)稱為積雪。氣象站積雪的觀測項(xiàng)目有雪深、雪壓的觀測。7．何謂凍土，用于凍土觀測的儀器是什么，有何特點(diǎn)？答:凍土是指含有水分的土壤因溫度下降到0℃或以下而呈凍結(jié)的狀態(tài)。用于凍土觀測的儀器是凍土器。特點(diǎn)：凍土器由外管和內(nèi)管組成。外管為一標(biāo)有0cm刻度線的硬橡膠管；內(nèi)管為一根有cm刻度的橡皮管(管內(nèi)有固定冰用的鏈子或銅絲、線繩)，底端封閉，頂端與短金屬管、木棒及鐵蓋相連。內(nèi)管中灌注當(dāng)?shù)馗蓛舻乃?河水、井水、自來水等)至刻度的0線處。8．何謂電線積冰，氣象站電線積冰的觀測項(xiàng)目有哪些？答:雨凇、霧凇凝附在導(dǎo)線上或濕雪凍結(jié)在導(dǎo)線上的現(xiàn)象，稱為電線積冰。氣象站電線積冰的觀測項(xiàng)目：積冰過程的觀測積冰直徑和厚度的測量積冰重量的測量第十章輻射和日照時(shí)數(shù)的觀測1．輻射觀測主要有哪些項(xiàng)目？有那些儀器？它們的感應(yīng)原理有何不同？答：觀測項(xiàng)目 觀測儀器①.直接輻射 絕對日射強(qiáng)度表、相對日射氣度表②總輻射、散射輻射 總輻射表③.反射輻射 反射輻射表④.凈全輻射 凈全輻射表⑤.紫外輻射的觀測 紫外輻射表⑥.長波輻射 長波輻射表感應(yīng)原理：①直接輻射表測量原理：[Angstrom（埃斯川姆）補(bǔ)償式絕對日射表]：感應(yīng)器是兩塊并排放著的相同的長20mm，寬2mm，厚0.01mm的錳銅片B和C，薄片固定在硬橡皮底座上。錳銅片朝向太陽的一面均勻覆蓋著一層0.01mm厚的鉑黑或煙黑，在錳銅片的背面焊有接電偶的接點(diǎn)，用來測定兩塊錳銅片的溫差。②總輻射表的測量原理：利用黑片和白片吸收率有較大的差別，然后測定黑片與白片之間的溫差，再換算成輻射強(qiáng)度。熱電偶的熱接點(diǎn)處于黑片的下方，冷接點(diǎn)處于白片的下方，整個(gè)感應(yīng)面密封在一個(gè)半球形玻璃罩中，為了保持罩內(nèi)空氣的干凈，玻璃管內(nèi)存放有干燥劑③凈全輻射表：測量原理：凈輻射表由上下兩片涂黑感應(yīng)面與熱電堆組成，凈輻射表的兩片感應(yīng)面，緊貼在繞線型熱電堆的上下接點(diǎn)上。當(dāng)感應(yīng)部分（兩面）接收到不同的輻射量時(shí)，使得熱電堆上下端產(chǎn)生溫差，測量熱電堆輸出的電訊號，經(jīng)過換算就可以得出凈輻射④紫外輻射傳感器：測量原理：這是一種測量全球太陽紫外輻射(UV-B)波長的精密儀器。廣泛應(yīng)用于曝曬引起紅斑劑量的研究，UV-B光波對植物的影響研究，紫外線預(yù)報(bào)，氣候資料收集和臭氧洞影響的研究。2.何謂太陽輻射和地球輻射？答：太陽輻射是地球表面獲得熱量的主要源泉，也是地球表面與大氣交換熱量的一種形式。是從太陽以電磁波形式傳遞能量到地球的一種方式。太陽表面溫度約6000K，其97％左右的波長范圍在0.29－3.0微米內(nèi)，所以太陽輻射又稱短波輻射。地球輻射是地球表面、大氣、氣溶膠和云層所發(fā)出的長波輻射，波長范圍為3—100微米，所以地球輻射又稱長波輻射。4．直接輻射與散射輻射有何區(qū)別？答：直接輻射包括:來自太陽面的直接輻射，和太陽周圍的一個(gè)非常狹窄的環(huán)形天空輻射(環(huán)日輻射)。散射輻射是指太陽輻射經(jīng)過大氣散射或云的反射，從天空以2π立體角以短波形式向下到達(dá)地面的那部分輻射。5．輻射傳感器的主要特點(diǎn)是什么？答：輻射傳感器一般都為熱電型，傳感器由感應(yīng)面與熱電堆組成，感應(yīng)面是薄金屬片，涂上吸收率高、光譜響應(yīng)好的無光黑漆。緊貼在感應(yīng)面下部是熱電堆，它與感應(yīng)面絕緣。熱電堆工作端位于感應(yīng)面下端。它還有個(gè)特點(diǎn)：它是相對儀器，需要與標(biāo)準(zhǔn)儀器對比觀測檢定后，才能求出儀器的靈敏度K。8．什么是日照時(shí)數(shù)和可照時(shí)數(shù)？答：日照時(shí)數(shù)是指：在一給定時(shí)間，太陽直接輻照度達(dá)到或超過120瓦每平方米的那段時(shí)間總和。以小時(shí)（h）為單位，取一位小數(shù)。日照時(shí)數(shù)也稱實(shí)照時(shí)數(shù)?？烧諘r(shí)數(shù)是指：在任何遮蔽條件下，太陽中心從某地東方地平線到進(jìn)入西方地平線，其光線照射到地面所經(jīng)歷的時(shí)間。第十一章自動(dòng)氣象觀測系統(tǒng)1、何為自動(dòng)氣象站，如何分類？答：自動(dòng)氣象站是指一種能自動(dòng)地觀察和存儲(chǔ)氣象觀測數(shù)據(jù)的設(shè)備。按提供數(shù)據(jù)的時(shí)效性可分為：實(shí)時(shí)自動(dòng)氣象站和非實(shí)時(shí)自動(dòng)氣象站。按是否有人工干預(yù)可分為：有人自動(dòng)站和無人自動(dòng)站。2、試述自動(dòng)氣象站的工作原理及主要功能。答：工作原理：自動(dòng)氣象站各傳感器的感應(yīng)元件輸出的電量隨著氣象要素值的變化而變化，這種變化量被實(shí)時(shí)控制的數(shù)據(jù)采集器所采取，經(jīng)過線性化和定量化處理，實(shí)現(xiàn)工程量到要素量的轉(zhuǎn)換，再對數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選，得出各氣象要素值，并按一定的格式存儲(chǔ)在采集器中，同時(shí)也可以實(shí)時(shí)將氣象要素值顯示在計(jì)算機(jī)屏幕上，并按規(guī)定的格式存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)的硬盤上，在定時(shí)觀測時(shí)刻，還將氣象要素值存入規(guī)定的定時(shí)數(shù)據(jù)文件中。根據(jù)業(yè)務(wù)需要實(shí)現(xiàn)各種氣象報(bào)告的編發(fā)，形成各種氣象記錄報(bào)表和氣象數(shù)據(jù)文件。主要功能：自動(dòng)采集氣壓、溫度、濕度、風(fēng)向、風(fēng)速、雨量、蒸發(fā)量、日照、輻射、地溫等全部或部分氣象要素；按業(yè)務(wù)需求通過計(jì)算機(jī)輸入人工觀測數(shù)據(jù)；按照海平面氣壓計(jì)算公式自動(dòng)計(jì)算海平面氣壓；按照濕度參量的計(jì)算公式計(jì)算水汽壓、相對濕度、露點(diǎn)濕度及所需的各種統(tǒng)計(jì)量；編發(fā)各類氣象報(bào)告；按要求形成觀測數(shù)據(jù)文件；編制各類氣象報(bào)表；實(shí)現(xiàn)通訊組網(wǎng)和運(yùn)行