大气探测学复习题.docx

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1、大气探测学复习题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;遥感探测和目测项目。 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

2、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,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。

3、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。 1、熟记云状的分类、特征及其国际简写。 低云 积云 Cu 淡积云 碎积云 浓积云 秃积雨云 鬃积雨云 透光层积云 避光层积云 积云性层积云 堡状层积云 荚状层积云 层云 碎层云 雨层云 碎雨云 Cu hum Fc Cu cong Cb calv Cb cap Sc tra Sc op Sc cug Sc ca

4、st Sc lent St Fs Ns Fn 积雨云 层积云 Cb Sc 层云 雨层云 St Ns 中云 高层云 高积云 As Ac 透光高层云 避光高层云 透光高积云 避光高积云 堡状高积云 荚状高积云 絮状高积云 积云性高积云 毛卷云 密卷云 伪卷云 钩卷云 毛卷层云 薄暮卷层云 卷积云 As tra As op Ac tra Ac op Ac cast Ac lent Ac flo Ac cug Ci fli Ci dens Ci not Ci unc Cs fli Cs nebu Cc 高云 卷云 Ci 卷层云 卷积云 Cs Cc 积云;生成的云体垂直向上发展;消散时向水平方向扩展,常

5、为分散孤立大云块。个体明显,底部较平,顶部成圆弧形或重叠的圆弧形突起。云块之间多不相联。 淡积云:云的个体不大,轮廓清晰,底部较平,顶部呈圆弧形凸起,垂直发展不旺盛,云底较扁平,薄的云块呈白色,厚的云块中部有淡影。分散在空中,晴天常见。 碎积云:破碎的不规则的积云块,个体不大,轮廓不完整,形态多变,多为白色碎块,往往是破碎了的或出生的积云。 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,垂直高度一般大于水平宽度,顶部呈圆弧形重叠凸起,很象花椰菜。 积雨云:云体庞大、浓厚,很象耸立的高山,顶部已开始冻结,呈白色,轮廓模糊,有的有毛丝般的纤维结构。云底阴暗,气流混乱,起伏明显,有时

6、呈悬球状结构,常有雨幡下垂,或伴有碎雨云。 秃积雨云:这种云是浓积云向鬃积雨云发展的过渡阶段。云顶已开始冻结,云顶花椰菜形的轮廓渐渐模糊,丝絮状结构还不太明显,云体其余部分仍具有浓积云特征。这是积雨云的初始阶段,存在时间较短促。 鬃积雨云:这种云是积雨云发展的成熟阶段。由秃积雨云发展而成。云顶白色,丝絮状结构明显,常呈马鬃状和铁砧状,底部阴暗,气流混乱。 层积云:云块较大,在厚薄、形状上有很大差异,常呈灰白或灰色。薄的云可辨别太阳位置,厚的云比较阴暗。云块常成群、成行或成波状排列。布满天空,犹如大海的波涛。 透光层积云:云块较薄、呈灰白色,排列整齐,云块之间常有明显缝隙,边缘比较明亮。 避光层

7、积云:云块较厚,呈暗灰色,云块之间无缝隙,常密集成层,底部有明显的波状起伏,常布满全天,可产生降水。 积云性层积云:云块较大,呈灰白色,多为条状,顶部具有积云特征。是由衰退的积云或积雨云扩展而成。也可由傍晚地面湿热空气上升凝结而成。它的出现一般表示对流减弱,天气系统逐渐趋向稳定,但有时可降小雨。 堡状层积云:云块细长,底部平整,顶部凸起,有垂直发展地趋势。远处看去,好象城堡或长条形锯齿。 荚状层积云:中间厚、边缘薄,形似豆荚、梭子状的云条。个体分明。在山区由于谷地聚集充沛的水汽,受地形抬升作用,常常在山脊上空形成荚状云 层云:云体均匀成层,呈灰色,很象雾,云底很低,但不接触地面,一般由直径5-

8、30微米的水滴或过冷水滴组成。厚度一般400500米。 碎层云:云体为不规则的碎云片,形状多变,移动较快,呈灰色或灰白色,往往是由消散中的层云或雾抬升而成。 雨层云:灰暗的均匀云层,能完全遮蔽日月,云底常伴有碎雨云。云底混乱,没有明显的界限,云层水平分布范围很广,常布满全天。云层厚度40005000米。一般有连续性降水。 碎雨云:云体低而破碎,形状多变,移动较快,呈灰色或暗灰色,常出现在雨层云、积雨云或高层云下。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。这种低而破碎的云,叫作恶劣天气下的碎雨云。所谓,恶劣天气,一般指降水时或降水前后的天气状况。 高层云:云体均匀成层,呈灰白色或

9、灰色,云体常有条纹结构,多出现在锋面云系中,常布满全天。 透光高层云:薄而均匀的云层,呈灰白色,日月朦胧可见,好象隔了一层毛玻璃。 避光高层云:云体较厚,厚度较均匀,呈灰色,布满全天,不见日月,可产生连续性或间歇性降水。 高积云:云块较小,轮廓分明,在厚薄、形状上差异很大,薄的云块呈白色,能见日月轮廓;厚的云块呈灰色,日月轮廓分辨不清。常呈圆形、瓦块状、鱼鳞片或水波状的密集云条。并且,成群、成行、成水波状排列。 透光高积云:云块较薄,呈白色,向一个或者两个方向整齐排列,云块之间有明显缝隙,能辨别日月位置。 避光高积云:云块较厚,个体密集,云块间无缝隙,不透光,不能辨别日月位置。有短时降水产生。

10、 荚状高积云:云块呈白色,中间厚,边缘薄,轮廓分明,呈豆荚状或椭圆形。当日、月光照射云块时,常产生彩虹。多由过山气流,或上升、下沉气流汇合而成。多预示晴天。 积云性高积云:云块大小不一,呈灰白色,外形略有积云特征,是由衰退的积云或积雨云扩展而成。预示天气稳定。 絮状高积云:云体边缘破碎,向棉絮团,呈灰色或灰白色。是由强烈的湍流作用将湿空气抬升而形成的。预示将有雷阵雨天气来临。 堡状高积云:外形特征和表示的天气状况与堡状层积云相似,但云块较小,高度较高。预示将有雷雨天气。 卷云:云体具有纤维状结构,通常成白色,有柔丝般的光泽,多呈丝条状、片状、羽毛状、钩状、团状、砧状等。由冰晶组成。 毛卷云:云

11、块很薄,呈白色,毛丝般的纤维状结构清晰,云丝分散,形状多变,日、月光透过云体地物阴影很明显。 毛卷云的出现预示晴天。 密卷云:云体较厚,薄的部分呈白色,厚的部分略有淡影,边缘毛丝般纤维结构仍较明显。云丝密集,融合成片。 密卷云的出现,多预示天气稳定。 伪卷云:在积雨云崩溃消散时,从积雨云顶部脱离的云。云体大而厚密,常呈铁砧状。 钩卷云:云体很薄,呈白色,云丝往往平行排列,向上的一头有小钩,很像逗号。 预示将有天气系统过境,将在短期内有阴雨天气。“天上钩钩云,地上雨淋淋”。 卷层云:云体均匀成层,透明或呈乳白色,透过云层日月轮廓清晰,地物有影,常有晕的现象出现。 预示将有天气系统影响本站。有“日

12、晕三更雨,月晕午时风”的说法。 毛卷层云:云体薄而不很均匀,毛丝般纤维结构较明显。有时很像大片薄的密卷云。 薄暮卷层云:云体很薄而又均匀,毛丝般的纤维结构不明显,有时误认为无云,一般从是否有晕来判断。 卷积云:云块个体很小,呈白色细鳞片状,常成行、成群排列整齐,很像微风吹拂水面而成的小波纹。 卷积云通常是由高空层结不稳定产生波动而形成的。如果天空以卷云为主,而又有卷云、卷层云,并有发展趋势,一般预示将有天气系统影响测站,常有阴雨或大风天气来临。谚语:“鱼鳞天,不雨也风颠”。 1 叙述积状云、层状云、波状云的基本特征。 积状云:积状云包括积云,积雨云和卷云,积状云一般个体比较明显,云块之间多不相

13、连; 层状云:层状云包括卷层云,高层云,雨层云和层云,它们的共同特征是云体均匀成层; 波状云:波状云包括卷积云,高积云和层积云,它们的共同特征是云块常成群,成行,呈波状排列。 2 叙述卷积云与高积云、高积云与层积云各有何异同? 卷积云与高积云 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。 高积云与层积云 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

14、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。 3 叙述卷层云与高层云、高层云与雨层云、雨层云与层云有何异同? 卷层云与高层云 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; 高层云与雨层云 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

15、定形,能完全遮蔽日月,呈暗灰色,云底常有碎雨云; 雨层云与层云 相同点:云体均匀成层; 不同点:云层云低而漫无定形,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。 4 叙述荚状、堡状、絮状云的形成机理,各代表什么气层状况? 荚状云:在山区由于谷地聚集充沛的水汽,受地形抬升作用,常常在山脊上空形成荚状云,另外由于过山气流,或上升、下沉气流汇合而形成的驻波也会产生荚状云, 多预示晴天; 堡状云:包括堡状层积云和堡状高积云,堡状层积云是由于较强的上升气流突破稳定层之后,局部垂直发展所形成;堡状高积云是由于中云的局部

16、对流强烈而在局部垂直发展而形成的; 如果天空出现堡状层积云而且大气中对流持续增强,水汽条件也具备,则往往预示有积雨云发展,甚至有雷阵雨发生;堡状高积云一般预示有雷雨天气; 絮状云:絮状云有絮状高积云,是由强烈的湍流作用将使空气抬升而形成,预示将有雷阵雨天气来临。 5 叙述碎积云、碎层云、碎雨云的外形与成因有何不同? 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

17、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。 6 简述对流云从淡积云Cu hum发展到鬃积雨云Cb cap的物理过程。 淡积云cu hum云体不大,轮廓清晰,底部较平,顶部呈圆弧形突起,垂直发展不旺盛,云底较扁平; 当大气对流运动增强时,淡积云向浓积云发展此时轮廓仍然清晰,云底仍然较平,但云体个体高大而且底部比较阴暗,云的垂直发展旺盛,垂直高度一般大于水平宽度,顶部的圆弧形开始重叠突起,变得象花椰菜的样子; 当对流继续增强,云继

18、续垂直发展,云顶就开始冻结,云顶花椰菜形的轮廓渐渐模糊,即形成了秃积雨云,此时云的丝絮状就够还不太明显,云体的其余部分仍有浓积云的 特性; 到积雨云发展的成熟阶段会形成鬃积雨云,它的云顶呈白色,丝絮状结构明显,常呈马鬃状和铁砧状,底部阴暗,气流混乱。 以上就是从淡积云Cu hum浓积云Cu cong 秃积雨云Cb calv鬃积雨云Cb cab 的过程。 7对下面的记录进行分析,并描述天空状况,包括云状、云量、云的特征及可能伴随出现的天气现象等。 时间 8h 10h 12h 14h 16h 云码 CL1, CM8, CL2, CM6, CL2, CM6, CL9, CMx, CL7, CM9,

19、CH1 CH2 CHx CHx CHx 云量 4/2 6/4 8/6 10/10 10/10- 答:在8h时,天空中的总云量为4/10,低云量占2/10。低云为淡积云或碎积云,或两者同时存在。低云的云状为:云的个体不大,轮廓清晰,底部较平,顶部呈圆弧形的突起,云块较扁平分散孤立在天空,或者是个体很小,轮廓不完整,形状多变的白色碎积云。中云为积云状高积云或堡状层积云。云状为云块的边缘破碎,象破碎的棉絮团,云块大小以及在空中的高低都很不一致,或者是云块细长,底部水平,顶部凸起有垂直发展的趋势,看上去象城堡或长条形锯齿。高云为毛卷云,云状为云体很薄,呈白色,毛丝般的纤维状结构清晰,云丝分散。从中云的

20、情况来看,空中的气层不稳定,有较强的上升气流,云层可能会继续发展。 在10h时,总云量为6/10,低云量占4/10。低云已经发展为浓积云伴有淡积云和层积云。云状为:浓积云的个体高大,轮廓清晰,底部较平,比较阴暗,垂直发展较旺盛,顶部呈圆弧形重叠。中云为由积云扩展而成的积云性高积云。云块大小不一致,呈灰白色,外形略有积云特征。高云已由毛卷云发展成为密卷云。云体较厚,云丝密集,聚合成片,边缘毛丝般纤维结构仍较明显。浓积云在早晨的发展,预示着大气层结不稳定,也许会有积雨云产生。 在12h时,总云量继续增多,占到8/10,低云量也在增多,占到6/10。低云为浓积云的继续发展,中云为积云性高积云的继续发

21、展。高云不能观测清楚。从云的发展来看,大气层结仍处于不稳定状态,天气可能还要进一步地转坏。 在14h时,低云已经遮满天空,即总云量和低云量都为10/10。低云已经发展成为鬃积雨云,带有砧状,并且可伴有积云、层积云、层云或恶劣天气下的碎云。鬃积雨云的云顶有明显的白色毛丝般的纤维结构,并扩展成为马鬃状或铁砧状,底部阴暗混乱。在云底可能有形状破碎、多变,移动较块,呈灰色或暗灰色的碎雨云。由于低云的遮挡,这时看不清属于CM和CH的云。鬃积云的出现表明对流云已经发展到极盛阶段,并发展成为成熟的积雨云,这会产生较强的阵性降水,可能伴有大风、雷电等现象。 在16h时,总云量仍为10/10,低云布满天空,但有

22、空隙。低云为恶劣天气下的碎雨云,通常在高层云或雨层云之下。它的云体低而破碎,形状多变,移动较快,呈灰色或暗灰色。透过低云的云缝隙,可辨别中云为混乱天空的高积云,云底的高度不同,中空不稳定。高云不可辨别。由中云和低云预测大气层结仍处于不稳定状态,可能会由雷雨天气。 13影响能见度的因子有哪些?如何理解适光和暗光? 1.大气透明度 2.目标物和背景的属性 3.眼睛的视觉性能 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,

23、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,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。 14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。 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。 15如何确定“能见”和“不能见

24、”,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” 16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 17夜间能见度目标灯的选择有哪些要求? 18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

25、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。 19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 20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 21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

26、学视程之内? 22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 23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,或有雨幡下垂。有时产生飑或降冰雹。云底偶有龙卷产生。 24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。 25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25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

27、或不规则状的固态降水,较硬,着硬地一般反跳。直径小于毫米。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。 26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

28、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。 27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

29、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。 28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

30、。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。 29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,

31、旋风过境,对树木、建筑物、船舶等均可能造成严重破坏。 30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 31什么是温度?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。 1什么叫温标?常用温标有哪几种?如何换标? 温标是为了定量地表示温度,而选定的一个衡量温度的标尺。 常用温标有:开尔文温标(K);摄氏温标 ();华氏温标(F)。

32、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(-32) T=273.15-t 32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,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 33试述

33、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 34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

34、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 最高最低温度标测温原理。 最高温度表: 毛细管较细,液体为水银。在玻璃球部焊有一根玻璃针,其顶端伸至毛细管的末端,使球部与毛细管之间的通道形成一个极小的狭缝。升温时,球部水银膨胀,水银热膨胀系数大于玻璃热膨胀系数,水银被挤进毛细管内;但在降温时,毛细管内的水银不能通过狭缝退回到球部,水银柱在此中断。因此,水银柱顶可指示出一段时间内的最高温度。 最低温度表: 毛细管较粗,内装透明的

35、酒精,游标悬浮在毛细管中,观测时将游标调整到酒精柱的顶端,然后将温度表平放。升温时,酒精从游标和毛细管之间的狭缝过,游标不动;温度下降时,液柱顶端表面张力使游标向球部方向移动,因此,游标指示的温度只降不升,远离球部的一端将指示出一定时段的最低温度。 35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。 36热电偶测温原理是什

36、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 37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。 38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,

37、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。 39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

38、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、两点电压不等,电流表中就会有电流Ig通过,其数值为Ig=E(R1Rt-R2R3)/Rg(R1+R2)(R3+R1)+R3Rt(R1+R2)+R1R2(R3+Rt)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。 40什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

39、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d内吸收的热量,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 41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-)/(t0-)=e 一定时,愈小,愈趋近于 一定时,愈长,愈趋近于 时, (t0)1 线性:介质温度呈线性变化时:=0+式中 =d/d是介质温

40、度的变化率,是一个常数,设初始条件0时,tt0 =0 ,则 t-=-(1-e-/) 当/5 ,即感应时间远大于热滞系数时,上式简化为,说明为一常数,且的乘积越大,热滞误差越大;为正时,即仪器温度示度偏高。 周期:介质温度呈简单的周期为、振辐为的正弦变化形式时,=0+Asin(2/T)设初始条件0时,则A2pt-12pl2pt-12plt=q+sin(-tg) 0t=q0+sin(-tg)2222TTTT4pl4pl1+1+T2T2A温度表示度也呈周期性变化,其周期也是 1温度表示度的振辐小于介质温度的振辐,为介质振辐的4p2l21+T2温度表示度有位相落后,其落后相角为j=tg-12pl)从以

41、上分析可以看出,只有当T时,示度的变化才能充分接近实际温度的变化。 42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? 43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,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

42、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 44草温和雪温的测量各有何特点? 草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 45防辐射罩的作用是什么

43、? 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。 46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? 47防止温度测量中辐射误差的途径有那些? 防止辐射误差的方法主要有: 1.屏蔽技术:使太阳辐射,地面反射辐射不能直接照射到测温元件上。; 2.增加元件的反射率(热敏电阻涂成白色); 3.人工通风,加快元件散热(阿斯曼通风干湿表)

44、; 4.采用体积小,并具有较大的散热系数的测温元件。 9一支热滞系数为100S的温度表,温度30时,观测环境20的空气温度,精度要求为0.1 ,需要多少时间才能观测? 解: T-q为感应元件温度与环境温度之差, t=lln则: T0-q30-20=100lnT-q0.1=460.52s8min 即约需要8分钟通风后即可读取数据. 10百叶箱气温日变化振幅A0 =10,要求日振幅误差小于0.1,计算热滞系数。 解:由A/A0=1+4pl/p222-1得: 10.00-0.14p2l2-1/2=(1+)10.00864002l=1960s33min 即热滞系数大约为33分钟。 48一个测温元件的热

45、惯性系数=50秒,当时它与介质的温度差为10,若要求读数精确到0.1,则需要的感应时间为多长? 49一个测温元件,当时它与介质的温度差为10,若要求读数精确到0.1,它需要的感应时间为460秒,问这个测温元件的热惯性系数是多少? 50在高空大气探测中,设温度的铅直递减率为d/dz=0.065/米,探空仪的上升速度为dz/dt=6米/秒,若测温元件的热惯性系数为=50秒,试求出测温仪器的热惯性误差。 51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

46、。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。 52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! 53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 54 20cm雨量器专用量杯损坏,又无备份件,用普通量杯量得219.8cm3,量杯直径2cm,其降水量是多少? 55影响降水量测定的因素是什么? 雨水溅失 蒸发损

47、失 风造成的误差 56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,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,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,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=。 观测方法:观测水银柱离水银球部远端的示度。 调整方法:取下,手握温度表上部,

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