《氣象探測原理與方法》習題部分參***
第一章總論
1. 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，對地球大氣各個高度上的物理狀態、化學性質和物理現象的發生、發展和演變進行觀察和測定。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象如雲、光、電等進行觀測。
高空探測是用氣球、雷達、火箭、衛星等手段對自由大氣進行探測。
2. 氣象觀測資料的「三性」是什麼？其關係如何？
答：氣象觀測資料的「三性」是代表性、準確性、比較性。觀測資料的代表性、準確性和比較性之間是互相聯絡、互相制約的。
觀測資料的代表性是建立在準確性的基礎之上的，沒有準確性也就談不上代表性；然而，只有準確性而沒有代表性的觀測資料，也是難以使用的。同時，觀測資料的比較性，也必須以觀測資料的代表性和準確性為前提，因為如果觀測資料既無代表性，又無準確性，也就沒有了時空比較的意義。所以觀測資料質量的好壞，均以觀測資料的「三性」衡量。
3. 簡述氣象觀測的時制、日界？真太陽時、地平時、標準時之間的關係如何？
答：時制：以一定的時間間隔作為時間單位，並以一定的起始瞬時計量時間的系統。
氣象觀測的時制有真太陽時、地方時、北京時等。氣象觀測的日界：人工器測日照以日落為日界，輻射和自動觀測日照採用地平時24時為日界，其餘專案均以北京時20時為日界。
真太陽時=地平時+時差；地平時=標準時+（本站經度-120）×4分鐘/每經度。
第二章雲的觀測
8. 雲的觀測主要內容是什麼？
答：雲的觀測主要內容是：判定雲狀、估計雲量、測定雲高。
9. 我國現行規範對雲狀分類的依據是什麼？
答：按雲的外形特徵、結構特點和雲底高度，將雲分為3族、10屬、29類。
10. 簡述雲形成的基本過程？
答：雲的形成過程是空氣中的水汽由各種原因達到飽和而發生凝結或凝華的過程。形成雲的有兩個必備條件：
①要有水汽凝結核；②要有水汽過飽和。二者缺一不可，大氣一般不缺凝結核，因此，水汽過飽和是關鍵。而使水汽達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。對於雲的形成來說，降溫冷卻過程是主要過程。降溫冷卻的主要過程有：
1、絕熱上公升冷卻（包括局地對流上公升，大範圍斜公升、波動上公升）2、混合冷卻；3、輻射冷卻。
11. 簡述雲量和雲高的觀測方法？
答：雲量：是指雲遮蔽天空視野的成數，全憑目測來估計。
估計雲量的地點必須能見全部天空，當天空部分的為障礙物遮擋時，雲量應從未被遮的天空部分估計；如果一部分天空被降水所遮，這部分天空應作為被產生降水的雲所遮蔽來看待。
雲底距測站的垂直距離稱為雲高，以公尺為單位，並在雲高數值前加記雲狀。測雲高分實測和虛測，實測包括用氣球測定雲高、雲幕燈測定雲高、雷射測雲儀測定雲高。估測雲高包括1、目測雲高；2、用經驗公式計算雲高；3、利用已知目標物高度估測雲高。
補充題：簡述積狀雲、層狀雲、波狀雲的基本特徵是什麼？
答：1） 積狀雲：水平範圍較小，雲內不穩定，垂直發展的雲塊。孤立、分散、個體分明。
底部由水滴，頂部由冰晶組成。底部平，頂部呈圓拱形突出，個體分明。孤立分散。
常有陣雨、龍捲、冰雹、雷電、大風、沙塵暴等強對流天氣。
2） 層狀雲：水平範圍很廣，雲底均勻，成幕狀，有時掩蓋全天。雲內穩定。由冰晶、冰晶水滴混合、小水滴組成。雲幕狀，成層排列。常有連續或間歇性的雨雪。
3） 波狀雲：水平範圍較廣，雲內不穩定，雲頂常有逆溫層。成群、成行、呈波狀排列，雲體起伏明顯。薄塊或團塊，或鬆動的大雲塊，成群、成層或散片排列，常有連續或間歇性的雨雪。
第三章能見度、天氣現象、地面狀態的觀測
4：何謂有性能見度？
答：有性能見度是指周圍視野中二分之一以上的範圍都能看到的最大水平距離。記錄時以千公尺為單位取小數一位。
10：能見度的觀測儀器主要有哪些？各有何特點？
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是：
透射能見度儀是根據準直光束的散射和吸收導致光的損失的原理製成。它與氣象光學視程的定義密切相關，觀測的能見距離與能見度很一致。其採用測量發射器和接收器之間水平空氣柱的平均消光(透射)係數而算出能見度。
發射器和接收器之間光束傳遞距離可從幾公尺到一百五十公尺，它取決於氣象光學視程值的範圍與測量結果應用情況。
2）散射能見度儀的特點是：
散射能見度儀是測量散射係數從而估算出氣象光學視程的儀器，它由傳送器、接收器與處理器組成。其基線長度很短發射光源與接收器安裝在同一支架上，避免基線難以對準的缺陷。
12、積雨雲的出現可能會帶來哪些天氣現象？
答：積雨雲的出現可能產生雷暴，陣雨（雪），或有雨（雪）幡下垂，有時產生颮或降冰雹，雲底偶有龍捲產生。
17.浮塵、揚沙、沙塵暴之間如何區別？
答：（1）揚沙和沙塵暴出現時，天空都是渾濁、一片黃色；而浮塵出現時，遠處呈土黃色，太陽蒼白或淡黃色。
（2）揚沙和沙塵暴出現是在冷空氣過境或雷暴、颮線影響時；浮塵出現一般是在冷空氣過境前後。
（3）揚沙和沙塵暴出現時風大；浮塵出現時無風或風較小。
（4）沙塵暴使水平能見度小於1.0km;揚沙使水平能見度在1.0~10.0km以內；浮塵是塵土、細沙均勻地浮游在空中，使水平能見度小於10.0km。
18.大風、颮、塵捲風、龍捲風之間如何區別？
答：大風是瞬間風速達到或超過17.2m/s（或目測估計風力達到或超過8級）的風；
颮是指突然發作的強風，持續時間短促。出現時瞬間風速突增、風向突變、氣溫驟降、氣壓猛增，並常伴有雷雨出現；
塵捲風是因地面區域性強烈增熱而在近地面氣層中產生的小旋風；
龍捲風是一種小範圍的強烈旋風。從外**，是從積雨雲底盤旋下垂的乙個漏斗狀雲體。過境處造成破壞較嚴重。
19.何為地面狀態，如何劃分？
答：地面狀態是指未經翻耕保持自然的地標狀況。
地面狀態劃分為兩種型別，二十種狀況，並以00~19二十個數碼表示。
第四章氣壓的觀測
1、什麼是氣壓？大氣中氣流的運動對氣壓有什麼影響？氣壓的常用單位是什麼？如何換算？
答：大氣圈本身的重量對地球表面會產生一種壓力；對任何一層空氣而言，也都會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，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。
當空氣產生運動時，壓力就要發生變化。當空氣中有下沉氣流時，空氣柱底部的壓力就會增加；當空氣中有上公升氣流時，空氣柱底部的壓力就會減小。
常用的氣壓單位是百帕（hpa）
常用單位的換算
1hpa=100pa
1pa=1n/㎡=10達因/ 厘公尺
1hpa=0.750069mmhg≈3/4mmhg
2、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（3）膜盒式電容氣壓感測器（4）振筒式氣壓感測器（5）壓阻式氣壓感測器（6）沸點氣壓表。
7、水銀氣壓表為什麼要進行讀數訂正？試說明各項訂正的物理意義？
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尺示度實際上只表示觀測所得到的水銀柱的高度，還並不是真正的氣壓，由於儀器差的存在和氣壓表並不總是在標準條件下使用，即使氣壓相同，也會因溫度和重力加速度的不同，水銀柱的高度不一樣。
因此，水銀氣壓表讀數須順序經過儀器差、溫度差、重力差三步訂正才是本站氣壓。儀器差訂正：由於受製成氣壓表的材料的物理特性的變化及製作技術條件的限制而產生的儀器差。
溫度差訂正：當溫度變化時水銀密度也隨之改變，從而引起水銀柱高度的變化，同時溫度的變化也將使測量水銀柱高度的黃銅標尺發生脹縮。這樣，當外界氣壓不變，而溫度發生變化時，水銀柱和黃銅標尺均會發生脹縮。
這種純系溫度的變化而引起的氣壓讀數的改變值，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準。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（經溫度差訂正後）,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感測器，振筒式氣壓感測器，壓阻式氣壓感測器的測壓原理。利用氣壓感測器測量氣壓有什麼特點？
答：測壓原理：
膜盒式電容氣壓感測器的感應元件為真空膜盒。當大氣壓力產生變化時，使真空膜盒（包括金屬膜盒和單晶矽膜盒）的彈性膜片產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。
振筒式氣壓感測器是利用彈性金屬圓筒在外力作用下發生振動，當筒壁兩邊存在壓力差時，其振動頻率隨壓力差而變化。因為筒的諧振頻率與壓力之間有唯一的關係，所以測出頻率就可計算出氣壓。
壓阻式氣壓感測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力的作用，由壓電效應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。
利用氣壓感測器測量氣壓的特點：電測氣壓感測器是將大氣壓力的變化轉換成電訊號的變化，再經過電子測量電路對訊號進行測量和處理而獲得氣壓值。
第四章補充題
1：壓高公式及測壓的標準條件。
答：壓高公式： 。
測壓的標準條件：
1）以 0℃的水銀密度為準，取 1.35951×104 kg · m-3，符號為 ρ（0）
2）取 9.80665 m / s2 為標準重力加速度。（緯度45度的海平面上）。
在此標準下，高度為760mmhg的水銀柱所產生的壓強等於1013.25hpa。
2、何謂本站氣壓、海平面氣壓？
答：本站氣壓：水銀氣壓表讀數順序經過儀器差、溫度差、重力差三步訂正後的氣壓。
海平面氣壓：由於本站氣壓統一訂正到平均海平面上的氣壓值。
3、簡述動槽式水銀氣壓表的觀測步驟。
答：1) 觀測附屬溫度表，準確至0.1℃;
2) 調整水銀槽內水銀面，使之與象牙針尖恰恰相接；
3) 調整遊標尺恰好與水銀柱頂相切；
4) 讀數並記錄，準確至0.1；
5) 降低水銀面，使它與象牙針尖脫離2—3公釐，其目的是使象牙針不被水銀磨禿和髒汙。
第五章空氣溫度的觀測
1．簡述液體玻璃溫度計的構造及原理？
答：構造：玻璃液體溫度表的感應部分是乙個充滿液體的玻璃球或柱，一根一端封閉的玻璃毛細管與它相連。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造、最高溫度的觀測時間、觀測方法、最高溫度表的調整方法？
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