　　大氣探測是人類認識自然的重要手段，是大氣科學的基礎。沒有對大氣狀況準確、及時、連續、詳盡的瞭解，就談不上對災害性天氣變化規律的科學掌握，更談不上預測預報、趨利避害、為人類造福。近年來氣候變化已成為熱門話題，人們關心自己居住的地球村嚮何處去。然而建立全球氣候觀測係統，真正客觀地、全麵地確定氣候的變化，仍然是科技工作者努力奮鬥的目標。《現代氣象觀測（第2版）》共分12章，分彆介紹瞭溫度、濕度、氣壓、氣流、輻射能等的測量原理、技術、方法和手段，並詳細介紹瞭天氣現象的儀測、現代自動氣象觀測係統、高空溫、濕、壓的無綫電探空儀探測法等。《現代氣象觀測（第2版）》可作為大氣科學、物理科學相關院校、係科的教師和學生教材以及從事大氣探測工作的科技、業務工作者作為參考書。

作者簡介

　　張靄琛，北京大學物理學院教授,長期從事大氣探測的教學科研,1987年編寫《大氣探測原理》一書，後重新編寫《現代氣象觀測》一書。

第一章引言1.1 大氣探測的發展概況1.2 探測原理1.3 探測儀器1.4 探測方法
第二章溫度的測量2.1 ITS-90溫標2.2 測溫元件2.2.1 液體玻璃溫度錶2.2.2 熱電偶溫度錶2.2.3 金屬電阻溫度錶2.2.4 熱敏電阻溫度錶2.3 測溫元件的熱滯效應2.3.1 錶示熱滯的參量--熱滯係數2.3.2 環境溫度恒定時的滯差2.3.3 環境溫度呈綫性變化引起的滯差2.3.4 環境溫度呈周期性變化時的滯差2.3.5 熱滯係數和風速的關係2.4 氣溫測量中的防輻射設備2.4.1 百葉箱2.4.2 阿斯曼通風乾濕錶2.4.3 防輻射罩
第三章濕度的測量3.1 濕度的定義和單位3.2 乾濕球溫度錶3.2.1 基本原理3.2.2 乾濕球溫度錶係數的特性3.2.3 乾濕球溫度錶的測濕精度3.3 露點測定法3.4 電學濕度錶3.4.1 碳膜濕度片3.4.2 高分子薄膜濕敏電容3.5 光學濕度計3.6 濕度的控製和檢定3.6.1 絕對法（稱重法）測濕3.6.2 恒濕鹽控濕法3.6.3 露點控濕法（雙溫法）3.6.4 部分壓力法附注
第四章氣壓的測量4.1 水銀氣壓錶4.1.1 作用原理4.1.2 動槽式水銀氣壓錶4.1.3 定槽式水銀氣壓錶4.1.4 水銀氣壓錶的儀器誤差4.2 水銀氣壓錶的讀數訂正4.2.1 氣壓錶讀數的溫度訂正4.2.2 氣壓錶讀數的重力訂正4.2.3 海平麵氣壓4.3 氣壓錶的安置和觀測方法4.3.1 氣壓室4.3.2 氣壓錶的讀數步驟4.4 空盒氣壓錶、氣壓計4.5 振筒式壓力傳感器4.6 沸點氣壓錶4.7 氣壓錶的基準
第五章氣流的測量5.1 風嚮的測量5.1.1 風嚮標5.1.2 風嚮標的動態特性5.1.3 風標平衡錘對風標動態特性的影響5.1.4 風嚮連續變動環境中的風嚮標動態響應5.1.5 運轉風標動態參數的選擇5.2 鏇轉式風速錶5.2.1 風杯風速計的感應原理5.2.2 風杯風速計的慣性5.2.3 風車風速錶和鏇槳式風速錶5.3 散熱式風速錶5.4 聲學風速錶5.5 風速檢定設備5.5.1 鏇臂機5.5.2 風洞5.5.3 風速檢定的測示標準皮托管附注
第六章輻射能的測量6.1 測量內容6.2 輻射測量基準6.3 太陽直接輻射的測量6.3.1 日射錶的遮光筒6.3.2 埃斯川姆補償式絕對日射錶6.3.3 相對日射錶6.3.4 太陽直接輻射的分波段測量6.4 短波總輻射的測量6.4.1 測量原理6.4.2 儀器的改進6.5 淨輻射和紅外輻射的測量6.6 紫外輻射的測量6.7 PACRAD型絕對日射錶6.8 日照時數的觀測和日照計
第七章天氣現象的儀測7.1 降水量及其性質的觀測7.2 激光雲高儀7.3 能見度儀7.3.1 透射式能見度儀7.3.2 散射式能見度儀7.4 閃電定位係統7.5 其它7.5.1 下墊麵狀況探頭7.5.2 電綫結冰探測器7.5.3 紅外輻射地錶溫度錶7.6 蒸發的觀測
第八章現代自動氣象觀測係統8.1 常規自動氣象站係統8.1.1 測量儀器8.1.2 數據采集闆8.1.3 數字通訊方式8.2 水文氣象自動站係統8.3 農業氣象觀測係統（土壤水份和光閤有效輻射的測量）8.3.1 烘乾失重法8.3.2 中子散射法8.3.3 時域反射法8.3.4 張力計法8.3.5 光閤有效輻射8.4 微氣象觀測係統8.4.1 溫、濕梯度的觀測8.4.2 風速廓綫的觀測8.4.3 土壤熱通量的觀測8.5 邊界層係留探空係統8.6 總綫製自動氣象站8.6.1 一綫總綫和一綫總綫網8.6.2 總綫器件的編碼8.6.3 一綫總綫型自動氣象站
第九章高空風的測量9.1 高空風的觀測方法9.2 氣象氣球9.2.1 概述9.2.2 氣球的一般性質9.2.3 氣球的上升速度9.2.4 平移氣球9.2.5 其它用途的氣球9.3 確定氣球位置的儀器設備9.3.1 光學測風經緯儀9.3.2 測風雷達9.3.3 無綫電經緯儀9.4 高空風的測量9.4.1 單點測風法9.4.2 基綫測風法9.4.3 GPS導航測風法9.4.4 高空風測量誤差9.5 風廓綫雷達
第十章高空溫、濕、壓的無綫電探空儀探測法10.1 概論10.2 五九型轉筒式電碼探空儀10.3 變低頻式探空儀10.4 國産新型數字式（GTS1型）探空儀10.5 帶GPS測風的無綫電探空儀10.6 探空資料的整理及其軟件設計10.6.1 標準等壓麵高度的計算10.6.2 溫度、濕度特性層10.6.3 對流層頂的選擇10.6.4 規定層風的計算10.6.5 最大風層的選擇10.7 探空儀的觀測誤差以及探空儀的對比工作10.8 基準探空儀
第十一章氣象雷達11.1 雷達工作原理、組成及其技術指標11.1.1 數字天氣雷達的工作原理11.1.2 脈衝雷達的組成11.1.3 天氣雷達主要技術指標11.2 各種目標物的迴波特徵11.2.1 截麵的定義11.2.2 降水、雲滴的散射11.2.3 大氣摺射對雷達探測的影響11.2.4 雷達探測過程中電磁波的衰減11.3 迴波信號的數據采集及顯示11.3.1 天氣迴波信號的特徵11.3.2 迴波信號的平均和氣象雷達方程11.3.3 迴波信號的數據采集、處理和顯示11.3.4 數字天氣雷達的標定11.4 天氣多普勒雷達及其應用11.4.1 天氣多普勒雷達11.4.2 不模糊速度和不模糊距離11.4.3 多普勒譜11.4.4多普勒氣象雷達應用11.5 激光雷達以及遙感大氣氣溶膠11.5.1 大氣探測激光雷達的種類11.5.2 激光雷達的主要性能11.5.3 微脈衝激光雷達11.5.3 激光雷達探測大氣氣溶膠的資料處理和反演11.5.4 微脈衝激光雷達氣溶膠的監測結果
第十二章氣象衛星探測12.1 氣象衛星12.2 衛星遙感儀器12.2.1 可見光和紅外輻射儀12.2.2 微波輻射計12.2.3氣象衛星接收係統和資料的處理
附錄A 雲的形成與分類附錄B 天氣現象的分類

精彩書摘

　　1.4探測方法　　探測方法及儀器與觀測任務是不可分割的。儀器的基本感應原理決定瞭使用儀器應遵守的一般原則，在這個基礎上根據任務的性質選用閤適類型的儀器以及製定相應的探測方法。　　直接探測式的儀器，其感應部分應與大氣環境直接接觸，儀器係統與大氣環境的相互乾擾可使感應元件四周的大氣條件發生一定的畸變。而這種乾擾導緻的測量誤差在總的觀測誤差中占有較大的比重，並且多為係統性誤差。統一儀器的規格指標、安裝方法和操作步驟，可使係統性誤差的數值比較穩定，使觀測資料在時間和空間上具有“可比較性”。　　大氣遙感的誤差來源有兩部分：一是來自探測係統本身，即儀器的靈敏度和穩定性以及係統各部分的標定誤差；二是來自反演的誤差，大氣傳輸過程的模擬隻能盡可能地接近實際情況，例如雷達的散射迴波將受到大氣分子、氣溶膠粒子、各種尺度的雲滴的影響，反演過程是從這些綜閤迴波信息探求其中某個要素的信息。盡管遙感探測具有不破壞自然狀況的優點，目前投入使用的遙感儀器的探測精度仍低於直接觀測。　　探測任務是多種多樣的，有一般的日常運行的颱站網觀測，也有特殊天氣係統的探測網觀測，也有為一些科研任務設置的探測係統。不同任務需要製定不同的觀測方法，但也有需要共同遵守的原則，其中最主要的一條是資料的代錶性。影響代錶性因素有兩條：一是觀測地點的代錶性；一是數據取樣平均的代錶性。　　觀測地點的選擇必須注意周圍的環境，大型障礙物、特殊的地麵覆蓋、水體、榖地、山崖都有可能産生局地小氣候，如非特殊的觀測目的，測點距離它們太近會使資料失去代錶性。　　由於大氣湍流的存在，大氣要素隨時問和空間有較強的脈動起伏，一次瞬間的讀數很難具有代錶性，必須在一定空間尺度之間取多次或多點的平均。取樣時間的長短和空間尺度取決於要素本身變化的趨勢，其空間分布特點以及儀器的慣性係數大小。　　近些年來，大量計算機數據采集係統被引入資料的讀數過程，由於儀器本身的暫時失效或外界的乾擾，往往會在數據係列中存在一些被稱為“野點”的異常值，任何一個觀測係統需要在軟件中設置剔除其野點的功能。　　大氣科學嚮深度和廣度的進展，依賴於大氣探測的實驗基礎。科學技術的發展不斷為大氣探測提供新的裝備，發現更多的新觀測結果。盡管來自用戶的需求對大氣探測的裝備和探測方法提齣瞭各種各樣的要求，但其共同之處必然是，實時性更強、空間和時間密度更高、資料更加可靠精確。　　實際工作證實，對於任何一種儀器或觀測方法，影響其資料精度的關鍵因素往往隻是其中的一兩個最難突破的關鍵指標。例如提高溫度觀測中防輻射設備的反射率和通風；增加濕度元件在低溫低濕下的靈敏度；降低高空風測量的測風仰角下限等等。這些方麵的重大進展在大氣探測的研究上具有很強的挑戰性。例如自動氣象站的電源供應不足始終是設站的最大睏難，自從使用瞭電子集成塊，並使收發報機的值守電流大大降低之後，太陽電池充電闆與低容量蓄電池的組閤就能保證現今的自動氣象站在最惡劣的天氣條件下正常連續地工作。　　……