《高空氣象探測原理與方法》是2019年07月01日科學出版社出版的圖書，作者是姚振東等。
基本介紹
- 書名：高空氣象探測原理與方法
- 作者：姚振東等
- ISBN：9787030617231
- 頁數：308
- 定價：98.00元
- 出版社：科學出版社
- 出版時間：2019年07月01日
- 裝幀：平裝
- 開本：16
內容簡介,圖書目錄,
內容簡介
本書對地球大氣的結構特徵和溫、壓、濕、風等主要氣象要素進行概述和分析，引出高空大氣探測的特殊方法，指出其測量參數的性能指標要求。主要討論基於L波段跟蹤雷達和全球導航衛星系統的兩種探空測風系統的基本構成和工作原理，並闡述不同高度層風的計算和處理方法；在描述探空儀構成的基礎上，給出高空大氣探測中溫、壓、濕氣象要素的探測方法及其數據的採集與處理等；同時，為兼顧高空大氣探測專業的套用，本書闡述場磨式高空電場儀、電化學池臭氧探空儀、冷凝式露點溫度探空儀等儀器的構造和工作原理，對下投式探空和民航商用飛機AMDAR等探測技術也進行了討論；簡述地基高空大氣探測中的基於主動遙感技術的風廓線雷達、基於被動遙感技術的微波輻射計以及地基和空基GPS氣象學的工作原理和套用。
圖書目錄
第1章 緒論(1)
1.1 高空大氣探測概述(1)
1.1.1 高空大氣探測的內涵(1)
1.1.2 常規高空大氣探測業務(2)
1.1.3 學習高空大氣探測技術的要求(3)
1.2 高空大氣探測的歷史與發展現狀(4)
1.2.1 高空大氣探測的歷史(4)
1.2.2 中國高空探測的發展歷史(7)
1.2.3 高空大氣探測的現狀(8)
1.2.4 高空大氣探測的發展趨勢(14)
1.3 高空大氣探測的基礎知識(14)
1.3.1 地球大氣的組成概況(14)
1.3.2 大氣的基本狀態參數及狀態方程(16)
1.3.3 氣壓與高度(17)
1.3.4 地球重力場與位勢高度(18)
1.3.5 大氣湍流(20)
1.3.6 大氣熱力學的基本概念(21)
1.3.7 旋轉坐標系和科里奧利力(23)
1.3.8 地轉風及其切變和熱成風(24)
1.4 地球大氣分層結構和特性(25)
1.4.1 標準大氣(25)
1.4.2 對流層(27)
1.4.3 平流層(28)
1.4.4 中間層(29)
1.4.5 熱層(30)
1.4.6 外大氣層(31)
1.5 高空大氣氣象要素的基本變化規律(31)
1.5.1 高空大氣氣象要素的基本特徵(31)
1.5.2 氣壓的變化規律(33)
1.5.3 溫度的變化規律(36)
1.5.4 濕度的變化規律(39)
1.5.5 風的變化規律(41)
1.6 天氣學和氣候學對高空探測的基本要求(45)
1.6.1 高空探測數據處理的基本要求(45)
1.6.2 對感測器的基本要求(46)
1.6.3 高空探測數據三性要求(48)
第2章 高空風探測(52)
2.1 測風雷達(53)
2.1.1 L波段雷達探空原理(53)
2.1.2 L波段雷達的測距原理(53)
2.1.3 L波段雷達的測角跟蹤原理(54)
2.1.4 L波段雷達系統組成(55)
2.1.5 雷達定位測風(70)
2.2 無線電經緯儀(72)
2.3 光學測風經緯儀(73)
2.4 衛星導航測風(77)
2.4.1 GPS衛星導航系統(77)
2.4.2 北斗衛星導航系統(78)
2.4.3 衛星導航探測儀器設備(78)
2.4.4 導航衛星定位法測風(80)
2.4.5 衛星頻率都卜勒頻移法測風(81)
2.5 氣象業務套用所需的風(83)
2.5.1 平面坐標投影原理(83)
2.5.2 站心坐標與地心坐標的轉換(84)
2.5.3 氣球漂移量的計算(86)
2.5.4 層風的計算(86)
2.5.5 規定高度風的計算(90)
2.5.6 合成風的計算(91)
2.5.7 最大風層的選取(92)
2.6 高空風的平均、平滑和內插處理(92)
2.6.1 傳統的測風數據處理方法(92)
2.6.2 風向風速的矢量平均方法(94)
2.6.3 風向風速的內插處理(95)
2.7 天氣學所需的風(97)
2.7.1 規定層的高度和時間(98)
2.7.2 《常規高空氣象觀測業務規範》規定的內插方法(98)
2.8 L波段高空大氣探測系統軟體介紹(99)
2.8.1 主要功能(100)
2.8.2 台站常量參數設定(101)
2.8.3 數據處理軟體(101)
2.8.4 檔案系統與命名規則(105)
第3章 高空溫壓濕氣象要素探測(111)
3.1 氣球和氫氣(111)
3.1.1 氫氣(111)
3.1.2 氣球型號和用途(117)
3.1.3 氣球升速？穩定性及誤差(118)
3.2 探空儀(125)
3.2.1 探空儀的分類(125)
3.2.2 探空儀的組成(126)
3.2.3 探空儀的感測器(129)
3.2.4 探空儀及相關探測設備(135)
3.2.5 幾種典型的探空儀介紹(139)
3.3 探空儀的施放和信號接收(145)
3.3.1 探空儀施放前的準備(145)
3.3.2 探空儀施放和探測過程(151)
3.3.3 探空儀外場比對試驗(153)
3.4 探空數據的採集和處理(161)
3.4.1 溫度輻射誤差修正(161)
3.4.2 位勢高度計算(163)
3.4.3 用高度反算氣壓(165)
3.4.4 規定等壓面和規定高度(166)
3.4.5 特性層的選取(166)
3.4.6 特殊情況的處理(168)
3.4.7 資料的就地審核和統計(169)
3.4.8 探空報表和存檔(169)
第4章 非常規高空大氣探測(171)
4.1 高空電場觀測(171)
4.1.1 高空電場的基本特性(171)
4.1.2 電場探空儀原理(172)
4.1.3 三維空中電場儀(176)
4.1.4 高空電場觀測(178)
4.2 高空臭氧探測(178)
4.2.1 大氣成分簡介(178)
4.2.2 臭氧的測量原理和方法(179)
4.2.3 臭氧的電化學反應(180)
4.2.4 測量臭氧的探空儀(181)
4.3 高空露/霜點溫度探測(185)
4.3.1 高空濕度探測存在的缺陷(185)
4.3.2 高空低溫低濕條件下濕度測量的瓶頸(187)
4.3.3 露點溫度的直接測量(188)
4.4 下投探空儀探測(193)
4.4.1 下投探測的特點(193)
4.4.2 平流層氣球下投探測(195)
4.4.3 飛機下投探測(196)
4.4.4 氣象火箭下投探測(199)
4.5 商用飛機探測(202)
4.5.1 概述(202)
4.5.2 氣壓探測原理(204)
4.5.3 溫度探測原理(206)
4.5.4 風速和風向探測原理(207)
4.5.5 套用情況(209)
4.5.6 氣象飛機探測技術簡介(209)
第五章 高空大氣的微波遙感探測(213)
5.1 風廓線雷達原理及高空風的探測(214)
5.1.1 概述(214)
5.1.2 風廓線雷達回波機理(215)
5.1.3 風廓線雷達探測原理(222)
5.1.4 風廓線雷達的系統組成(229)
5.1.5 風廓線雷達的套用(232)
5.2 微波輻射計探測(236)
5.2.1 概述(236)
5.2.2 微波輻射測量原理(237)
5.2.3 大氣微波遙感原理(252)
5.2.4 微波輻射計工作原理(261)
5.2.5 微波輻射計的遙感套用(274)
5.3 導航衛星水汽探測(GNSS/MET)(279)
5.3.1 概述(279)
5.3.2 導航衛星水汽探測原理(281)
5.3.3 GPS氣象網的建設290)
5.3.4 導航衛星水汽探測套用(292)
5.4 高空大氣的掩星探測(293)
5.4.1 概述(293)
5.4.2 掩星探測原理(294)
5.4.3 掩星探測的套用(302)
參考文獻(304)
1.1 高空大氣探測概述(1)
1.1.1 高空大氣探測的內涵(1)
1.1.2 常規高空大氣探測業務(2)
1.1.3 學習高空大氣探測技術的要求(3)
1.2 高空大氣探測的歷史與發展現狀(4)
1.2.1 高空大氣探測的歷史(4)
1.2.2 中國高空探測的發展歷史(7)
1.2.3 高空大氣探測的現狀(8)
1.2.4 高空大氣探測的發展趨勢(14)
1.3 高空大氣探測的基礎知識(14)
1.3.1 地球大氣的組成概況(14)
1.3.2 大氣的基本狀態參數及狀態方程(16)
1.3.3 氣壓與高度(17)
1.3.4 地球重力場與位勢高度(18)
1.3.5 大氣湍流(20)
1.3.6 大氣熱力學的基本概念(21)
1.3.7 旋轉坐標系和科里奧利力(23)
1.3.8 地轉風及其切變和熱成風(24)
1.4 地球大氣分層結構和特性(25)
1.4.1 標準大氣(25)
1.4.2 對流層(27)
1.4.3 平流層(28)
1.4.4 中間層(29)
1.4.5 熱層(30)
1.4.6 外大氣層(31)
1.5 高空大氣氣象要素的基本變化規律(31)
1.5.1 高空大氣氣象要素的基本特徵(31)
1.5.2 氣壓的變化規律(33)
1.5.3 溫度的變化規律(36)
1.5.4 濕度的變化規律(39)
1.5.5 風的變化規律(41)
1.6 天氣學和氣候學對高空探測的基本要求(45)
1.6.1 高空探測數據處理的基本要求(45)
1.6.2 對感測器的基本要求(46)
1.6.3 高空探測數據三性要求(48)
第2章 高空風探測(52)
2.1 測風雷達(53)
2.1.1 L波段雷達探空原理(53)
2.1.2 L波段雷達的測距原理(53)
2.1.3 L波段雷達的測角跟蹤原理(54)
2.1.4 L波段雷達系統組成(55)
2.1.5 雷達定位測風(70)
2.2 無線電經緯儀(72)
2.3 光學測風經緯儀(73)
2.4 衛星導航測風(77)
2.4.1 GPS衛星導航系統(77)
2.4.2 北斗衛星導航系統(78)
2.4.3 衛星導航探測儀器設備(78)
2.4.4 導航衛星定位法測風(80)
2.4.5 衛星頻率都卜勒頻移法測風(81)
2.5 氣象業務套用所需的風(83)
2.5.1 平面坐標投影原理(83)
2.5.2 站心坐標與地心坐標的轉換(84)
2.5.3 氣球漂移量的計算(86)
2.5.4 層風的計算(86)
2.5.5 規定高度風的計算(90)
2.5.6 合成風的計算(91)
2.5.7 最大風層的選取(92)
2.6 高空風的平均、平滑和內插處理(92)
2.6.1 傳統的測風數據處理方法(92)
2.6.2 風向風速的矢量平均方法(94)
2.6.3 風向風速的內插處理(95)
2.7 天氣學所需的風(97)
2.7.1 規定層的高度和時間(98)
2.7.2 《常規高空氣象觀測業務規範》規定的內插方法(98)
2.8 L波段高空大氣探測系統軟體介紹(99)
2.8.1 主要功能(100)
2.8.2 台站常量參數設定(101)
2.8.3 數據處理軟體(101)
2.8.4 檔案系統與命名規則(105)
第3章 高空溫壓濕氣象要素探測(111)
3.1 氣球和氫氣(111)
3.1.1 氫氣(111)
3.1.2 氣球型號和用途(117)
3.1.3 氣球升速？穩定性及誤差(118)
3.2 探空儀(125)
3.2.1 探空儀的分類(125)
3.2.2 探空儀的組成(126)
3.2.3 探空儀的感測器(129)
3.2.4 探空儀及相關探測設備(135)
3.2.5 幾種典型的探空儀介紹(139)
3.3 探空儀的施放和信號接收(145)
3.3.1 探空儀施放前的準備(145)
3.3.2 探空儀施放和探測過程(151)
3.3.3 探空儀外場比對試驗(153)
3.4 探空數據的採集和處理(161)
3.4.1 溫度輻射誤差修正(161)
3.4.2 位勢高度計算(163)
3.4.3 用高度反算氣壓(165)
3.4.4 規定等壓面和規定高度(166)
3.4.5 特性層的選取(166)
3.4.6 特殊情況的處理(168)
3.4.7 資料的就地審核和統計(169)
3.4.8 探空報表和存檔(169)
第4章 非常規高空大氣探測(171)
4.1 高空電場觀測(171)
4.1.1 高空電場的基本特性(171)
4.1.2 電場探空儀原理(172)
4.1.3 三維空中電場儀(176)
4.1.4 高空電場觀測(178)
4.2 高空臭氧探測(178)
4.2.1 大氣成分簡介(178)
4.2.2 臭氧的測量原理和方法(179)
4.2.3 臭氧的電化學反應(180)
4.2.4 測量臭氧的探空儀(181)
4.3 高空露/霜點溫度探測(185)
4.3.1 高空濕度探測存在的缺陷(185)
4.3.2 高空低溫低濕條件下濕度測量的瓶頸(187)
4.3.3 露點溫度的直接測量(188)
4.4 下投探空儀探測(193)
4.4.1 下投探測的特點(193)
4.4.2 平流層氣球下投探測(195)
4.4.3 飛機下投探測(196)
4.4.4 氣象火箭下投探測(199)
4.5 商用飛機探測(202)
4.5.1 概述(202)
4.5.2 氣壓探測原理(204)
4.5.3 溫度探測原理(206)
4.5.4 風速和風向探測原理(207)
4.5.5 套用情況(209)
4.5.6 氣象飛機探測技術簡介(209)
第五章 高空大氣的微波遙感探測(213)
5.1 風廓線雷達原理及高空風的探測(214)
5.1.1 概述(214)
5.1.2 風廓線雷達回波機理(215)
5.1.3 風廓線雷達探測原理(222)
5.1.4 風廓線雷達的系統組成(229)
5.1.5 風廓線雷達的套用(232)
5.2 微波輻射計探測(236)
5.2.1 概述(236)
5.2.2 微波輻射測量原理(237)
5.2.3 大氣微波遙感原理(252)
5.2.4 微波輻射計工作原理(261)
5.2.5 微波輻射計的遙感套用(274)
5.3 導航衛星水汽探測(GNSS/MET)(279)
5.3.1 概述(279)
5.3.2 導航衛星水汽探測原理(281)
5.3.3 GPS氣象網的建設290)
5.3.4 導航衛星水汽探測套用(292)
5.4 高空大氣的掩星探測(293)
5.4.1 概述(293)
5.4.2 掩星探測原理(294)
5.4.3 掩星探測的套用(302)
參考文獻(304)
