高空气象探测原理与方法
作者：（中国）姚振东等著
出版时间：2019年版
内容简介
《高空气象探测原理与方法》对地球大气的结构特征和温、压、湿、风等主要气象要素进行概述和分析，引出高空大气探测的特殊方法，指出其测量参数的性能指标要求。主要讨论基于L波段跟踪雷达和全球导航卫星系统的两种探空测风系统的基本构成和工作原理，并阐述不同高度层风的计算和处理方法；在描述探空仪构成的基础上，给出高空大气探测中温、压、湿气象要素的探测方法及其数据的采集与处理等；同时，为兼顾高空大气探测专业的应用，《高空气象探测原理与方法》阐述场磨式高空电场仪、电化学池臭氧探空仪、冷凝式露点温度探空仪等仪器的构造和工作原理，对下投式探空和民航商用飞机AMDAR等探测技术也进行了讨论；简述地基高空大气探测中的基于主动遥感技术的风廓线雷达、基于被动遥感技术的微波辐射计以及地基和空基GPS气象学的工作原理和应用。
目录
目录
第1章 绪论(1)
1.1 高空大气探测概述(1)
1.1.1 高空大气探测的内涵(1)
1.1.2 常规高空大气探测业务(2)
1.1.3 学习高空大气探测技术的要求(3)
1.2 高空大气探测的历史与发展现状(4)
1.2.1 高空大气探测的历史(4)
1.2.2 中国高空探测的发展历史(7)
1.2.3 高空大气探测的现状(8)
1.2.4 高空大气探测的发展趋势(14)
1.3 高空大气探测的基础知识(14)
1.3.1 地球大气的组成概况(14)
1.3.2 大气的基本状态参数及状态方程(16)
1.3.3 气压与高度(17)
1.3.4 地球重力场与位势高度(18)
1.3.5 大气湍流(20)
1.3.6 大气热力学的基本概念(21)
1.3.7 旋转坐标系和科里奥利力(23)
1.3.8 地转风及其切变和热成风(24)
1.4 地球大气分层结构和特性(25)
1.4.1 标准大气(25)
1.4.2 对流层(27)
1.4.3 平流层(28)
1.4.4 中间层(29)
1.4.5 热层(30)
1.4.6 外大气层(31)
1.5 高空大气气象要素的基本变化规律(31)
1.5.1 高空大气气象要素的基本特征(31)
1.5.2 气压的变化规律(33)
1.5.3 温度的变化规律(36)
1.5.4 湿度的变化规律(39)
1.5.5 风的变化规律(41)
1.6 天气学和气候学对高空探测的基本要求(45)
1.6.1 高空探测数据处理的基本要求(45)
1.6.2 对传感器的基本要求(46)
1.6.3 高空探测数据三性要求(48)
第2章 高空风探测(52)
2.1 测风雷达(53)
2.1.1 L波段雷达探空原理(53)
2.1.2 L波段雷达的测距原理(53)
2.1.3 L波段雷达的测角跟踪原理(54)
2.1.4 L波段雷达系统组成(55)
2.1.5 雷达定位测风(70)
2.2 无线电经纬仪(72)
2.3 光学测风经纬仪(73)
2.4 卫星导航测风(77)
2.4.1 GPS卫星导航系统(77)
2.4.2 北斗卫星导航系统(78)
2.4.3 卫星导航探测仪器设备(78)
2.4.4 导航卫星定位法测风(80)
2.4.5 卫星频率多普勒频移法测风(81)
2.5 气象业务应用所需的风(83)
2.5.1 平面坐标投影原理(83)
2.5.2 站心坐标与地心坐标的转换(84)
2.5.3 气球漂移量的计算(86)
2.5.4 层风的计算(86)
2.5.5 规定高度风的计算(90)
2.5.6 合成风的计算(91)
2.5.7 最大风层的选取(92)
2.6 高空风的平均、平滑和内插处理(92)
2.6.1 传统的测风数据处理方法(92)
2.6.2 风向风速的矢量平均方法(94)
2.6.3 风向风速的内插处理(95)
2.7 天气学所需的风(97)
2.7.1 规定层的高度和时间(98)
2.7.2 《常规高空气象观测业务规范》规定的内插方法(98)
2.8 L波段高空大气探测系统软件介绍(99)
2.8.1 主要功能(100)
2.8.2 台站常量参数设置(101)
2.8.3 数据处理软件(101)
2.8.4 文件系统与命名规则(105)
第3章 高空温压湿气象要素探测(111)
3.1 气球和氢气(111)
3.1.1 氢气(111)
3.1.2 气球型号和用途(117)
3.1.3 气球升速？稳定性及误差(118)
3.2 探空仪(125)
3.2.1 探空仪的分类(125)
3.2.2 探空仪的组成(126)
3.2.3 探空仪的传感器(129)
3.2.4 探空仪及相关探测设备(135)
3.2.5 几种典型的探空仪介绍(139)
3.3 探空仪的施放和信号接收(145)
3.3.1 探空仪施放前的准备(145)
3.3.2 探空仪施放和探测过程(151)
3.3.3 探空仪外场比对试验(153)
3.4 探空数据的采集和处理(161)
3.4.1 温度辐射误差修正(161)
3.4.2 位势高度计算(163)
3.4.3 用高度反算气压(165)
3.4.4 规定等压面和规定高度(166)
3.4.5 特性层的选取(166)
3.4.6 特殊情况的处理(168)
3.4.7 资料的就地审核和统计(169)
3.4.8 探空报表和存档(169)
第4章 非常规高空大气探测(171)
4.1 高空电场观测(171)
4.1.1 高空电场的基本特性(171)
4.1.2 电场探空仪原理(172)
4.1.3 三维空中电场仪(176)
4.1.4 高空电场观测(178)
4.2 高空臭氧探测(178)
4.2.1 大气成分简介(178)
4.2.2 臭氧的测量原理和方法(179)
4.2.3 臭氧的电化学反应(180)
4.2.4 测量臭氧的探空仪(181)
4.3 高空露/霜点温度探测(185)
4.3.1 高空湿度探测存在的缺陷(185)
4.3.2 高空低温低湿条件下湿度测量的瓶颈(187)
4.3.3 露点温度的直接测量(188)
4.4 下投探空仪探测(193)
4.4.1 下投探测的特点(193)
4.4.2 平流层气球下投探测(195)
4.4.3 飞机下投探测(196)
4.4.4 气象火箭下投探测(199)
4.5 商用飞机探测(202)
4.5.1 概述(202)
4.5.2 气压探测原理(204)
4.5.3 温度探测原理(206)
4.5.4 风速和风向探测原理(207)
4.5.5 应用情况(209)
4.5.6 气象飞机探测技术简介(209)
第五章 高空大气的微波遥感探测(213)
5.1 风廓线雷达原理及高空风的探测(214)
5.1.1 概述(214)
5.1.2 风廓线雷达回波机理(215)
5.1.3 风廓线雷达探测原理(222)
5.1.4 风廓线雷达的系统组成(229)
5.1.5 风廓线雷达的应用(232)
5.2 微波辐射计探测(236)
5.2.1 概述(236)
5.2.2 微波辐射测量原理(237)
5.2.3 大气微波遥感原理(252)
5.2.4 微波辐射计工作原理(261)
5.2.5 微波辐射计的遥感应用(274)
5.3 导航卫星水汽探测(GNSS/MET)(279)
5.3.1 概述(279)
5.3.2 导航卫星水汽探测原理(281)
5.3.3 GPS气象网的建设290)
5.3.4 导航卫星水汽探测应用(292)
5.4 高空大气的掩星探测(293)
5.4.1 概述(293)
5.4.2 掩星探测原理(294)
5.4.3 掩星探测的应用(302)
参考文献(304)
