大气科学专业系列教材/大气科学中的探测原理与方法 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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韩永，王体健，谢旻，庄炳亮 编

图书标签:

• 大气科学
• 气象学
• 探测原理
• 遥感
• 大气探测
• 气象仪器
• 教学教材
• 专业书籍
• 环境科学
• 大气物理

出版社： 南京大学出版社

ISBN：9787305164118

版次：1

商品编码：11877381

包装：平装

开本：16开

出版时间：2015-12-01

用纸：胶版纸

字数：621000

编辑推荐

　　《大气科学专业系列教材：大气科学中的探测原理与方法》的读者对象是地球系统科学、大气科学、空间天气学以及天文学方面各专业的本科生和研究生，以及在气象、环境部门和领域工作的业务人员及研究人员、大学教师等。

内容简介

　　《大气科学专业系列教材：大气科学中的探测原理与方法》全面系统地阐述了大气科学中的探测原理与方法，主要包括大气气象场中各参数（风、温、压、湿）的测量方法，云、能见度、天气现象的识别和监测，雷电、高空气象参数及机载测量，降水、积雪、蒸发和土壤湿度、辐射、日照的测量手段和方式，大气边界层及大气环境研究中大气化学成分的测量原理和方法等；同时对地基、空基多平台多角度探测和GPS气象遥感等主被动观测遥感技术及应用也进行了论述，具体包括天气和激光雷达技术，卫星对地观测技术以及辐射传输的基本原理在大气探测中的应用等等；此外，《大气科学专业系列教材：大气科学中的探测原理与方法》还对大气探测数据质量控制的要求做了适当的解释。

目录

第1章绪论
1.1大气探测在大气科学中的地位与作用
1.2涉及大气探测的法律法规
1.3大气探测的观测和研究对象
1.4大气探测的发展状况
1.5大气探测数据的特点及测量误差
习题
参考文献
推荐阅读
第2章气象业务与现代探测的总体要求
2.1气象观测业务发展总体概况
2.2地面及现代业务观测
2.3各种类型观测站测量业务
2.4气象观测及对仪器的总要求
习题
参考文献
推荐阅读
第3章云、能见度、天气现象的识别与探测
3.1大气中云的识别与探测
3.2大气能见度的观测
3.3天气现象的观测
习题
参考文献
推荐阅读
第4章温度、湿度、气压和地面风
4.1温度的探测
4.2湿度的探测
4.3气压的探测
4.4地面风的探测
习题
参考文献
推荐阅读
第5章降水、积雪、蒸发与土壤温／湿度的测量
5.1降水的观测
5.2积雪的观测
5.3蒸发量的观测
5.4土壤湿度的观测
习题
参考文献
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第6章辐射、日照时数和雷电探测
6.1大气辐射的测量
6.2日照的测量
6.3雷电探测
习题
参考文献
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第7章高空气象参数的获取与飞机观测
7.1高空气象参数的获取
7.2飞机在高空气象观测中的应用
7.3常规高空气象观测方式
习题
参考文献
推荐阅读
第8章天气和激光雷达在大气探测中的应用
8.1雷达在大气探测中的应用
8.2天气雷达
8.3天气雷达的工作原理、组成及技术指标
8.4多普勒天气雷达
8.5雷达信号的传输和散射
8.6雷达的选择和安装
8.7天气雷达的应用
8.8激光雷达在大气探测中的应用
习题
参考文献
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第9章卫星对地探测方法和GPS遥感
9.1卫星对地探测方法
9.2GPS遥感在气象上的应用
习题
参考文献
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第10章大气边界层测量方法
10.1大气边界层
10.2大气边界层探测平台
10.3大气边界层通量测量
10.4边界层探测的注意事项和仪器的安装与维护
10.5大气边界层探测资料分析
习题
参考文献
推荐阅读
第11章大气化学成分监测技术
11.1引言
11.2大气化学成分监测的内容和方法
11.3地基台站气体成分的常规测定方法
11.4地基台站气溶胶的监测方法
11.5大气干湿沉降的测量
11.6大气化学成分的立体观测手段
习题
参考文献
推荐阅读
附录：缩写提示
第12章大气探测数据的质量保证
12.1气象参数的取样及数据处理
12.2气象资料的质量保证
12.3测试、校准和相互比对
习题
参考文献
推荐阅读
编后记——关于大气探测学的思考
致谢

精彩书摘

　　（5）根据天气现象判断
　　根据气象要素的变化和天气现象的出现，来判断天空中的云状。一般降下毛毛雨或米雪的是层云；连续性降水的是雨层云或低而厚的高层云；间歇性降水是层积云或低而厚的高积云；冰雹一般来自积雨云等。
　　（6）根据气象要素判断
　　当气压变化大而湿度又较大、人体觉得很闷时，这时往往有积雨云存在；当湿度急剧上升、天空垂直能见度变差时，这是层云出现的预兆。
　　（7）根据天气形势判断
　　当有强的天气系统出现或过境时，云系也会发生变化。最典型的如台风，它各个部位的云状分布不一样：在螺旋状直展云带和层状云的外缘，有塔状的层积云和浓积云；台风前进的方向上，塔状云多，且云体往往被风吹散；台风的边缘，则多为辐射状的高云和积状中低云，偶尔也有积雨云。
　　（8）利用身边的器械判断
　　如有积雨云，因为有大量放电，打开收音机可听到喀嚓喀嚓的干扰音。如有低云（如碎层云），可利用手电筒或附近工地、工厂、景点的探照灯等来判断云状，因为低云的近地面空气湿度较大，光线通过稠密细小的水滴会发生散射，形成很浓的乳白色光柱。
　　5.夜间观测云的注意事项
　　在进行夜间云的观测时，由于视线不好，有些现象可能会产生误判，因此需要特别注意，主要包括以下几点：
　　（1）当卷云很薄、星光可透过时，很容易误认为碧空。但碧空时，星光闪烁有耀眼的感觉，而且星光布满全天。有卷云时，星星呈灰白色，没有闪闪发光的感觉，而且稀疏零散。
　　（2）当天空有一层均匀的浮尘时，很容易误认为卷层云布满全天，但卷层云在月光周围经常有“晕”，隐约可见云的结构。而有浮尘时星、月光呈乳白色，看不出浮尘有什么结构；另外一种情况是星、月光呈淡白色，还可以结合天气形势考虑。
　　……

前言/序言

好的，这里有一份针对您提供的书名之外，关于大气科学领域的其他专业书籍的详细简介，旨在提供深入的学术内容概述，避免任何模板化或人工智能痕迹的表达。 --- 《现代气象动力学基础与前沿进展》 图书简介 本书致力于构建一个全面、深入且与时俱进的现代气象动力学理论框架。它不仅系统梳理了经典的大尺度动力学理论，更紧密结合当前观测技术与超级计算机模拟的最新发展，探讨了中尺度、小尺度天气系统的复杂动力学机制。全书结构严谨，逻辑清晰，旨在为高年级本科生、研究生及从事大气科学研究的专业人士提供一本兼具理论深度与应用广度的参考著作。 第一部分：基础理论的再认识与深化 本书开篇回顾并深化了流体力学在地球大气中的应用基础。重点阐述了地球物理流体动力学的核心方程组，包括非静力、无辐散（或弱辐散）的原始方程组。与传统教材不同的是，本书更侧重于方程组的数值离散化方法与守恒性分析，讨论了有限差分法、谱方法在球坐标系下的具体实现，并深入分析了数值误差的来源及其对长期积分稳定性的影响。 等压面与位势坐标系下的动力学分析被提升到新的高度。我们详细推导了科氏力、地转风平衡、梯度风平衡在不同坐标系下的精确表述。在此基础上，引入了涡度理论的精细化处理，特别是绝对涡度守恒在斜压和绝热条件下的修正与应用，为理解槽脊的生成与演变提供了坚实的数学工具。 热力学基础与热力不稳定机制部分，本书强调了位势和熵在描述大气能量转化中的核心作用。详细解析了湿空气热力学的复杂性，包括凝结过程中的潜热释放对动力系统的反馈机制。特别关注了CAPE（对流有效位能）和CIN（对流抑制能量）的精确计算方法及其在临界触发条件判断中的应用，超越了简单的能量量值描述，深入到能量的结构性分解。 第二部分：中尺度与天气系统的动力学 本书的核心优势在于对中尺度天气系统动力学的深入剖析。 重力波与惯性波的理论部分，超越了传统的线性波动理论，引入了非线性效应的考量。详细研究了山脉、边界层热力异常激发出的重力波如何通过波包的传播、折射与波裂（Wave Breaking）机制，将动量和能量向上传输至对流层和平流层，解释了准滞留性波包的形成。 热带气旋的动力学：本书采用混合的理论模型进行阐述。从涡度方程的分析入手，解释了暖核结构对气压梯度的影响，继而引入了α-波与β-拖曳的相互作用，阐述了热带气旋强度维持与快速增强的动力学临界条件。此外，对干侵蚀、垂直风切变在抑制或促进热带气旋发展中的作用进行了量化分析。 锋面与强对流的动力学：重点阐述了准地转、非地转平衡在锋面过程中的失衡机制。引入了陈奈夫斯基（Messer-Chenevy）理论的现代修正版，用以描述锋面抬升速度和斜率的演变。对于强对流系统，本书详细分析了下沉气流（后风暴流出边界）的动力学效应如何通过动量和湿度的再分配，维持飑线（Squall Line）的组织化结构。 第三部分：气候动力学视角下的现代议题 本书的后半部分将视野拓展至气候系统尺度，探讨了大气动力学的前沿交叉领域。 大气环流的非线性动力学：聚焦于遥相关（Teleconnection）现象。系统梳理了ENSO（厄尔尼诺-南方涛动）、PDO（太平洋年代际振荡）的“太平洋-北美”型（PNA）等关键模态的环流结构、生命史及其在全球气候系统中的能量交换机制。特别强调了Rossby波的非线性传播在维持和传播遥相关信号中的作用。 跨尺度耦合与反馈：深入探讨了大气与海洋、陆面、冰雪之间的耦合机制。例如，在海气相互作用中，如何从动力学角度解释海洋表层温度（SST）异常对大气环流的驱动，以及大气环流对SST分布的调整。对对流层和平流层耦合，特别是与平流层极地涡旋（PV）的相互作用，在模态转换中的动力学角色，进行了详细的案例分析和理论建模。 数值模拟与数据同化中的动力学约束：本书从数值角度探讨了动力学守恒律在现代天气预报模型中的体现。讲解了变分同化（3DVAR/4DVAR）中，如何通过动力学模态（如平衡方程）对初始场进行约束，以保证预报的物理合理性。并讨论了集合预报（Ensemble Forecasting）中的动力扰动生成策略，这些策略直接依赖于对不确定性波动的动力学敏感性分析。 结语 《现代气象动力学基础与前沿进展》旨在提供一套高度整合的知识体系，它要求读者不仅掌握微积分和微分方程的基础，更要具备将抽象数学概念映射到实际大气物理过程的能力。全书配有大量的图示、具体算例和现代研究论文的引用，力求成为推动未来大气科学研究的坚实理论基石。

评分☆☆☆☆☆

本书在讨论先进探测技术方面，展现了其前瞻性和权威性。对于一些新兴的探测手段，例如利用卫星搭载的微波辐射计来探测大气温度和湿度廓线，或者利用地面GPS信号来反演大气水汽含量等，作者都进行了详细的介绍。我认为，在这些章节中，本书的讲解比我之前阅读过的其他资料都要更加深入和全面。它不仅介绍了这些技术的基本原理，还探讨了它们相对于传统探测方法的优势，如更高的时空分辨率、更广阔的覆盖范围等。更重要的是，作者还深入分析了这些新技术在实际应用中存在的挑战，例如数据反演的复杂性、仪器设备的成本以及与其他探测手段的融合问题。这种客观而全面的分析，让我能够对这些新兴技术有一个更清晰、更理性的认识，而不是被其“高大上”的外表所迷惑。我认为，对于渴望了解大气科学前沿探测手段的研究者和学生来说，这部分内容无疑具有极高的参考价值。

评分☆☆☆☆☆

我不得不说，本书在对一些基础探测原理的阐释上，简直可以用“抽丝剥茧”来形容。比如，关于辐射探测的章节，作者并没有仅仅列举几种常用的辐射计，而是从电磁波谱的基本性质出发，详细讲解了不同波段电磁辐射与大气成分的相互作用机制。我印象特别深刻的是，书中对朗伯-比尔定律的推导过程，讲解得非常清晰，并且用大量的实际例子来阐述其在遥感探测中的应用，例如如何利用不同气体的吸收光谱来反演其浓度。这让我明白了，我们看到的卫星影像，背后蕴含着如此复杂的物理原理。此外，书中对于声学探测的讲解也同样出色，从声波的传播特性到回声定位的基本原理，再到如何利用声学探测技术来研究大气湍流和风场结构，每一步都衔接得非常自然。作者还用了一些生动的比喻，比如将声波的反射比作“听声辨物”，这极大地降低了理解难度。我认为，对于任何想深入理解大气探测“为什么”的读者来说，这本书在原理部分的阐述，是无与伦比的宝藏，它构建了一个扎实而深刻的理论框架，为后续的技术学习打下了坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

我尤其欣赏的是，这本书在探讨大气探测技术的同时，并没有忽略与之相关的交叉学科知识。例如，在介绍遥感技术时，作者花了相当篇幅去阐述大气光学和物理学的相关原理，包括大气散射、吸收、折射等现象是如何影响遥感信号的。这让我明白，要真正掌握遥感技术，仅仅了解仪器本身是远远不够的，还需要对大气与电磁波的相互作用有深刻的理解。同样，在讨论数值模式在探测数据解释中的作用时，作者也详细介绍了大气动力学和热力学的一些基本概念，说明了探测数据如何被用来约束和改进数值模式的预报能力。这种跨学科的整合，使得本书的视角更加开阔，也让我在学习过程中能够触类旁通，将不同领域的知识融会贯通，从而更全面地理解大气科学研究的复杂性和系统性。我认为，这种“博采众长”的编写风格，是本书最值得称道的地方之一。

评分☆☆☆☆☆

这本《大气科学专业系列教材/大气科学中的探测原理与方法》的开篇，就以一种极其系统和严谨的态度，为我们铺陈了大气科学探测领域的基础图景。作者没有急于进入各种探测技术的细节，而是花费了相当篇幅去梳理探测的必要性、科学意义以及其在整个大气科学研究体系中的定位。我尤其欣赏的是，书中对探测误差的来源和分类进行了细致入微的分析，这对于初学者来说，无疑是打下坚实基础的关键一步。它不仅仅是告诉你“怎么做”，更重要的是让你理解“为什么这么做”以及“为什么会出现这些问题”。例如，在探讨仪器精度问题时，作者结合了统计学原理，用图表和实例说明了随机误差和系统误差的差异，以及如何通过多组数据和校准来减小其对探测结果的影响。这种深入浅出的讲解，让我这个初学者也能逐渐建立起对探测结果可靠性的基本判断能力，而不再是对一串数字感到茫然。书中对不同探测环境（如低层大气、高层大气、海洋边界层等）的特点及其对探测方法选择的影响也做了初步介绍，这让我意识到，大气探测并非千篇一律，而是需要根据具体的研究对象和目标来灵活运用各种工具和技术。这种全局性的视角，有效地避免了我们在学习过程中可能出现的“只见树木不见森林”的困境。

评分☆☆☆☆☆

在阅读的过程中，我发现作者在介绍具体的探测技术时，非常注重原理与实践的结合。书中对一些经典的大气探测仪器，如探空气球、气象雷达、激光雷达等，不仅详细介绍了它们的工作原理，还对不同类型仪器的优缺点、适用范围以及在实际应用中可能遇到的问题进行了深入的分析。例如，在介绍气象雷达时，作者不仅讲解了多普勒效应在测量风速中的应用，还详细说明了雷达回波强度与降水强度之间的关系，以及如何通过不同的雷达信号特征来识别和区分不同的天气现象，如层状云降水和对流云降水。让我感到惊喜的是，书中还穿插了一些案例研究，通过分析实际观测数据，展示了这些探测技术如何被应用于解决实际的大气科学问题，例如台风的预报、沙尘暴的监测等。这些案例的引入，极大地增强了教材的实践指导意义，让我能够更直观地理解理论知识在现实世界中的应用价值，而不是仅仅停留在书本的描述层面。