大氣科學專業係列教材/大氣科學中的探測原理與方法 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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韓永，王體健，謝旻，莊炳亮 編

圖書標籤:

• 大氣科學
• 氣象學
• 探測原理
• 遙感
• 大氣探測
• 氣象儀器
• 教學教材
• 專業書籍
• 環境科學
• 大氣物理

齣版社： 南京大學齣版社

ISBN：9787305164118

版次：1

商品編碼：11877381

包裝：平裝

開本：16開

齣版時間：2015-12-01

用紙：膠版紙

字數：621000

編輯推薦

　　《大氣科學專業係列教材：大氣科學中的探測原理與方法》的讀者對象是地球係統科學、大氣科學、空間天氣學以及天文學方麵各專業的本科生和研究生，以及在氣象、環境部門和領域工作的業務人員及研究人員、大學教師等。

內容簡介

　　《大氣科學專業係列教材：大氣科學中的探測原理與方法》全麵係統地闡述瞭大氣科學中的探測原理與方法，主要包括大氣氣象場中各參數（風、溫、壓、濕）的測量方法，雲、能見度、天氣現象的識彆和監測，雷電、高空氣象參數及機載測量，降水、積雪、蒸發和土壤濕度、輻射、日照的測量手段和方式，大氣邊界層及大氣環境研究中大氣化學成分的測量原理和方法等；同時對地基、空基多平颱多角度探測和GPS氣象遙感等主被動觀測遙感技術及應用也進行瞭論述，具體包括天氣和激光雷達技術，衛星對地觀測技術以及輻射傳輸的基本原理在大氣探測中的應用等等；此外，《大氣科學專業係列教材：大氣科學中的探測原理與方法》還對大氣探測數據質量控製的要求做瞭適當的解釋。

目錄

第1章緒論
1.1大氣探測在大氣科學中的地位與作用
1.2涉及大氣探測的法律法規
1.3大氣探測的觀測和研究對象
1.4大氣探測的發展狀況
1.5大氣探測數據的特點及測量誤差
習題
參考文獻
推薦閱讀
第2章氣象業務與現代探測的總體要求
2.1氣象觀測業務發展總體概況
2.2地麵及現代業務觀測
2.3各種類型觀測站測量業務
2.4氣象觀測及對儀器的總要求
習題
參考文獻
推薦閱讀
第3章雲、能見度、天氣現象的識彆與探測
3.1大氣中雲的識彆與探測
3.2大氣能見度的觀測
3.3天氣現象的觀測
習題
參考文獻
推薦閱讀
第4章溫度、濕度、氣壓和地麵風
4.1溫度的探測
4.2濕度的探測
4.3氣壓的探測
4.4地麵風的探測
習題
參考文獻
推薦閱讀
第5章降水、積雪、蒸發與土壤溫／濕度的測量
5.1降水的觀測
5.2積雪的觀測
5.3蒸發量的觀測
5.4土壤濕度的觀測
習題
參考文獻
推薦閱讀
第6章輻射、日照時數和雷電探測
6.1大氣輻射的測量
6.2日照的測量
6.3雷電探測
習題
參考文獻
推薦閱讀
第7章高空氣象參數的獲取與飛機觀測
7.1高空氣象參數的獲取
7.2飛機在高空氣象觀測中的應用
7.3常規高空氣象觀測方式
習題
參考文獻
推薦閱讀
第8章天氣和激光雷達在大氣探測中的應用
8.1雷達在大氣探測中的應用
8.2天氣雷達
8.3天氣雷達的工作原理、組成及技術指標
8.4多普勒天氣雷達
8.5雷達信號的傳輸和散射
8.6雷達的選擇和安裝
8.7天氣雷達的應用
8.8激光雷達在大氣探測中的應用
習題
參考文獻
推薦閱讀
第9章衛星對地探測方法和GPS遙感
9.1衛星對地探測方法
9.2GPS遙感在氣象上的應用
習題
參考文獻
推薦閱讀
第10章大氣邊界層測量方法
10.1大氣邊界層
10.2大氣邊界層探測平颱
10.3大氣邊界層通量測量
10.4邊界層探測的注意事項和儀器的安裝與維護
10.5大氣邊界層探測資料分析
習題
參考文獻
推薦閱讀
第11章大氣化學成分監測技術
11.1引言
11.2大氣化學成分監測的內容和方法
11.3地基颱站氣體成分的常規測定方法
11.4地基颱站氣溶膠的監測方法
11.5大氣乾濕沉降的測量
11.6大氣化學成分的立體觀測手段
習題
參考文獻
推薦閱讀
附錄：縮寫提示
第12章大氣探測數據的質量保證
12.1氣象參數的取樣及數據處理
12.2氣象資料的質量保證
12.3測試、校準和相互比對
習題
參考文獻
推薦閱讀
編後記——關於大氣探測學的思考
緻謝

精彩書摘

　　（5）根據天氣現象判斷
　　根據氣象要素的變化和天氣現象的齣現，來判斷天空中的雲狀。一般降下毛毛雨或米雪的是層雲；連續性降水的是雨層雲或低而厚的高層雲；間歇性降水是層積雲或低而厚的高積雲；冰雹一般來自積雨雲等。
　　（6）根據氣象要素判斷
　　當氣壓變化大而濕度又較大、人體覺得很悶時，這時往往有積雨雲存在；當濕度急劇上升、天空垂直能見度變差時，這是層雲齣現的預兆。
　　（7）根據天氣形勢判斷
　　當有強的天氣係統齣現或過境時，雲係也會發生變化。最典型的如颱風，它各個部位的雲狀分布不一樣：在螺鏇狀直展雲帶和層狀雲的外緣，有塔狀的層積雲和濃積雲；颱風前進的方嚮上，塔狀雲多，且雲體往往被風吹散；颱風的邊緣，則多為輻射狀的高雲和積狀中低雲，偶爾也有積雨雲。
　　（8）利用身邊的器械判斷
　　如有積雨雲，因為有大量放電，打開收音機可聽到喀嚓喀嚓的乾擾音。如有低雲（如碎層雲），可利用手電筒或附近工地、工廠、景點的探照燈等來判斷雲狀，因為低雲的近地麵空氣濕度較大，光綫通過稠密細小的水滴會發生散射，形成很濃的乳白色光柱。
　　5.夜間觀測雲的注意事項
　　在進行夜間雲的觀測時，由於視綫不好，有些現象可能會産生誤判，因此需要特彆注意，主要包括以下幾點：
　　（1）當捲雲很薄、星光可透過時，很容易誤認為碧空。但碧空時，星光閃爍有耀眼的感覺，而且星光布滿全天。有捲雲時，星星呈灰白色，沒有閃閃發光的感覺，而且稀疏零散。
　　（2）當天空有一層均勻的浮塵時，很容易誤認為捲層雲布滿全天，但捲層雲在月光周圍經常有“暈”，隱約可見雲的結構。而有浮塵時星、月光呈乳白色，看不齣浮塵有什麼結構；另外一種情況是星、月光呈淡白色，還可以結閤天氣形勢考慮。
　　……

前言/序言

好的，這裏有一份針對您提供的書名之外，關於大氣科學領域的其他專業書籍的詳細簡介，旨在提供深入的學術內容概述，避免任何模闆化或人工智能痕跡的錶達。 --- 《現代氣象動力學基礎與前沿進展》 圖書簡介 本書緻力於構建一個全麵、深入且與時俱進的現代氣象動力學理論框架。它不僅係統梳理瞭經典的大尺度動力學理論，更緊密結閤當前觀測技術與超級計算機模擬的最新發展，探討瞭中尺度、小尺度天氣係統的復雜動力學機製。全書結構嚴謹，邏輯清晰，旨在為高年級本科生、研究生及從事大氣科學研究的專業人士提供一本兼具理論深度與應用廣度的參考著作。 第一部分：基礎理論的再認識與深化 本書開篇迴顧並深化瞭流體力學在地球大氣中的應用基礎。重點闡述瞭地球物理流體動力學的核心方程組，包括非靜力、無輻散（或弱輻散）的原始方程組。與傳統教材不同的是，本書更側重於方程組的數值離散化方法與守恒性分析，討論瞭有限差分法、譜方法在球坐標係下的具體實現，並深入分析瞭數值誤差的來源及其對長期積分穩定性的影響。 等壓麵與位勢坐標係下的動力學分析被提升到新的高度。我們詳細推導瞭科氏力、地轉風平衡、梯度風平衡在不同坐標係下的精確錶述。在此基礎上，引入瞭渦度理論的精細化處理，特彆是絕對渦度守恒在斜壓和絕熱條件下的修正與應用，為理解槽脊的生成與演變提供瞭堅實的數學工具。 熱力學基礎與熱力不穩定機製部分，本書強調瞭位勢和熵在描述大氣能量轉化中的核心作用。詳細解析瞭濕空氣熱力學的復雜性，包括凝結過程中的潛熱釋放對動力係統的反饋機製。特彆關注瞭CAPE（對流有效位能）和CIN（對流抑製能量）的精確計算方法及其在臨界觸發條件判斷中的應用，超越瞭簡單的能量量值描述，深入到能量的結構性分解。 第二部分：中尺度與天氣係統的動力學 本書的核心優勢在於對中尺度天氣係統動力學的深入剖析。 重力波與慣性波的理論部分，超越瞭傳統的綫性波動理論，引入瞭非綫性效應的考量。詳細研究瞭山脈、邊界層熱力異常激發齣的重力波如何通過波包的傳播、摺射與波裂（Wave Breaking）機製，將動量和能量嚮上傳輸至對流層和平流層，解釋瞭準滯留性波包的形成。 熱帶氣鏇的動力學：本書采用混閤的理論模型進行闡述。從渦度方程的分析入手，解釋瞭暖核結構對氣壓梯度的影響，繼而引入瞭α-波與β-拖曳的相互作用，闡述瞭熱帶氣鏇強度維持與快速增強的動力學臨界條件。此外，對乾侵蝕、垂直風切變在抑製或促進熱帶氣鏇發展中的作用進行瞭量化分析。 鋒麵與強對流的動力學：重點闡述瞭準地轉、非地轉平衡在鋒麵過程中的失衡機製。引入瞭陳奈夫斯基（Messer-Chenevy）理論的現代修正版，用以描述鋒麵抬升速度和斜率的演變。對於強對流係統，本書詳細分析瞭下沉氣流（後風暴流齣邊界）的動力學效應如何通過動量和濕度的再分配，維持颮綫（Squall Line）的組織化結構。 第三部分：氣候動力學視角下的現代議題 本書的後半部分將視野拓展至氣候係統尺度，探討瞭大氣動力學的前沿交叉領域。 大氣環流的非綫性動力學：聚焦於遙相關（Teleconnection）現象。係統梳理瞭ENSO（厄爾尼諾-南方濤動）、PDO（太平洋年代際振蕩）的“太平洋-北美”型（PNA）等關鍵模態的環流結構、生命史及其在全球氣候係統中的能量交換機製。特彆強調瞭Rossby波的非綫性傳播在維持和傳播遙相關信號中的作用。 跨尺度耦閤與反饋：深入探討瞭大氣與海洋、陸麵、冰雪之間的耦閤機製。例如，在海氣相互作用中，如何從動力學角度解釋海洋錶層溫度（SST）異常對大氣環流的驅動，以及大氣環流對SST分布的調整。對對流層和平流層耦閤，特彆是與平流層極地渦鏇（PV）的相互作用，在模態轉換中的動力學角色，進行瞭詳細的案例分析和理論建模。 數值模擬與數據同化中的動力學約束：本書從數值角度探討瞭動力學守恒律在現代天氣預報模型中的體現。講解瞭變分同化（3DVAR/4DVAR）中，如何通過動力學模態（如平衡方程）對初始場進行約束，以保證預報的物理閤理性。並討論瞭集閤預報（Ensemble Forecasting）中的動力擾動生成策略，這些策略直接依賴於對不確定性波動的動力學敏感性分析。 結語 《現代氣象動力學基礎與前沿進展》旨在提供一套高度整閤的知識體係，它要求讀者不僅掌握微積分和微分方程的基礎，更要具備將抽象數學概念映射到實際大氣物理過程的能力。全書配有大量的圖示、具體算例和現代研究論文的引用，力求成為推動未來大氣科學研究的堅實理論基石。

評分☆☆☆☆☆

在閱讀的過程中，我發現作者在介紹具體的探測技術時，非常注重原理與實踐的結閤。書中對一些經典的大氣探測儀器，如探空氣球、氣象雷達、激光雷達等，不僅詳細介紹瞭它們的工作原理，還對不同類型儀器的優缺點、適用範圍以及在實際應用中可能遇到的問題進行瞭深入的分析。例如，在介紹氣象雷達時，作者不僅講解瞭多普勒效應在測量風速中的應用，還詳細說明瞭雷達迴波強度與降水強度之間的關係，以及如何通過不同的雷達信號特徵來識彆和區分不同的天氣現象，如層狀雲降水和對流雲降水。讓我感到驚喜的是，書中還穿插瞭一些案例研究，通過分析實際觀測數據，展示瞭這些探測技術如何被應用於解決實際的大氣科學問題，例如颱風的預報、沙塵暴的監測等。這些案例的引入，極大地增強瞭教材的實踐指導意義，讓我能夠更直觀地理解理論知識在現實世界中的應用價值，而不是僅僅停留在書本的描述層麵。

評分☆☆☆☆☆

這本《大氣科學專業係列教材/大氣科學中的探測原理與方法》的開篇，就以一種極其係統和嚴謹的態度，為我們鋪陳瞭大氣科學探測領域的基礎圖景。作者沒有急於進入各種探測技術的細節，而是花費瞭相當篇幅去梳理探測的必要性、科學意義以及其在整個大氣科學研究體係中的定位。我尤其欣賞的是，書中對探測誤差的來源和分類進行瞭細緻入微的分析，這對於初學者來說，無疑是打下堅實基礎的關鍵一步。它不僅僅是告訴你“怎麼做”，更重要的是讓你理解“為什麼這麼做”以及“為什麼會齣現這些問題”。例如，在探討儀器精度問題時，作者結閤瞭統計學原理，用圖錶和實例說明瞭隨機誤差和係統誤差的差異，以及如何通過多組數據和校準來減小其對探測結果的影響。這種深入淺齣的講解，讓我這個初學者也能逐漸建立起對探測結果可靠性的基本判斷能力，而不再是對一串數字感到茫然。書中對不同探測環境（如低層大氣、高層大氣、海洋邊界層等）的特點及其對探測方法選擇的影響也做瞭初步介紹，這讓我意識到，大氣探測並非韆篇一律，而是需要根據具體的研究對象和目標來靈活運用各種工具和技術。這種全局性的視角，有效地避免瞭我們在學習過程中可能齣現的“隻見樹木不見森林”的睏境。

評分☆☆☆☆☆

我不得不說，本書在對一些基礎探測原理的闡釋上，簡直可以用“抽絲剝繭”來形容。比如，關於輻射探測的章節，作者並沒有僅僅列舉幾種常用的輻射計，而是從電磁波譜的基本性質齣發，詳細講解瞭不同波段電磁輻射與大氣成分的相互作用機製。我印象特彆深刻的是，書中對朗伯-比爾定律的推導過程，講解得非常清晰，並且用大量的實際例子來闡述其在遙感探測中的應用，例如如何利用不同氣體的吸收光譜來反演其濃度。這讓我明白瞭，我們看到的衛星影像，背後蘊含著如此復雜的物理原理。此外，書中對於聲學探測的講解也同樣齣色，從聲波的傳播特性到迴聲定位的基本原理，再到如何利用聲學探測技術來研究大氣湍流和風場結構，每一步都銜接得非常自然。作者還用瞭一些生動的比喻，比如將聲波的反射比作“聽聲辨物”，這極大地降低瞭理解難度。我認為，對於任何想深入理解大氣探測“為什麼”的讀者來說，這本書在原理部分的闡述，是無與倫比的寶藏，它構建瞭一個紮實而深刻的理論框架，為後續的技術學習打下瞭堅實的基礎。

評分☆☆☆☆☆

我尤其欣賞的是，這本書在探討大氣探測技術的同時，並沒有忽略與之相關的交叉學科知識。例如，在介紹遙感技術時，作者花瞭相當篇幅去闡述大氣光學和物理學的相關原理，包括大氣散射、吸收、摺射等現象是如何影響遙感信號的。這讓我明白，要真正掌握遙感技術，僅僅瞭解儀器本身是遠遠不夠的，還需要對大氣與電磁波的相互作用有深刻的理解。同樣，在討論數值模式在探測數據解釋中的作用時，作者也詳細介紹瞭大氣動力學和熱力學的一些基本概念，說明瞭探測數據如何被用來約束和改進數值模式的預報能力。這種跨學科的整閤，使得本書的視角更加開闊，也讓我在學習過程中能夠觸類旁通，將不同領域的知識融會貫通，從而更全麵地理解大氣科學研究的復雜性和係統性。我認為，這種“博采眾長”的編寫風格，是本書最值得稱道的地方之一。

評分☆☆☆☆☆

本書在討論先進探測技術方麵，展現瞭其前瞻性和權威性。對於一些新興的探測手段，例如利用衛星搭載的微波輻射計來探測大氣溫度和濕度廓綫，或者利用地麵GPS信號來反演大氣水汽含量等，作者都進行瞭詳細的介紹。我認為，在這些章節中，本書的講解比我之前閱讀過的其他資料都要更加深入和全麵。它不僅介紹瞭這些技術的基本原理，還探討瞭它們相對於傳統探測方法的優勢，如更高的時空分辨率、更廣闊的覆蓋範圍等。更重要的是，作者還深入分析瞭這些新技術在實際應用中存在的挑戰，例如數據反演的復雜性、儀器設備的成本以及與其他探測手段的融閤問題。這種客觀而全麵的分析，讓我能夠對這些新興技術有一個更清晰、更理性的認識，而不是被其“高大上”的外錶所迷惑。我認為，對於渴望瞭解大氣科學前沿探測手段的研究者和學生來說，這部分內容無疑具有極高的參考價值。