《高空气象探测》课程电子教案目录绪论第一章测风经纬仪第一节测风经纬仪的种类及用途第二节测风经纬仪的构造第三节测风经纬仪的安装和使用第四节测风经纬仪的器差检查和调整第二章701测风雷达第一节701测风雷达的用途和工作原理第二节701测风雷达的组成及其作用第三节701测风雷达的性能第四节701测风雷达的使用第五节701测风雷达的标定第六节701测风雷达的维护第七节701测风雷达的定期维护第三章制氢原理第一节化学药物制氢第二节 QDQ2-1型电解水制氢第四章灌球与观测第一节球皮的分类与用途第二节气球升速的确定第四节气球的充灌第五节测风工作的进行第五章单站高空风记录整理第一节单站高空风的计算原理第二节计算量得风层的风向风速第三节计算规定高度的风第四节选择最大风层第五节净举力发生错误时的处理方法第六节高空风报告电码第七节特殊情况的处理第六章 GFE（L）1型测风雷达第一节雷达简介第二节基本工作原理第三节性能指标第四节雷达的标定第五节雷达的使用第六节雷达的维护第七章 GTS1型数字探空仪第一节探空仪结构第二节探空仪的技术指标第三节探空仪的工作原理第四节使用方法和维护第八章 GEZ10型探空仪检测箱第一节概述第二节主要技术指标第三节整机结构及功能第四节使用方法第九章探空记录整理第一节计算规定等压面第二节选择特性层第三节选择对流层顶第四节选择零度层第五节特殊情况处理第六节高空压温湿报告电第十章高空记录月报表第一节高空压温湿记录月报表第二节高空风记录月报表第三节高空矢量风统计表第十一章 L波段（1型）高空气象探测系统第一节系统简介第二节主要特点第三节主要处理方法第四节台站参数设置第五节放球软件的使用第六节数据处理软件第七节系统操作注意事项第十二章 TD2—A 型数字式电子探空仪第一节概述第二节主要测量指标第三节探空仪工作原理第四节检定证第五节保管与使用注意事项第六节探空仪的施放第十三章 400M数字式电子探空仪接收硬件第一节基本工作原理第二节 GTC1-4型高空数据处理器第三节雷达数据解调板结构与原理第四节数据处理器第五节硬件系统的调整第六节雷达开关机注意事项第七节数据处理器与雷达及主机的连接第十四章 701-400兆电子探空仪高空气象探测系统第一节系统简介第二节台站地面参数第三节放球软件第四节数据处理软件第五节系统操作注意事项单元标题：绪论教学时数：（2）学时，其中理论（2）学时，实验（0）学时，上机（0）学时，其他（0）学时：教学目的与要求：了解高空气象探测基本基本常识，掌握我国高空气象探测现状、内容、方法以及发展历史和展望。

通过学习是学生能够对学习本课程产生浓厚兴趣，树立端正的学习态度。

主要教学内容：一、基本术语二、高空气象探测的任务和作用三、高空气象探测的方法四、我国高空气象探测业务现状五、我国高空气象探测业务的发展与展望六、探空资料在气象业务中地位和应用教学重点与难点：一、基本术语二、高空气象探测的任务和作用三、高空气象探测的方法课后作业：1、高空气象探测的定义、任务、作用如何？2、高空气象探测内容分为哪两部分？定时观测、不定时观测的定义如何？3、目前我国高空气象探测业务应用那几种探测系统？4、综合探测和单独测风的定义以及时间规定如何？课后体会：通过教学，使学生对高空气象探测知识有了一定的认识，明白了学习本课程的目的和基本方法。

绪论高空气象探测：采用特殊的平台和设备进行探测，或通过遥感方法进行间接探测大气中温度、气压、湿度和风等要素的垂直分布。

另外有些无线电探空随同大气成分，如臭氧浓度或放射性物质的感应系统一起飞升进行臭氧浓度探测，也属于高空探测的范畴。

一、高空气象探测的任务和作用任务：探测高空0—35Km以下大气中温度、气压、湿度和风随高度的垂直分布规律以及随纬度、季节的变化情况，研究云的宏观和微观结构、降水过程、冷暖锋面以及台风等。

作用：高空气象探测资料和情报，不仅能为天气预报、气候预测等提供重要资料，同时在国防和国民经济建设中起着十分重要的作用。

例如：空军飞行作战，高炮、火箭、导弹、卫星的发射，舰艇出航、民航、运输、人工影响天气、防止大气污染、救助灾区等与高空天气变化有关的活动中起着十分重要的作用。

二、高空气象探测的方法高空气象探测可分为高空风探测和高空温、压、湿探测两部分。

高空气象站进行高空气象探测按时间可分为定时观测和不定时观测两种。

定时观测：指按照上级气象部门规定的时间进行的探测，为天气预报和研究天气演变规律提供必要的情报和资料。

不定时观测：根据有关部门或相关企事业单位的临时需要进行的探测，没有固定的时间和次数，主要是为各相关部门提供临时所需的高空气象探测资料。

探测任务：分为综合探测和单测风两种。

综合探测（07时15分和19时15分）：利用测风雷达跟踪具有一定升速的探空气球，在探测过程中，由雷达定位后根据气球的运动轨迹得到高空风的垂直分布情况，同时又不断接收由气球携带的回答器将探空仪感应到的温、压、湿要素通过转换后的电信号，再经过反演后得到高空温、压、湿的垂直分布情况。

单独测风（01时15分或13时15分）：利用测风雷达跟踪具有一定升速的测风气球，探测过程中，只根据雷达的定位确定气球的运动轨迹得到高空风的垂直分布情况。

探空气球：携带能够感应温、压、湿变化的探空仪和回答器的升空气球。

测风气球：只携带回答器的气球。

三、我国高空气象探测业务现状目前，我国现有高空气象探测台站120个，参加国际高空气象资料的交换有87个，主要应用着以下三种探测系统：1、L波段雷达—GTS1型电子探空仪系统GTS1型电子探空仪和L波段二次测风雷达相配合的探测，实现了自动跟踪和资料的自动处理。

2003年1月1日投入使用，我国80个台站使用该系统。

2、701雷达—400M电子探空仪系统本系统由701二次测风雷达与400M电子探空仪相配合进行的探测，与2007年1月1日投入使用，目前我国40个台站使用该系统。

3、GPS探空系统采用了新型的气象参数观测手段，用气球携带探空仪升空，在探空仪上使用气压、气温、湿度传感器和GPS接收模块，测量从地面一直到30km高空自由大气各高度的气温、气压、湿度、风向和风速气象要素，用无线电讯号发送到地面站，地面站接收后整理出测量结果，按用户要求输出各种气象数据。

四、我国高空气象探测业务的发展与展望1910年有了测风经纬仪。

1930年，前苏联莫哈诺夫设计出了第一代无线电探空仪后，无线电探空仪在高空气象探测中起到了及其重要的作用。

解放前，我国基本上没有自己建立的高空气象站网，只有南京、上海等地有几个探测站。

1949年新中国成立后，我国高空探测首先引进了芬兰的25MHz探测系统，在该系统应用的同时，我国开始引进了前苏联技术，自行研制和生产了49型梳齿式探空仪，其发送频率仍在24－25MHz，地面系统引进了前苏联的马拉黑无线电经纬仪，该系统在国内建立了5个试验站，频率为215MHz。

1958年我国又开始设计和研制我国自己的探空系统，即：59－701探测系统。

在60年代初期，59型探空仪取代了49型梳齿式探空仪，使用频率为24MHz的发射机作为升空和24MHz的收报机作为地面设备。

此后，我国又成功研制出了400 MHz二次测风雷达，在国内建立了5个实验站，进行业务试验，随即经过中央观象台的改进，于1964－1965之间，南京大桥机器厂开始批量生产，投入于高空气象探测业务站网。

自59－701高空探测系统投入高空探测业务站网后，我国的高空探测技术水平和质量上升到了国际中、上等水平。

从80年代开始，由于新技术的发展，国际上开始用电子探空仪取代机械式探空仪，因而国际探空质量和技术快速的提高，至使我国高空探测质量开始下滑。

在90年代中叶，我国的探空质量下滑到了世界气象组织（WMO）基本要求的边沿，我国有60％左右的高空站探测质量被WMO通报质疑。

其主要原因是我国成为世界上唯一广泛使用机械式59型探空仪的国家。

自90年代中期，我国加快了基于电子探空仪的新一代高空探测系统的研制、应用和推广。

L波段雷达—GTS1型电子探空仪系统已经装备80多个探空站， GPS探空系统将于2007年7月在我国7个GCOS探空站使用，同时加快了GPS探空系统国产化步伐。

各种遥感探测设备如风廓线仪、激光雷达、新一代天气雷达等无球探测系统也陆续在一些台站使用，大大丰富了高空探测的手段，是未来高空探测业务的发展方向。

五、探空资料在气象业务中地位和应用温度和相对湿度的高空探测是作为业务天气预报的数值天气预报模式分析初始化中使用的两个基本测量值。

陆地上施放的无线电探空仪提供几乎是实地的温度和相对湿度测量值，而从海洋中远处的岛屿或船舶上施放的无线电探空仪所提供的测值只能覆盖有限洋面。

温度和水汽场的垂直结构的准确测量，对各种类型的天气预报，特别是区域性和局地性天气预报是极端重要的。

这些测量结果可以指示垂直方向存在的云或雾层的结构，进而温度和水汽场的垂直结构决定了大气的稳定度，从而可预报云量和云状。

对环境污染研究（例如判别大气边界层的厚度）来说，温度和相对湿度垂直结构的高分辨率测量结果是很重要的。

民用航空、炮兵和其它弹道学应用，诸如空间飞行器的发射都对给定的不同气压的空气密度（根据无线电探空的温度和相对湿度测量结果导得）测量结果有相应的业务要求。

单元标题：第一章测风经纬仪第一节测风经纬仪的种类和性能第二节测风经纬仪的结构教学时数：（2）学时，其中理论（2）学时，实验（0）学时，上机（0）学时，其他（0）学时：教学目的与要求：目的：掌握测风经纬仪的分类、性能指标和构成。

要求：掌握测风经纬仪各旋钮的位置、作用以及使用，能够迅速准确进行读数。

主要教学内容：测风经纬仪的种类种类；性能指标；组成以及各部件的作用；读数方法。

教学重点与难点：各旋钮所在位置和功能以及读数方法。

课后作业：测风经纬仪主要有哪几部分组成？各部分的作用如何？课后体会：通过教学，使学生对测风经纬仪的分类、性能指标、组成以及各部件的作用有了一个初步的认识，基本掌握读数方法，但还应加强读数精度和速度。

第一章测风经纬仪用途：高空风观测；对各种测风雷达进行定位准确性的标定。

第一节测风经纬仪的种类和性能种类：CFJ—1型、CFJ—2型和701型。

性能指标：常用测风经纬仪的性能指标。

第二节测风经纬仪的结构组成：望远镜部分、读数装置、水平调整装置、照明装置和附件。

（本教材以CFJ-1型测风经纬仪为例。

）一、望远镜部分作用：跟踪气球,放大物影。

组成：主望远镜、辅助望远镜、进光反射镜、望远系统变倍手轮、中间镜组、目镜以及瞄准器等。

瞄准器：观测时瞄准气球用。

三棱镜：把物镜中映到的物象反射到目镜中，而使观测者看到物象。

目镜：观测者可以根据自己的视力以及目标物的远近适当调整焦距，使物象清晰可见。