考試科目代碼：3004

考試科目名稱：大氣遙感與大氣探測

第一部分 課程目標(biāo)與基本要求

一、課程目標(biāo)

大氣遙感與大氣探測，主要研究主動式遙感、被動式遙感以及直接用儀器感知等方法來測定或估測地球大氣圈溫、壓、濕、風(fēng)、云、降水等參數(shù)來了解地表和大氣的物理化學(xué)屬性的理論和技術(shù)方法。

二、基本要求

要求學(xué)生掌握有關(guān)內(nèi)容的基本概念、基本理論和基本方法，具有比較熟練地運(yùn)用儀器、面向應(yīng)用獨(dú)立進(jìn)行資料處理、分析問題和解決問題的能力，進(jìn)一步提高獨(dú)立發(fā)現(xiàn)新的探測事實、構(gòu)思新的儀器設(shè)備的能力。重點(diǎn)是掌握雷達(dá)遙感、衛(wèi)星遙感、大氣探測的基本概念、基本理論和基本方法，并不斷提高自學(xué)能力。

第二部分 課程內(nèi)容與考核目標(biāo)

第一篇 基礎(chǔ)知識

第1章 質(zhì)點(diǎn)對電磁波的散射

1了解球形質(zhì)點(diǎn)的散射理論(Mie理論)，散射場能流密度;理解散射截面、側(cè)向散射截面、衰減截面、吸收截面的物理意義;理解Mie理論的Rayleigh近似

2 了解小旋轉(zhuǎn)橢球體的散射特征，理解小旋轉(zhuǎn)橢球形狀及其旋轉(zhuǎn)軸取向?qū)﹄娕紭O矩、散射截面、后向散射截面、衰減截面的影響

3 了解大粒子散射計算的常用方法

4 理解混合介質(zhì)介電常數(shù)的計算方法

第2章 大氣、云霧、降水對電磁波的衰減

1 掌握衰減及其表示法

2 理解吸收譜線與吸收系數(shù)等基本概念

3 了解CO2、水汽和氧氣對電磁波的吸收特征

4 了解云霧降水(粒子群)對電磁波的衰減特征;了解粒子群滴譜、粒子形狀、旋轉(zhuǎn)軸取向等對散射、后向散射和衰減的影響

第3章 電磁波在大氣中的折射

1 理解平面分層介質(zhì)和球面分層介質(zhì)情況下的Snell定律

2了解分子極化的概念，掌握大氣折射率與大氣參數(shù)的關(guān)系

3 了解射線追蹤概念及實際意義

第二篇 主動式微波遙感探測

第4章 雷達(dá)氣象方程

1 了解雷達(dá)天線輻射特征等概念

2 理解單個粒子的雷達(dá)氣象方程和云降水的雷達(dá)氣象方程

3 掌握雷達(dá)反射率因子及其意義，理解與粒子的大小形狀的關(guān)系

4 理解雷達(dá)資料的衰減訂正意義和方法

6 理解 Z-I關(guān)系及在降水定量測量中的應(yīng)用

第5章 雷達(dá)回波的漲落與平均

1了解回波信號強(qiáng)度及其平均值的分布律

2 了解視頻積分器工作原理

3 了解非獨(dú)立取樣的均值估計原理

4 平均措施對接收機(jī)靈敏度的改善

5 理解自動抑制地物回波的MTI方法

第6章 偏振雷達(dá)探測原理

1 了解偏振場描述方法與Stokes參數(shù)定義

2 了解散射場特征的Stokes參數(shù)表示

3 掌握正交線偏振法測粒子形狀、取向、譜參數(shù)的原理

第7章 Doppler雷達(dá)探測原理

1 掌握單粒子徑向速度探測的原理

2 掌握粒子群徑向速度和速度譜探測的原理

第8章 晴空雷達(dá)探測原理

1 了解湍流介質(zhì)的散射特征，理解大氣湍流特性探測之雷達(dá)波長的選擇考慮：l=l/2

2 了解分層介質(zhì)的反射特征，理解大氣分層特性探測之雷達(dá)波長的選擇考慮：D=(2Rl)1/2

3 掌握晴空風(fēng)廓線雷達(dá)的原理與應(yīng)用

第三篇被動式微波遙感

第9章 微波輻射測量學(xué)

1 了解輻亮度、熱輻射、Kirchhoff定律等基本概念

2 理解天線溫度概念及意義

3 理解微波輻射計工作原理

4 掌握輻射傳輸基礎(chǔ)理論

5 理解無散射大氣的上行、下行輻亮溫的含義

6 了解地表的微波輻射特征

第10章 大氣微波輻射傳輸方程與大氣遙感原理

1 理解輻射亮溫度權(quán)重函數(shù)的意義

2 了解上行輻射的大氣有效透過率

3 理解大氣溫度遙感原理：地基;星載

4 了解大氣濕度遙感原理：地基;星載

5 掌握大氣水汽總含量及液態(tài)水總含量遙感原理

6 了解降水遙感原理

第11章 大氣遙感反演理論與方法

1 了解大氣遙感反演的意義和基本思路

2掌握最小二乘法和物理迭代法(非線性迭代法)，

3理解嶺回歸解法、約束解法、統(tǒng)計控制法等方法

4 了解經(jīng)驗正交函數(shù)展開法、經(jīng)驗正交回歸法、線性迭代法

5了解聯(lián)合探測與反演方法

第12章 被動微波遙感大氣的實踐和應(yīng)用

1 了解大氣溫度的微波遙感實踐和應(yīng)用

2 了解大氣中的水汽和云中液態(tài)水的微波遙感實踐和應(yīng)用

3 了解降水的微波遙感實踐和應(yīng)用

4了解臭氧的微波遙感實踐和應(yīng)用

第四篇大氣溫壓濕風(fēng)降水的儀器直接測量

第13章 云能天的估測

掌握云能天常規(guī)觀測理論

了解云能天器測的原理和技術(shù)

第14章 自動氣象站

掌握自動氣象觀測系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)

了解各傳感器及其信息處理的原理和技術(shù)

第15章 無線電探空

掌握無線電探空系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)

了解各傳感器及其信息處理的原理和技術(shù)

第三部分 有關(guān)說明與實施要求

1、考試目標(biāo)的能力層次的表述

本課程對各考核點(diǎn)的能力要求一般分為三個層次用相關(guān)詞語描述：

較低要求——了解;

一般要求——理解、熟悉、會;

較高要求——掌握、應(yīng)用。

一般來說，對概念、原理、理論知識等，可用“了解”、“理解”、“掌握”等詞表述;對計算方法、應(yīng)用方面，可用“會”、“應(yīng)用”、“掌握”等詞。