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考试科目代码：3004

考试科目名称：大气遥感与大气探测

第一部分 课程目标与基本要求

一、课程目标

大气遥感与大气探测，主要研究主动式遥感、被动式遥感以及直接用仪器感知等方法来测定或估测地球大气圈温、压、湿、风、云、降水等参数来了解地表和大气的物理化学属性的理论和技术方法。

二、基本要求

要求学生掌握有关内容的基本概念、基本理论和基本方法，具有比较熟练地运用仪器、面向应用独立进行资料处理、分析问题和解决问题的能力，进一步提高独立发现新的探测事实、构思新的仪器设备的能力。重点是掌握雷达遥感、卫星遥感、大气探测的基本概念、基本理论和基本方法，并不断提高自学能力。

第二部分 课程内容与考核目标

第一篇 基础知识

第1章 质点对电磁波的散射

1了解球形质点的散射理论(Mie理论)，散射场能流密度;理解散射截面、侧向散射截面、衰减截面、吸收截面的物理意义;理解Mie理论的Rayleigh近似

2 了解小旋转椭球体的散射特征，理解小旋转椭球形状及其旋转轴取向对电偶极矩、散射截面、后向散射截面、衰减截面的影响

3 了解大粒子散射计算的常用方法

4 理解混合介质介电常数的计算方法

第2章 大气、云雾、降水对电磁波的衰减

1 掌握衰减及其表示法

2 理解吸收谱线与吸收系数等基本概念

3 了解CO2、水汽和氧气对电磁波的吸收特征

4 了解云雾降水(粒子群)对电磁波的衰减特征;了解粒子群滴谱、粒子形状、旋转轴取向等对散射、后向散射和衰减的影响

第3章 电磁波在大气中的折射

1 理解平面分层介质和球面分层介质情况下的Snell定律

2了解分子极化的概念，掌握大气折射率与大气参数的关系

3 了解射线追踪概念及实际意义

第二篇 主动式微波遥感探测

第4章 雷达气象方程

1 了解雷达天线辐射特征等概念

2 理解单个粒子的雷达气象方程和云降水的雷达气象方程

3 掌握雷达反射率因子及其意义，理解与粒子的大小形状的关系

4 理解雷达资料的衰减订正意义和方法

6 理解 Z-I关系及在降水定量测量中的应用

第5章 雷达回波的涨落与平均

1了解回波信号强度及其平均值的分布律

2 了解视频积分器工作原理

3 了解非独立取样的均值估计原理

4 平均措施对接收机灵敏度的改善

5 理解自动抑制地物回波的MTI方法

第6章 偏振雷达探测原理

1 了解偏振场描述方法与Stokes参数定义

2 了解散射场特征的Stokes参数表示

3 掌握正交线偏振法测粒子形状、取向、谱参数的原理

第7章 Doppler雷达探测原理

1 掌握单粒子径向速度探测的原理

2 掌握粒子群径向速度和速度谱探测的原理

第8章 晴空雷达探测原理

1 了解湍流介质的散射特征，理解大气湍流特性探测之雷达波长的选择考虑：l=l/2

2 了解分层介质的反射特征，理解大气分层特性探测之雷达波长的选择考虑：D=(2Rl)1/2

3 掌握晴空风廓线雷达的原理与应用

第三篇被动式微波遥感

第9章 微波辐射测量学

1 了解辐亮度、热辐射、Kirchhoff定律等基本概念

2 理解天线温度概念及意义

3 理解微波辐射计工作原理

4 掌握辐射传输基础理论

5 理解无散射大气的上行、下行辐亮温的含义

6 了解地表的微波辐射特征

第10章 大气微波辐射传输方程与大气遥感原理

1 理解辐射亮温度权重函数的意义

2 了解上行辐射的大气有效透过率

3 理解大气温度遥感原理：地基;星载

4 了解大气湿度遥感原理：地基;星载

5 掌握大气水汽总含量及液态水总含量遥感原理

6 了解降水遥感原理

第11章 大气遥感反演理论与方法

1 了解大气遥感反演的意义和基本思路

2掌握最小二乘法和物理迭代法(非线性迭代法)，

3理解岭回归解法、约束解法、统计控制法等方法

4 了解经验正交函数展开法、经验正交回归法、线性迭代法

5了解联合探测与反演方法

第12章 被动微波遥感大气的实践和应用

1 了解大气温度的微波遥感实践和应用

2 了解大气中的水汽和云中液态水的微波遥感实践和应用

3 了解降水的微波遥感实践和应用

4了解臭氧的微波遥感实践和应用

第四篇大气温压湿风降水的仪器直接测量

第13章 云能天的估测

掌握云能天常规观测理论

了解云能天器测的原理和技术

第14章 自动气象站

掌握自动气象观测系统的体系结构

了解各传感器及其信息处理的原理和技术

第15章 无线电探空

掌握无线电探空系统的体系结构

了解各传感器及其信息处理的原理和技术

第三部分 有关说明与实施要求

1、考试目标的能力层次的表述

本课程对各考核点的能力要求一般分为三个层次用相关词语描述：

较低要求——了解;

一般要求——理解、熟悉、会;

较高要求——掌握、应用。

一般来说，对概念、原理、理论知识等，可用“了解”、“理解”、“掌握”等词表述;对计算方法、应用方面，可用“会”、“应用”、“掌握”等词。