李 浩，劉 鳳，孟 鑫，印 敏，邢保書，謝檳澤

（國防科技大學(xué)氣象海洋學(xué)院，長沙 410003）

氣象觀測是指對(duì)表征大氣狀況的氣象要素、天氣現(xiàn)象及其變化過程進(jìn)行個(gè)別或系統(tǒng)地、連續(xù)地觀察和測定，并對(duì)獲得的記錄進(jìn)行整理的過程和方法[1]。氣象觀測涉及大氣物理、普通氣象、傳感器技術(shù)、無線電技術(shù)、電子技術(shù)和空間技術(shù)等多個(gè)學(xué)科，科學(xué)技術(shù)每一次進(jìn)步均促進(jìn)了氣象觀測的發(fā)展，也給大氣科學(xué)提供了發(fā)展動(dòng)力。氣象觀測是大氣科學(xué)發(fā)展的基礎(chǔ)，其發(fā)展程度是大氣科學(xué)發(fā)展水平的一個(gè)重要標(biāo)尺。氣象觀測課程是大氣科學(xué)類專業(yè)的基礎(chǔ)核心課程，國防科技大學(xué)氣象海洋學(xué)院開設(shè)氣象觀測課程已有三十多年的歷史，面對(duì)觀測技術(shù)的快速發(fā)展、復(fù)合創(chuàng)新的人才培養(yǎng)、崗位任職的能力要求、課程思政的時(shí)代要求，教學(xué)團(tuán)隊(duì)持續(xù)開展課程改革[2]。

課程教學(xué)改革必須基于具體課程的特點(diǎn)，有針對(duì)性地優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容并創(chuàng)新教學(xué)方法。本文按教學(xué)內(nèi)容的遞進(jìn)順序和模塊組合分類，氣象觀測課程分別包括觀測對(duì)象、觀測要素、觀測方法、觀測技術(shù)和觀測實(shí)踐等環(huán)節(jié)，以及大氣物理、普通氣象、電子科學(xué)、信息技術(shù)和空間技術(shù)等多學(xué)科交叉。本文按教學(xué)內(nèi)容的遞進(jìn)順序和模塊組合分類，運(yùn)用辯證思維從課程教學(xué)內(nèi)容的遞進(jìn)順序和模塊組合兩個(gè)交叉維度出發(fā)[3]，首先分析課程基本特點(diǎn)，然后討論若干典型案例，旨在為教學(xué)改革提供可供激發(fā)聯(lián)想的參考框架和可以舉一反三的基本思路。

一 課程特點(diǎn)

從氣象觀測感知內(nèi)容看，氣象觀測的對(duì)象和要素屬于氣的范疇，氣象觀測的方法和技術(shù)屬于電的范疇。氣是氣象觀測的目的，電是氣象觀測的手段，氣電密不可分。從氣象觀測學(xué)科分類模塊看，大氣物理和普通氣象等屬于理的范疇，電子科學(xué)和信息技術(shù)等屬于工的范疇，理是氣象觀測的基礎(chǔ)，工是氣象觀測的實(shí)現(xiàn)，理工密切結(jié)合。

（一）對(duì)象和要素

將氣象觀測和測量學(xué)[4]進(jìn)行比照，參照測量學(xué)中的測量對(duì)象概念，可以梳理出氣象觀測的實(shí)體對(duì)象，包括太陽和太陽大氣層，對(duì)流層和平流層中的氣體、云、雨、霧、氣溶膠、帶電粒子、電磁場和輻射，以及地表土壤和表層海洋水體。

實(shí)體對(duì)象的某些屬性是測量參數(shù)，叫做被測量。氣象觀測對(duì)象的某些參數(shù)即為氣象要素，同一個(gè)氣象觀測對(duì)象可以有若干個(gè)要素，比如云包括云量、云高和云狀等要素。不同的氣象觀測對(duì)象可以有相同的要素，比如土壤和空氣都有溫度要素。氣象要素包括單要素和復(fù)合要素，比如氣溫、濕度和氣壓屬于單要素，大氣折射率可根據(jù)根據(jù)氣溫、濕度和氣壓測量值計(jì)算得到，屬于復(fù)合要素。氣象觀測的對(duì)象和要素的邏輯框架如圖1 所示[5-6]。

圖1 氣象觀測的對(duì)象和要素

氣象觀測的對(duì)象和要素屬于氣的范疇，教學(xué)重點(diǎn)在于對(duì)大氣物理和普通氣象知識(shí)及其綜合運(yùn)用。探測對(duì)象決定傳感器的選型和測量機(jī)理，兩者是相互作用的實(shí)體，而探測要素則決定傳感器的輸入輸出關(guān)系?？梢哉J(rèn)為，氣象觀測的對(duì)象和要素決定著氣象觀測的原理和方法，是氣象觀測的目標(biāo)，也是第一個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)。

（二）方法和技術(shù)

將氣象觀測和測量學(xué)[4]進(jìn)行比照，從不同角度提出氣象觀測的三對(duì)六個(gè)概念，即直接探測和間接探測、現(xiàn)場探測和遙感、主動(dòng)探測和被動(dòng)探測，構(gòu)建比較完備的氣象觀測的方法和技術(shù)體系。氣象觀測的方法和技術(shù)表明了探測技術(shù)的自身特征和適用范圍。直接和間接主要描述傳感器輸出和探測要素的量值關(guān)系，需要關(guān)注直接和間接的量值關(guān)系在不同環(huán)境下是否普適成立；現(xiàn)場和遙感主要描述傳感器和探測對(duì)象的位置關(guān)系，需要關(guān)注現(xiàn)場和遙感如何確定采樣空間的大小和位置；主動(dòng)和被動(dòng)主要描述傳感器和探測對(duì)象的作用關(guān)系，需要關(guān)注主動(dòng)和被動(dòng)探測的氣器作用是否影響氣象要素值?？梢哉J(rèn)為，氣象觀測的方法和技術(shù)是氣象觀測的手段，是第二個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)。氣象觀測的方法和技術(shù)的邏輯框架如圖2所示[5-6]。

圖2 氣象觀測的方法和技術(shù)

氣象觀測是在自然條件下進(jìn)行的。由于氣象要素隨時(shí)、隨地不斷變化，而且儀器本身也受到許多復(fù)雜因素的影響，因此氣象觀測是一種復(fù)雜的動(dòng)態(tài)測量過程，不同于實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的測量。為便于了解大氣整體的運(yùn)動(dòng)變化規(guī)律，氣象觀測資料必須滿足三性要求[1]。代表性是指氣象測量值應(yīng)能代表測站周圍較大范圍內(nèi)的或一段時(shí)間內(nèi)的平均狀況。準(zhǔn)確性是指測量值與真值一致的程度，通常是用系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差合成大小來描述?？杀刃允侵纲Y料必須具有良好的時(shí)空比較性，滿足天氣分析預(yù)報(bào)和科學(xué)研究的需要。從測量學(xué)角度看上述三性要求，可以認(rèn)為代表性是解決氣象觀測樣本是否屬于被測對(duì)象狀態(tài)的總體，準(zhǔn)確性是反映被測對(duì)象總體的抽樣誤差，比較性是通過氣象儀器計(jì)量檢定等標(biāo)準(zhǔn)化實(shí)現(xiàn)的。通過嚴(yán)格執(zhí)行氣象觀測規(guī)范來保證三性要求，在氣象觀測學(xué)課程教學(xué)中需要解析氣象觀測規(guī)范，給出氣象觀測資料的三性要求如何轉(zhuǎn)化為氣象觀測技術(shù)實(shí)現(xiàn)的內(nèi)在邏輯。轉(zhuǎn)化關(guān)鍵在于對(duì)每種氣象觀測技術(shù)的自身特征和適用范圍的掌握，可從以下三個(gè)角度分別考慮。

①基于直接和間接這對(duì)概念，不妨側(cè)重考察傳感器輸出和探測要素的關(guān)系是否普適，這是決定可比性的重要因素。比如，金屬電阻屬于直接探測，標(biāo)定溫度與電阻之間普適的關(guān)系，氣溫探測可比性較好。前向散射能見度儀屬于間接探測，而大氣散射復(fù)雜多變，用相同的計(jì)算模型會(huì)使能見度可比性變差[7]。邏輯上，直接探測的可比性優(yōu)于間接探測。②基于現(xiàn)場探測和遙感這對(duì)概念，不妨側(cè)重考察傳感器和探測對(duì)象的采樣空間是否恰當(dāng)，這是決定代表性的重要因素。比如，百葉箱屬于現(xiàn)場探測，其尺寸、高度和環(huán)境決定了氣溫探測的代表性。天氣雷達(dá)屬于遙感，由脈沖寬度和天線方向性確定的有效照射體積決定了云雨探測結(jié)果的代表性。邏輯上，遙感的代表性優(yōu)于現(xiàn)場探測。值得注意，大氣遙感技術(shù)基于電磁波作用于大氣分子、氣溶膠、云、雨和湍渦等大氣對(duì)象，借助于電磁波的大氣散射、吸收、折射和多譜勒效應(yīng)等物理過程，通過實(shí)測電磁波的強(qiáng)度、偏振、相位和方向等參數(shù)，然后運(yùn)用微分積分方程、邊界初始條件、經(jīng)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)模型和多元資料比對(duì)等進(jìn)行氣象信息反演。③基于主動(dòng)和被動(dòng)這對(duì)概念，不妨側(cè)重考察傳感器和探測對(duì)象的相互作用是否超然，這是決定準(zhǔn)確性的重要因素。比如，溫度表屬于被動(dòng)探測，其熱容量遠(yuǎn)小于空氣，溫度表不改變氣溫也具有超然性，因此氣溫探測準(zhǔn)確性有保證。而干濕表測濕屬于主動(dòng)探測，若濕球液態(tài)水使用不當(dāng)，就有可能改變待測區(qū)域空氣濕度。邏輯上，被動(dòng)探測的準(zhǔn)確性優(yōu)于主動(dòng)探測。

氣象觀測的方法和技術(shù)屬于電的范疇，教學(xué)時(shí)可以將常用氣象觀測技術(shù)填入圖2 中，比如百葉箱通風(fēng)干濕表屬于“間接-現(xiàn)場-主動(dòng)-地基”探測技術(shù)，從上述三個(gè)角度分別考察，其作為間接探測的計(jì)算模型中的系數(shù)是否具有普適，其作為現(xiàn)場探測的百葉箱的結(jié)構(gòu)和高度是否具有恰當(dāng)，其作為主動(dòng)探測的濕球液態(tài)水蒸發(fā)對(duì)空氣濕度是否超然。鑒于不同設(shè)計(jì)方法，通風(fēng)干濕表包括百葉箱自然通風(fēng)干濕表、阿斯曼通風(fēng)干濕表、手搖通風(fēng)干濕表等[1]。

二 案例分析

前已論述了氣象觀測的認(rèn)知對(duì)象和學(xué)科分類，并將氣象觀測課程的特點(diǎn)概括為氣電一體、以氣為本，理工結(jié)合、落實(shí)到工。氣象觀測課程教學(xué)內(nèi)容包括地面氣象觀測、高空氣象探測、主動(dòng)大氣遙感和被動(dòng)大氣遙感四部分，本節(jié)從這四部分中分別給出一個(gè)典型案例，簡明扼要地給出對(duì)應(yīng)的大氣科學(xué)和電子科學(xué)領(lǐng)域的基本知識(shí)以及對(duì)應(yīng)關(guān)系，用于闡述氣電如何一體、怎樣落實(shí)到工。

（一）地面氣象觀測

地面氣象觀測是氣象觀測中開始最早發(fā)展、最普遍的一類。早期全憑目力對(duì)風(fēng)、云等各種可見現(xiàn)象和感覺對(duì)冷、熱、干、濕等進(jìn)行判定。由于各種氣象儀器的創(chuàng)制和新技術(shù)的應(yīng)用，常規(guī)觀測逐漸向自動(dòng)化遙測過渡。以散射式能見度儀觀測氣象能見度為例進(jìn)行分析，對(duì)照圖2 該技術(shù)屬于“間接-現(xiàn)場-主動(dòng)-地基”探測技術(shù)，為了闡述氣電如何一體、怎樣落實(shí)到工設(shè)計(jì)了表1，包括涉及的大氣科學(xué)和電子科學(xué)的主要內(nèi)容及其對(duì)應(yīng)關(guān)系。

表1 散射式能見度儀觀測氣象能見度

大氣科學(xué)領(lǐng)域知識(shí)包括亮度對(duì)比在大氣中的傳輸規(guī)律、大氣散射強(qiáng)度隨散射角的分布、大氣空間不均勻性與尺度特點(diǎn)、不同波長大氣消光系數(shù)的關(guān)系、大氣中漫射散射和背景光特點(diǎn)。目標(biāo)物的能見與否與目標(biāo)物和背景的亮度對(duì)比有關(guān)，由于大氣中分子和懸浮微粒的影響，人眼見到的目標(biāo)物和背景的視亮度與目標(biāo)物固有亮度是不一樣的。大氣中氣體分子及懸浮粒通過散射、吸收及反射等機(jī)制對(duì)光起衰減作用導(dǎo)致目標(biāo)物固有亮度減弱，另一方面空氣元對(duì)入射光的散射使得目標(biāo)物亮度增強(qiáng)。大氣透明程度不同，物光減弱和氣幕光增強(qiáng)的程度不同，從而導(dǎo)致觀測到的目標(biāo)物總視亮度不一樣?；诖髿廨椛涞玫娇葡Ｃ椎枚?，表示了以水平天空為背景的目標(biāo)物視亮度對(duì)比隨距離衰減的規(guī)律。

電子科學(xué)領(lǐng)域知識(shí)包括間接測量能見度的技術(shù)路線、能見度儀散射角和采樣體積、能見度儀采樣時(shí)間平均算法、能見度測量結(jié)果的波段修正、能見度儀的抗干擾防護(hù)技術(shù)。前向散射能見度儀是通過測量某一前向散射角度的散射光來測量能見度的。發(fā)射機(jī)發(fā)射脈沖光，大氣中各種粒子對(duì)該入射光的散射形成散射光，發(fā)射與接收相交的體積中的散射能量被接收機(jī)接收到，測量該散射能量便能通過計(jì)算確定能見度。發(fā)射光束和接收光束之間的夾角稱為散射角，在這一角度范圍內(nèi)散射系數(shù)與某一限定角度的散射光強(qiáng)之間具有較好的相關(guān)性。將散射光強(qiáng)轉(zhuǎn)換成光電流，通過測量光電流確定散射光強(qiáng)。討論誤差因素時(shí)，還需要考慮接收器件的光電技術(shù)參數(shù)，同樣發(fā)射光強(qiáng)也取決于發(fā)射器件光電技術(shù)參數(shù)。

（二）高空氣象探測

高空氣象探測是指借助儀器對(duì)自由大氣中各高度的氣象狀況進(jìn)行觀察和測定，觀測項(xiàng)目有氣溫、空氣濕度、氣壓和風(fēng)等，還有一些特殊項(xiàng)目如大氣成分、臭氧、輻射和大氣電場等，探測技術(shù)有常規(guī)無線電探空、氣象飛機(jī)、氣象火箭等。以常規(guī)高空探測雷達(dá)觀測風(fēng)廓線為例進(jìn)行分析，對(duì)照圖2 該技術(shù)屬于“直接-現(xiàn)場-被動(dòng)-空基”探測技術(shù)，為了闡述氣電如何一體、怎樣落實(shí)到工設(shè)計(jì)了表2，包括涉及的大氣科學(xué)和電子科學(xué)的主要內(nèi)容及其對(duì)應(yīng)關(guān)系。

表2 高空探測雷達(dá)觀測空中風(fēng)廓線

大氣科學(xué)領(lǐng)域知識(shí)包括氣球在大氣中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律、膨脹型氣球所受浮力特點(diǎn)、氣球上升時(shí)凈舉力和升速、水平投影空中風(fēng)計(jì)算原理、大氣中電磁波的折射效應(yīng)。氣球在空氣中漂浮可以是以一定的速度上升或在空中某一等密度面高度上平移、也可以是以一定的速度降落；在高空風(fēng)探測時(shí)，一般使用充以氫氣或氦氣的上升氣球作為空氣運(yùn)動(dòng)的示蹤物進(jìn)行高空風(fēng)的測量。因?yàn)闅馇虻馁|(zhì)量很小，在空氣中運(yùn)動(dòng)的慣性滯后可以忽略，所以氣球在水平方向上的運(yùn)動(dòng)可以表示氣流的水平運(yùn)動(dòng)，這就是氣球測風(fēng)法的基本依據(jù)；氣球施放后短時(shí)加速上升，阻力迅速增大，很快與凈舉力達(dá)到平衡，近似作勻速上升運(yùn)動(dòng)；此外，在用無線電進(jìn)行氣球定位時(shí)，需要掌握大氣對(duì)電磁波的折射效應(yīng)。

電子科學(xué)領(lǐng)域知識(shí)包括有源和無源氣球跟蹤定位技術(shù)、化學(xué)法和水電解制取氫氣技術(shù)、凈舉力查算和平衡器充球技術(shù)、空中風(fēng)計(jì)算程序的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)、高空氣象探測雷達(dá)的跟蹤技術(shù)。測風(fēng)雷達(dá)可分為一次測風(fēng)雷達(dá)和二次測風(fēng)雷達(dá)，一次測風(fēng)雷達(dá)采用氣球下懸掛無源反射體進(jìn)行定位，無源反射體一般是反射靶，二次測風(fēng)雷達(dá)采用氣球下懸掛有源反射體進(jìn)行定位，有源反射體一般是回答器；雷達(dá)發(fā)射的電磁波稱為主波，被反射靶或回答器等目標(biāo)物反射或回答的電磁波稱為回波，測量電磁波由雷達(dá)到目標(biāo)物的往返時(shí)間則氣球的斜距；測定目標(biāo)物方位是利用雷達(dá)天線發(fā)射或接收電磁波具有方向性的原理來實(shí)現(xiàn)的，其中等信號(hào)法利用天線產(chǎn)生的兩束對(duì)稱且有一部分重疊的波束來實(shí)現(xiàn)等信號(hào)測量。

（三）主動(dòng)大氣遙感

人們在應(yīng)用軍事雷達(dá)進(jìn)行探測時(shí)發(fā)現(xiàn)云雨等氣象目標(biāo)產(chǎn)生的回波，從而把雷達(dá)探測技術(shù)應(yīng)用到氣象目標(biāo)探測中來，并專門研制了天氣雷達(dá)，可以對(duì)數(shù)百公里范圍內(nèi)的雷暴中降水分布及其結(jié)構(gòu)進(jìn)行連續(xù)性探測，用于警戒和預(yù)報(bào)各種中、小尺度天氣系統(tǒng)。以天氣雷達(dá)主動(dòng)遙感云雨為例進(jìn)行分析，對(duì)照圖2 該技術(shù)屬于“間接-遙感-主動(dòng)-地基”探測技術(shù)，為了闡述氣電如何一體、怎樣落實(shí)到工設(shè)計(jì)了表3，包括涉及的大氣科學(xué)和電子科學(xué)的主要內(nèi)容及其對(duì)應(yīng)關(guān)系。

表3 天氣雷達(dá)主動(dòng)遙感云雨

大氣科學(xué)領(lǐng)域知識(shí)包括大氣粒子后向散射截面、大氣體積后向散射系數(shù)、電磁波在大氣中的衰減、散射強(qiáng)度與降雨的關(guān)系、降水粒子散射偏振特性。當(dāng)電磁波在大氣中傳播時(shí)，入射波的電磁場就使粒子極化，感應(yīng)出復(fù)雜的電荷分布和電流分布，以同樣的頻率發(fā)生變化，這種高頻變化的電荷分布和電流分布就要向外輻射電磁波，這種二次輻射的電磁波就是散射波，這個(gè)粒子即成為散射中心或散射源；如果一個(gè)粒子是各向同性的，則粒子的散射特性將由粒子的大小、折射率及入射波的波長決定，這就是散射三要素；電磁波在粒子內(nèi)部傳播，有電流在粒子內(nèi)部流動(dòng)，必有一部分能量要被吸收或轉(zhuǎn)化為焦耳熱產(chǎn)生介質(zhì)損耗，這就是粒子對(duì)入射波的吸收作用，會(huì)造成傳播路徑上能量的衰減。

電子科學(xué)領(lǐng)域知識(shí)包括微波天線收發(fā)技術(shù)、雷達(dá)有效照射體積、回波信號(hào)接收處理、雷達(dá)回波分析應(yīng)用、電磁波極化與檢測。天氣雷達(dá)通常由天線饋線分系統(tǒng)和伺服分系統(tǒng)、發(fā)射分系統(tǒng)、接收分系統(tǒng)、信號(hào)處理分系統(tǒng)、監(jiān)控分系統(tǒng)、通信分系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理及顯示分系統(tǒng)、電源分系統(tǒng)等組成；其中發(fā)射分系統(tǒng)周期性地產(chǎn)生時(shí)間上短促而峰值功率強(qiáng)大的高頻振蕩電磁波，經(jīng)過天線饋線分系統(tǒng)后再發(fā)射出去，有關(guān)的主要技術(shù)指標(biāo)為脈沖重復(fù)頻率與脈沖重復(fù)周期、波長、脈沖寬度和發(fā)射功率等；一般雷達(dá)采用具有高度方向性的定向輻射天線，使大部分能量集中在一個(gè)很窄的波束范圍內(nèi)朝一定的方向發(fā)射出去，目前的天氣雷達(dá)大多只發(fā)射并接收水平線極化波。

（四）被動(dòng)大氣遙感

被動(dòng)式大氣遙感是指遙感器接收大氣自身發(fā)射的電磁輻射或反射自然源發(fā)射的電磁輻射來獲取大氣信息的方法和技術(shù)，儀器設(shè)備沒有發(fā)射部分可以節(jié)省能源、縮小體積、減輕重量、降低造價(jià)，適合衛(wèi)星平臺(tái)進(jìn)行的全球氣象觀測。以氣象衛(wèi)星被動(dòng)大氣遙感溫度廓線為例進(jìn)行分析，對(duì)照圖2 該技術(shù)屬于“間接-遙感-被動(dòng)-天基”探測技術(shù)，為了闡述氣電如何一體、怎樣落實(shí)到工設(shè)計(jì)了表4，包括涉及的大氣科學(xué)和電子科學(xué)的主要內(nèi)容及其對(duì)應(yīng)關(guān)系。

表4 氣象衛(wèi)星被動(dòng)大氣遙感溫度廓線

大氣科學(xué)領(lǐng)域知識(shí)包括大氣的熱輻射定律、氣溫垂直分布特點(diǎn)、氣體含量及其分布、大氣的有效輻射層、地表紅外輻射特性。大氣是由氣體分子和懸浮在氣體分子中的塵埃、水滴和冰晶等固體和液體微粒構(gòu)成，對(duì)紅外波段大氣因散射的削弱是可以忽略不計(jì)的；當(dāng)大氣中氣溶膠含大顆粒數(shù)目較多時(shí)，散射的影響變大，但此時(shí)吸收作用更大；在大氣各種氣體成分的吸收光譜中，有一些強(qiáng)吸收區(qū)域稱之為吸收帶，成為遙感大氣的物理基礎(chǔ)；對(duì)于弱吸收帶輻射主要來自于大氣低層，由此得到的溫度主要代表大氣低層的溫度；強(qiáng)吸收帶輻射主要來自于大氣高層，所表示的溫度是大氣高層的溫度；由于某一波長對(duì)應(yīng)的權(quán)重函數(shù)有一定的寬度，所以衛(wèi)星測量的輻射來自某一氣層即效輻射層。

電子科學(xué)領(lǐng)域知識(shí)包括向上紅外輻射的測量、遙感通道與權(quán)重函數(shù)、衛(wèi)星遙感大氣的掃描、大氣紅外遙感的反演、衛(wèi)星運(yùn)行軌道和定標(biāo)。氣象衛(wèi)星分為極軌氣象衛(wèi)星和靜止氣象衛(wèi)星兩類，兩類衛(wèi)星在資料獲取、存儲(chǔ)、發(fā)送和處理等方面都有各自的特點(diǎn)；輻射儀器由定向或空間掃描部件、光學(xué)系統(tǒng)、探測器、信號(hào)處理系統(tǒng)和信號(hào)輸出裝置等部分組成；裝載定標(biāo)設(shè)備，用其來確定靈敏度或響應(yīng)率，或確定自衛(wèi)星發(fā)射以來被動(dòng)遙感儀器是否發(fā)生變化，在軌定標(biāo)所用參考源為星上內(nèi)部黑體和宇宙空間；電磁輻射中包含有氣溫、成分等信息，進(jìn)一步提取大氣的溫度、成分和其他大氣參數(shù)，反演的重要問題是解的存在性、唯一性、穩(wěn)定性以及求解方法的有關(guān)數(shù)學(xué)問題。

三 結(jié)束語

本文梳理了屬于大氣科學(xué)領(lǐng)域的氣象觀測的對(duì)象和要素，以及屬于電子科學(xué)領(lǐng)域氣象觀測的方法和技術(shù)，分析了氣象觀測課程具有“氣電一體、以氣為本，理工結(jié)合、落實(shí)到工”的特點(diǎn)，并給出典型案例闡述教學(xué)過程中“氣電如何一體、怎樣落實(shí)到工”。教學(xué)實(shí)踐表明，本文分析結(jié)果和闡述案例可為氣象觀測課程教學(xué)改革提供理論和實(shí)踐參考。