本教材是为了满足综合类高校地球科学相关专业开设的大气科学、气象学与气候学相关课程的需要，按照相关专业培养目标的要求，以国内现有教材为基础，总结过去实践教学的基础上编写而成的。兼顾地理科学、自然地理与资源环境、环境科学、环境科学与工程、水文与水资源工程、地下水科学与工程等多个专业的相关教学内容，通过一系列的基础性实践项目能加深学生对基础理论知识的理解并掌握基本的实践技能。第1~4章对常规气象要素的观测内容和方法进行总体介绍；第5~6章基于常规观测基础之上综合性实践的介绍；第7~8章对气候资料的统计方法和气候代用资料的获取及气候重建做了较为详细的介绍；第9章介绍遥感技术在气象学中的应用；第10章具体设计了十个实践项目对学生不同层次、不同专业的实践活动给予指导；同时为了学生科创性实践的需要，设计了若干相关实践内容供学生参考。

前 言


为了满足综合类高校地球科学相关专业开设的大气科学、气象学与气候学相关课程的需要，按照相关专业培养目标的要求，充分调研校内外各相关专业的教学实践要求，结合综合性高校学科发展融合的优势，以国内现有教材为基础，并结合国内外大气科学的最新研究成果，总结过去实践教学经验，编写了本教材。
本教材在满足为课程基础实践服务的同时，注重不同学科、专业的需求，适应综合性高校学科融合发展的要求，内容兼顾地理科学、自然地理与资源环境、环境科学、环境科学与工程、水文与水资源工程、地下水科学与工程七个专业的相关教学内容，通过一系列的基础性实践项目，加深学生对基础理论知识的理解并使学生通过实践掌握基本的实践技能；同时，为适应创新型人才培养的需求，在基础性实践项目的基础上，通过一些创新性较强的综合实践项目来提高学生的创新能力，拓宽学生的知识面，提高学生的专业素质。
本教材第1～4章对常规气象要素的观测内容和方法进行总体介绍；第5～6章介绍常规观测基础上的综合性实践；第7～8章较为详细地介绍气候资料的统计方法、气候代用资料的获取和气候重建；第9章介绍遥感技术在气象学中的应用；实践项目部分设计了十个具体的实践项目，对学生不同层次、不同专业的实践活动给予指导，同时为满足学生科创性实践的需要，设计了若干相关实践内容供学生参考。
教材编写过程中各方面均做了不少努力，但编者学识有限，对不同专业的了解仍有欠缺，书中谬误不可避免，真诚欢迎大家批评指正，以便我们不断改进。
教材具体内容参考了大量同行的教学研究成果，在此一并致谢。

作 者
2017年10月于泉城济南

高卫东，理学博士，济南大学副教授，毕业于中科院研究生院。承担《气象学与水文学》、《世界地理》、《综合自然地理学》、《地学概论》、《全球气候变化》等本科课程和全校通选课程及研究生课程《环境水文学和生态水文学》的教学工作，承担了气象学实验（实习）、自然地理综合实习、教育实习、本科论文等教学实践任务。

第1章 绪论1
1.1 气象观测1
1.2 观测系统2
1.3 气象观测网3
1.4 气象观测的重要性3
1.5 我国的气象观测现状4
1.6 气象观测简史5
第2章 气象观测的分类和任务7
2.1 观测分类7
2.2 观测方式和任务7
2.3 地面气象观测业务技术规定（2016版，部分）8
第3章 地面气象观测场选址与仪器布设13
3.1 地面气象观测场选址的要求13
3.2 观测场13
3.3 观测场内仪器设施的布置14
第4章 主要气象要素的观测17
4.1 气温和湿度观测17
4.2 气压的观测18
4.3 风速和风向的观测18
4.4 云的观测18
4.5 能见度的观测20
4.6 天气现象的观测20
4.7 辐射的观测21
第5章 小气候观测23
5.1 小气候的概念23
5.2 小气候的特点24
5.3 小气候的分类25
第6章 天气图及天气预报27
6.1 天气图27
6.2 天气图分类27
6.3 天气图分析30
6.4 天气预报30
第7章 气候资料的统计分析32
7.1 平均值和总量32
7.2 极值33
7.3 频率33
7.4 变率34
7.5 年变化35
7.6 日变化36
7.7 天气现象日数38
7.8 降水日数38
7.9 其他常见统计项目38
第8章 气候代用资料的获取与气候重建40
8.1 利用史料重建气候40
8.2 树木年轮方法重建气候40
8.3 古地层分析法重建气候41
8.4 冰芯资料法重建气候41
8.5 树木年轮定年原理、取样方法和分析方法41
第9章 遥感在气象中的应用49
9.1 大气遥感概述49
9.2 大气遥感发展历史49
9.3 大气遥感分类50
9.4 遥感的气象应用分类52
实践项目一 空气温、湿度与土壤温度的观测59
实践项目二 气压、风、云、降水、蒸发和能见度的观测69
实践项目三 辐射的测量84
实践项目四 气象要素的统计和气候类型的判别91
实践项目五 校园小气候观测104
实践项目六 简易天气形势图的绘制112
实践项目七 树木年轮中气候信息的提取115
实践项目八 Landsat TM地表温度反演118
实践项目九 卫星云图增强处理实践121
实践项目十 济南玉符河水文特征与气象条件的关系分析123
附录 气象学与气候学基础性实践及相关科创性实践介绍125
主要参考文献126