农业气象实验指导

1、农业气象学实验教学大纲课程实验总学时：10适用专业：园艺先修课程：植物学一、目的与任务实践本课程相关理论，掌握常用气象观测、环境监测仪器的构造、原理、使用方法，掌握农业气象资料整理与分析方法，培养学生的实验操作能力和分析问题解决问题的能力。二、实验教学的基本要求通过实验，能够掌握主要气象要素光照度、辐照度、光照时间、气温、土壤温度、空气湿度、风向、风速、气压、风的观测方法和观测仪器的正确使用，掌握气象要素的时空间分布特征，了解各气象要素之间的相互关系以及农业生产与气象条件相互作用规律。三、实验项目设置与内容实验一日照时数、光照度、风的观测（2学时）一、目的要求明确日照计和照度计和温度计的构造原

2、理，掌握光照时数和光照读的观测方法；了解测定风的仪器构造、原理和使用方法。二、仪器及用品暗筒式日照计、日照纸、量杯、天平、蒸馏水、赤血盐、枸橼酸铁铵、脱脂棉、JD-1A型照度计，铅笔、观测簿；EL型电接风向风速计，三杯轻便风向风速表，热球微风仪。实验二温度、空气湿度、降水量与蒸发量观测（2学时）一、目的要求了解气象常用温度表、温度计的构造原理和安装方法，掌握空气温度和土壤温度的观测方法和记录整理方法。了解测定空气湿度的原理、掌握空气湿度的测定、计算与查算方法。了解降水量、降水强度划分，掌握各种雨量器的构造、原理和使用方法；了解蒸发量的概念，掌握蒸发器的构造、原理和使用方法二、仪器普通温度计、最

3、高温度计、最低温度计、地面温度计、曲管温度计、曲管温度计、直管地温表百叶箱干湿表、通风干湿表、毛发湿度计、毛发湿度表。雨量器、虹吸式雨量计和量雪尺、称雪器；小型蒸发器和E-601型蒸发器。实验三 温度资料统计一、目的要求明确温度的资料统计项目，掌握计算方法。二、仪器及用品计算器、铅笔、报告本、基本气象资料三、内容气温资料可以表明一个地方冷热状况的特征。根据实际应用的需要，表示气温性质的指标常用的有下列几种。1、平均气温平均气温按照时段的长短，有日、侯、旬、月、季、年平均等几种。计算公式2、极端气温极端气温是指一地在某一时段内出现的最高温度和最低温度。它能表征该地在该时段内气温变化的范围和曾经出

4、现的极限值。3、界限温度出现的起止日期及持续期由于气温变化的波动，春、秋季气温可能在某一界限温度上下升降好几次，为了合理解决这一问题，这里提出一种统计界限温度起止日期的方法，及所谓的“稳定通过”的方法。目前所采用的是5天滑动平均计算法。在一年中任意连续5天日平均气温的平均值均达到某一界限温度的最长一段时间，挑选最先一个日平均气温达到该界限温度的日期为初日，而挑取最后一个日平均气温达到同一界限温度的日期为终日。初日到终日（包括初终日）称为持续期。4、气温的频率和保证率对一地热状况的特征、仅采用各种平均气温是不够的，因为从观测得到的序列中的各个数宾费完全集中在平均值的附近。那么这些数值经常出现在什

5、么范围内？在各个范围内的分布情况又怎样？可能性多大等等。这种温度出现的 频繁程度如何以及可能性的大小，通过频率和保证率的计算 ，才能得到解决。频率：在某一定范围内实际出现的次数（m）称为频数，频数与观测总次数n之比，即是频率。保证率：实际工作中，通常把等于或超过某一定数值（界限）的累积频率，称为保证率。一般来讲，温度频率和保证率通常按照日平均气温计算，频率是指日平均气温在某一定温度界限内出现的日数占全月或全年总日数的百分比；而保证率就是日平均气温高于某一规定温度的日数占全月或全年的总日数的百分比5、积温活动积温有效积温6、无霜期和无霜期的长短7、直角直方图实验四 农业小气候的观测（4学时） 一

6、、目的要求掌握农业小气候观测的基本方法。二、仪器地面温度表、曲管地温表、温度计。三、观测内容塑料大棚内气温、地温的观测。实验一日照时数、光照度、风的观测一、目的要求明确日照计和照度计和温度计的构造原理，掌握光照时数和光照读的观测方法；了解测定风的仪器构造、原理和使用方法。二、仪器及用品暗筒式日照计、日照纸、量杯、天平、蒸馏水、赤血盐、枸橼酸铁铵、脱脂棉、JD-1A型照度计，铅笔、观测簿；EL型电接风向风速计，三杯轻便风向风速表，热球微风仪。三、内容（一）日照时数的观测日照时数：太阳实际照射的时间。可照时数：由日出到日落的时间。可照时数与纬度、日期有关。可从气象常用表或天文年历中查得。日照百分率

7、=日照时数、可照时数×100%测定日照时数的仪器一般采用暗筒式日照计。日照时数以小时（h）为单位，取一位小数。1.暗筒式日照计构造原理工作原理：暗筒式日照计是利用太阳光通过仪器上的小孔射入筒内，使涂有感光药剂的日照纸上留下感光迹线如图1.23，通过计算迹线的长度确定一日的日照时数，隔光板的边缘与小孔在同一个垂直面上，它使太阳光除了在正午有1-2min可以同时射入两孔外，其余时间光线只能从一孔射入筒内。仪器的构造分为暗筒、支架、底座三部分。暗筒两侧各有一个进光小孔，前后位置错开，以避免上下午日影重合。筒内有一弹性压纸夹，用以固定日照纸。圆筒下部有纬度刻度盘和指示纬度的刻度线，底座有3个

8、等距离孔，用以固定仪器。2.仪器安装日照计要安装在开阔的、终年从日出到日没都能受到阳光照射的地方。通常安装在观测场内或平台上，如安装在观测场内，首先埋设铁架(高度以便于观测为宜)，铁架顶部要安装一块水平而又牢固的台座，座面上要精确标出南北线，将日照计安装在铁架平台上，仪器底座要水平，筒口对准正北，并将日照计底座加以固定，然后转动筒身，使支架上的纬度记号线对准纬度盘上当地纬度值。如观测场无适宜地点，可安置在平台或附近较高的建筑物上。3.日照纸的涂药及换纸方法日照计自记纸使用前需在暗处涂刷感光药剂，日照记录的准确性与否与涂药质量关系密切。所用药剂为显影药剂赤血盐(K3Fe(CN)6)和感光药剂柠檬

9、酸铁铵Fe2 (NH4)4(C6H5O7)3。药液的配制方法：赤血盐与水的比例1：10，柠檬酸铁铵与水的比例为3：10，按此比例，将配好的药液分别存放于两容器中，每次配量以能涂刷10张日照纸为宜，以免涂了药的日照纸久存失效。涂药方法：将配制好的两种药液在暗处等量混合，均匀地涂在空白的日照纸上，或者先将柠檬酸铁铵药液涂刷在日照纸上，阴干后逐日应用，每天换下日照纸后，在感光迹线处用脱脂棉涂上赤血盐，便可显出蓝色迹线。每天在日落以后换自记纸，即使是全日阴雨，没有日照记录，也应照常换下，以供日后查考。上纸时，将填好次日日期的日照纸(涂药一面朝里卷成筒状)，放入金属圆筒内，使纸上10时线对准筒口白线，1

10、4时线对准筒底的白线，纸上的两个圆孔对准两个进光孔，压纸夹交叉处向上，将纸压紧，盖好筒盖。4.记录整理、统计当天换下的日照纸，应根据感光迹线的长短，在迹线下方用铅笔分别描划一直线，然后将日照纸放入足量的清水中浸漂35min拿出(全天无日照的自记纸，也应浸漂)，阴干后，再重新检查感光迹线与铅笔线是否一致，如感光迹线比铅笔线长，则应补上这一段铅笔线，最后按铅笔线以十分法计算日照数。将各小时的日照时数逐一相加，精确到0.1h，即可得到全天的实照时数。若全天无日照，日照时数记为0.0。（二）光照度观测测定光照度的仪器用照度计。照度计广泛地应用于各种自然光和人造光源的光照度测定，其规格型号很多。下面仅介

11、绍仪器的一般构造原理和观测方法。1.照度计的构造原理照度计是利用光电效应的原理，根据感光电流的大小测定光照度的。它主要由光电池 (有硅光电池和硒光电池两种)、电流表和量程开关组成。照度计量程开关一般有四档或六档，范围0200000lx。2.观测方法 观测时，将电流表置于水平，若指针不指零点，可旋动调整螺旋使之指向零点，然后将光电池导线插头插入座孔内，手持光电池手柄，放于待测位置，注意光电池要与光线垂直。然后，首先将量程开关旋至最大量程，当选用量程合适时，电流表指针的示度乘以本量程标明的倍数，即为当时的光照度。备有滤光罩的仪器当光照度超过10001x以上时，必须戴滤光罩方能进行观测，读数计算时，

12、电流表上指针的示度乘以滤光罩的倍数即为当时的光照度。测量时，可用手遮住光电池数次，读取平均测量值，测量时间以0.5 1min为宜。测定后，将量程开关旋至“关”的位置上，拔下导线插头，将光电池罩盖好。3、仪器维护(1)照度计是一种精密仪器，在携带使用或运输过程中，需避免震动。(2)存放时要放在清洁干燥、无腐蚀气体、无强大磁场的地方。(3)光电池、滤光罩严禁用手触摸或用硬物磨擦；以免被沾染或划伤影响其准确度；电流表的有机玻璃表盖不得用力揩擦，以免引起静电感应。如有灰尘可用毛刷拂去。（三）风的观测风的观测包括风向和风速的观测。风向是指风吹来的方向，一般用16个方位或360°表示。以360&

13、#176;表示时，由北起按顺时针方向度量。风速是指单位时间内空气流动的水平距离，以米/秒、公里/小时、海里/小时为单位。目前气象台站用来测定风的仪器有EL型电接风向风速仪，轻便测风器等。1、风向测量仪器：风向标是一种应用最广泛的测量风向仪器的主要部件，由水平指向杆、尾翼和旋转轴组成。在风的作用下，尾翼产生旋转力矩使风向标转动，并不断调整指向杆指示风向。风向标感应的风向必须传递到地面的指示仪表上，以触点式最为简单，风向标带动触点，接通代表风向的灯泡或记录笔电磁铁，作出风向的指示或记录，但它的分辨只能做到一个方位（22.5°）。精确的方法有自整角机和光电码盘。2、风速测量仪器：风杯风速表

14、是应用最广泛的一种风速表，由三个（或四个）半球形或抛物形空杯，都顺一面均匀分布在一水平支架上，支架与转轴相连。在风力作用下，风杯绕转轴旋转，其转速正比于风速。转速可以用电触点、测速发电机、齿轮或光电计数器等记录。桨叶式风速表是由若干片桨叶按一定角度等间隔地装置在一铅直面内，能逆风绕水平轴转动，其转速正比于风速。桨叶有平板叶片的风车式和螺旋桨式两种。最常见的是由三叶式四叶螺旋桨，装在形似飞机机身的流线形风向标前部，风向标使叶片旋转平面始络对准风的来向。热力式风速表是被电流加热的细金属丝或微型球体电阻，放置在气流中，其散热率与风速的平方根成线性关系。通常在使加热电流不变时，测出被加热物体的温度，就

15、能推算出风速。3、EL型电接风向风速仪L型电接风向风速仪是电感应器、指示器和记录器三部分组成。感应器：感应器安装在室外1012米高的杆子上。感应器的上部为风速部分，由风杯、交流发电机、蜗轮等组成；感应器的下部为风向部分，是由风标、风向方位块、导电环、接触簧片等组成。指示器：指示器放在室内桌上用来观测瞬时风向和瞬时风速的。它由电源瞬时风向指标盘、瞬时风速指示盘等组成。记录器：记录器也置于室内，用来记录风向风速连续变化。它是由八个风向电磁铁，一个风速电磁铁、自记钟、自记笔、笔档、充放电线路等部分组成。感应器用一长电线和指示器相连，指示器与记录器之间用短电线相椄。观测方法：打开指示器的风向风速开关，

16、观测两分钟风速指针摆动的平均位置，读取整数，记在观测簿相应栏中。风速小的时候，把风速开关拨到“20”挡，读020米/秒标尺刻度；风速大时，应把风速开关拨到“40”挡，读040米/秒标尺刻度。观测风向指示灯，读取2分钟的最多风向，用十六方位的缩写记录。静风时，风速记0，风向记c；平均风速40超过米/秒，则记为40。自记纸更换方法、步骤与温度计基本相同，只是更换时间为13时。4、轻便三杯风向风速仪（轻便磁感风向风速仪）轻便三杯风向风速表用于测量风向和一分钟时间内的平均风速。轻便三杯风向风速表由风向仪，风速、手柄三部分组成。风向仪：包括风向指针、方位盘、制动小套管部件。风速表：由十字护架，感应组件旋

17、杯，和风速表主机体组成。旋杯是风速表的感应元件，它的转速与风速有一个固定的关系。风速表主要就是根据这个基本原理制成的。手柄：由一段空心管和一个带螺纹的零件组成。以上三部分可以通过螺纹连接在一起。安置和使用：风向风速表可以手持使用，也可安置在固定地点使用。仪器安在四周开阔无高大障碍物的地方。安装高度以便于观测为限，并保持仪器垂直，机壳侧面向风。观测时将方向下小套管拉下再右转一角度，此时方向盘就可以按地磁子午线的方向稳定下来。风向与方向盘所对的读数就是风向。如果指针摆动，可读摆动的中间值。用手指压下风速按钮，风速指针就回到零位。放开风速按钮后，红色时间小指针就随风速指针开始走动，经一分钟后铜指针停

18、止转动。接着时间指针转到最初位置也停止下来，结束了风速的测量。风速指针所示数值称为指示风速。以这个风速值从风速检定曲线图中查出实际风速值即为所测之平均风速。如欲进行下一次观测时，只要再压一下风速按钮就可以了。当观测完毕时，务必将小套管向左转一角度，使其恢复原来位置，这时方向盘就可以固定不动。小心地将风向仪和手柄退下，放入仪器盒内。5、目测风和风力（1）风力观测在没有仪器或仪器失灵的情况下可根据某些物体被风吹动的情况用目力来判定。1805年英国人F·蒲福根据风对地面（或海面）物体的影响，提出风力等级表，几经修改后得下表。目测风时，根据风力等级表中各级风的特征，即可估计出相应的风速。（2

19、）风向观测根据炊烟、旌旗、布条展开的方向及 按八方位估计。静风记为“c”。目测风向封利是，观测者站在空旷处，多选几个物体观测，尽量减少主管的估计误差。四、作业写出如何观测日照时数、光照度、风的观测方法。实验二温度、空气湿度、降水量与蒸发量观测一、目的要求了解气象常用温度表、温度计的构造原理和安装方法，掌握空气温度和土壤温度的观测方法和记录整理方法。了解测定空气湿度的原理、掌握空气湿度的测定、计算与查算方法。了解降水量、降水强度划分，掌握各种雨量器的构造、原理和使用方法；了解蒸发量的概念，掌握蒸发器的构造、原理和使用方法二、仪器普通温度计、最高温度计、最低温度计、地面温度计、曲管温度计、曲管温度

20、计、直管地温表百叶箱干湿表、通风干湿表、毛发湿度计、毛发湿度表。雨量器、虹吸式雨量计和量雪尺、称雪器；小型蒸发器和E-601型蒸发器。三、实验内容（一）温度观测1、测温原理和温标任何物质温度变化都会引起它本身的物理特征与几何形状的改变。利用物质这一特性，确定它与温度间的数量关系，就可以作为测温仪器的感应部分，制成各种各样的温度表。常用的温度表有以水银或酒精为感应液的玻璃液体温度表。水银和酒精都具有比较明显的热胀冷缩的特性。水银和酒精相比较，具有导热快，比热小，易提纯，沸点高（356.9）蒸汽压小，不与玻璃发生浸润作用等优点，所以用水银用感应液的温度表灵敏度和精确度都较高。但是由于水银冰点比酒精

21、高（38.9），测定低温不适宜，而酒精冰点低（117.3），用来测定低温比较好。但酒精本身具有膨胀系数不够稳定，纯度较差，容易蒸发，以及与玻璃起浸润作用等缺点，所以一般情况下，不使用酒精温度表，只有在气温低于36时，才按照地面气象观测规范规定使用酒精温度表。因此，除了最低温度表用酒精作为感应液外，一般温度表多用水银。当温度表与空气接触时，球部与空气间便发生热量交换。如果空气湿度升高，温度表球部便吸收空气中的热量，球部的玻璃和水银（酒精）都受热而膨胀，然而水银（酒精）膨胀量远比玻璃大，所以一部分水银（酒精）被迫进入毛细管中，于是毛细管内水银柱便随之升高，直到热量交换平衡时为止。这时水银柱（酒精柱

22、）随之下降。反之，气温降低时，毛细管内的水银柱（酒精柱）随之下降，直到热量交换平衡为止。因此，温度表水银柱（酒精柱）的示度也能表示气温的高低。 温标：量度气温所使用的温标一般有三种：摄氏温标：也称“百分温标”。规定在一个大气压下，水的冰点为零度，沸点为100度，中间分为100等分，每个等分代表1度。摄氏温度用表示。它是1742年由瑞典人摄尔斯乌斯（Anders Celsius）发明的。华氏温标：规定在一个大气压下，水的冰点为32度，沸点为212度，中间分为180等分，每等分代表1度。华氏温度用°F表示。它是1709年由德国人华伦海特（Fahrenheit）发明的。开氏温标：也称绝对温

23、标、热力学温标。绝对温标每一度的大小和摄氏温标完全相同，不过，它不是以水的冰点作为零度的，而是以理论上所说的分子热运动将完全停止时的温度，即-273.16作为零度，用K表示。辩证法告诉我们，要物质的热运动完全停止那是绝对不可能的。-273.16只不过是人们可以无限接近，但永远也不可能达到的温度。因此，才把它叫做绝对零度，意思是说，-273.16才是温度的真正零度。开氏温标是1848年由英国物理学家开尔文（Kelvin）所创立。1960年第十一届国际计量大会规定热力学温标以开尔文为单位。规定水的三相(气、液、固体)点为273.16K。由于水的三相点在摄氏温标为0.01，所以摄氏0=273.15K

24、。绝对温度(K)273.15+摄氏温度()。华氏温标与摄氏温标的换算： t（）=+322、几种液体温度表普通温度表（干、湿球温度表）普通温度表是由球部、套管、白磁刻板及顶部所组成的水银温度表。它的特点是：如前所述毛细管内水银柱的示度，随着被测物的温度变化而变化。因而可以测出任意时刻被测物的温度。气象台站是用一对规格相同的普通温度表测定空气的干球和湿球温度，因此又称为干湿球温度表。 最高温度表最高温度表也是一种水银温度表。用以测定一定时间内的最高温度。它与普通温度不同的地方在于球部。最高温度表的球部有一玻璃针，伸入毛细管，使球部与毛细管之间形成一窄道。温度升高时，球部水银体积膨胀，压力

25、增大，迫使水银挤过狭管回至球部，因而水银柱就在狭管处断裂，于是狭管以上这段水银柱的顶端，就保持在过去一段时间内温度表所感受到的最高温度示度上。最高温度表为了防止重力作用，应水平安放，为了防止水银柱滑向头部，也可将头部稍放高一点。观测最高温度后，应按规定进行调整。其方法是：用右手紧握表中上部，球部向下，把手伸出和身体约成30º角，在水平面45º范围内剧烈甩动几次，待其示度与干球温度相差不到0.2时为止，最后，将调整好的最高温度表放回原来位置上时，注意手不能触及球部，先放球部，后放表身。 最低温度表测定一定时间间隔内的最低温度，用最低温度表。它的构造特点是：毛细管较粗，内贮透明

26、的酒精，在毛细管内酒精中有一个哑铃形的玻璃游标。当温度下降时，酒精柱收缩，由于酒精柱顶端与游标接触时，其表面张力作用，带动游标下降；当温度上升时，酒精膨胀，酒精柱可以经过游标周围慢慢向前流动，而游标因顶端对管壁的摩擦力及本身的重力作用，仍停留在原位不动，因此它可以指示出一定时间间隔内曾经出现过的最低温度。观测最低温度表之后，要进行调整，先将球部向上抬起，使游标到达酒精柱的顶端，与酒精面相接触，然后将最低温度表水平安装好。曲管地温表：曲管地温表是测量浅层地温的仪器。其温度表球部附近的管子弯曲成135o角。玻璃套管下部（自球部到温标的起点）用石棉灰充填，再用棉花堵塞和火漆固定，以防止玻璃管内空气的

27、对流。直管地温表用来测定较深层不同深度的地中温度，它是由外管和温度表两部分组成的。温度表又装在一个带有金属帽的特制保护框内，并用螺丝与木棒连接，长度视所测深度而定。3、自记温度计自记温度计是气象上常用的几种自记仪器中的一种。自记仪器是自动记录气象要素在一天或一周内连续变化情况的一种仪器。从仪器上还能知道气象要素在某段时间内的极值及其出现时间。温度计由感应部分、传递放大部分、自记部分组成。自记部分是将传递放大的结果自动记录下来的部分。包括自记钟、自记纸和自记笔等。一般自记钟分日转和周转两类。自记钟上放有记录纸，其纸上与纵轴垂直的水平线表示温度，通常每格为1。竖的弧线为时间线。自记钟旋转一圈之后，

28、就更换自记纸（每日一次或一周一次），规定在14时观测后换纸。自记笔尖内装有特制的墨水，由于自记钟时刻在运转，温度不断在变化，这样笔尖在自记纸上就连续画出温度随时间变化的曲线。具体操作步骤如下：温度计的观测次数和温度表一样，每次读数后要用笔尖画短线做一记号。换纸时应注意写上年、月、日和上纸的时间及取下纸的时间。将纸裹在钟筒上卷紧，水平线对齐，底边紧贴筒底边缘并以压条固定。转动钟筒，使笔尖正对当时时间。推回笔档，使笔尖与钟筒接触，做记号，重新检查一遍后，关上合盖。自记温度计要注意维护，经常保持清洁，对感应部分不要用手及其他物体碰撞。当感应有灰尘时可用细毛笔及时除掉。经常注意自记录是否清晰、有无中断

29、现象，笔尖墨水是否足够，自记钟是否停摆等。4、空气温度表的安装和观测安装：测定空气温度的仪器，应放在防止太阳直接照射，又能防止强风、雨淋、雪盖，并能使空气自由流通的保护装置内。目前观测台站用的保护装置就是百叶箱。 百叶箱的四周是由两排薄的木板百叶组成，木板向内向外倾斜与水平方向成45 º角。箱底由三块木板组成，中间木板比两侧的木板高出一些，箱盖有两层，其间空气能流通。为了避免太阳直接照射仪器，百叶箱要漆成白色，以防吸热过多，影响箱内气温。百叶箱分大小两种，大百叶箱是安装温度、湿度自记仪器的，小百叶箱是安装干湿球和最高、最低温度表的。百叶箱应水平地牢固地安装在一个特制的架子上，支架应牢

30、固地埋入地下，其顶端高出地面125厘米。箱门朝正北。箱内仪器的安装：小百叶箱内的各种温度表都安置在箱内特制的铁架上，干湿球温度应垂直固定在铁架两侧，干球在东，湿球在西，球部离地面1.5米，湿球的下方是一个带盖的水盂，水盂口离湿球约3厘米，湿球温度表球部包扎一条纱布，纱布通过杯盖上的狭缝引入水盂内。最高温度表平放在铁架下面横梁上的钩中，球部中心离地为1.5米；最低温度表放在最下面的钩上，二支表球部都向东。大百叶箱内的温度计安装在前面的木架上，感应部分中心离地1.5米；湿度计放在后面稍高的木架上。百叶箱内外要保持清洁，大雨、大雪后，要及时将箱内的雨水擦干净，以免影响记录的准确性。观测：按规定时间首

31、先读干球，后读湿球，记录之后再复读一次，然后读最高温度，最低温度，复读记录后，调整最高、最低温度表，放置最高温度表时，要先放球部，后放头部以免水银上滑。5、地面温度表的安装和观测地温包括地面土壤温度（地面温度）和地中土壤温度（地中温度）。一般可根据需要观测地面（包括0厘米、最高、最低温度）浅层（地中5、10、15、20厘米）和较深层（地中40、80、160、320厘米）三个层次的地温。地面温度表：测定地面温度的仪器有：地面温度表、地面最低温度表、地面最高温度表。这三支温度表与测定气温的干球温度、最高和最低温度表相同，只是由于地面温度变化范围较宽，它们的测量范围也较大。并被安装在观测场的南边的地

32、表面，球部一半埋于土中，一半露于外面，三支地温表并排放在地段中央偏东的地面上；由北向南为地面温度表（1）、地面最低温度表（2）、地面最高温度表（3）、它们相互的距离为56厘米。在观测地面温度表时，不得将表取离地面读数（被水淹时例外）。地在温度表被雪覆盖，巡视时应将其放置在雪面上，读数时若球部又被雪盖，仍照常读数。冬季当地面温度降到36时，地面和地面最高温度表停止观测，只读取地面最低温度表的酒精柱和指标示度，并用器差订正后的酒精柱示度值作为地面温度记录。在高温季节里，8时观测后将地面最低温度表收回，放在阴蔽处（收回前的读数记在20时栏），20时观测前再放回原处（遇雷雨天气应及时将表放回原处）。冰

33、雹季节，冰雹时地面温度表和曲管地温表，应加盖网罩，以免仪器损坏，冰雹停后立即拿掉。安置曲管地温表的地段应选在观测场的南边，地段面积为4×6平方米的裸地，要经常除草，并使土壤保持松软状态。如果下雨后，地段表面形成一层硬皮，应及时耙松，并注意地段表面不应高出或低于观测场整个地面。由于浅层土壤温度变化比较剧烈，因此深度每增加5厘米，安置一支曲管地温表。曲管地温表安置在地面温度表的西边，自东向西按5、10、15、20厘米深度顺次排列，每支表相隔10厘米。5厘米深的曲管地温表与地面最低温度表头部，相距20厘米。安置曲管地温表时，动作应十分轻缓，以免损坏仪器，先在地段中央东西线上挖一条长40厘米

34、，宽2530厘米的斜沟，沟的北壁垂直，但不是正好东西向，而是偏北与东西约成30º角，使得温度表的露出地面部分正好在东西一条线上。小沟挖好后，用尺沿沟壁，量出地温表深度（指球部中央离地面深度）各作一个水平洞穴，洞的大小比温度表的球部稍大，然后将地温表放入坑内，并使球部牢牢地嵌入北壁小洞里，使温度表的表身与地面成45º角，等所有温度表都安装好后，再在沟内填满土，填土应与整个地段一样齐平。每支地温表露出地面部分，应用两根木棒做成支架支柱（不能用铁支架），为了检查地温表安装的深度，在安装前就预先应用红漆在地温表上做出深度标记。为了保护地温场地不被践踏，在温度表的北部安装两块木质踏板

35、。在观测曲管地温表时，应特别注意视线与水银柱顶保持垂直，否则将产生较大的误差。（二）.空气湿度测定1、测湿原理用干、湿球表测定湿度的原理：用两支相同的温度表，其中一支温度表的球部缠有湿润的纱布，称为湿球温度表，另一支用来测定空气温度（ta），称为干球温度表。在未饱和的空气中，由于湿球纱布上的水分不断蒸发，而蒸发所需要的热量来自于湿球本身及流经湿球周围的空气，致使湿球温度（tw）下降。当湿球因蒸发所消耗的热量和从周围空气中获得热量相平衡时，湿球温度就不再继续下降，结果干、湿球温度示度出现了一个差值。这个差值大小，取决于蒸发的快慢程度，而蒸发的快慢又取决于空气的湿度大小以及当时的气压和风速。空气湿

36、度愈小，湿球水分蒸发快，湿球温度降得愈多，干湿球温差就愈大；反之，湿度大，湿球水分蒸发得慢，湿球温度降低的少，干湿球温度差值就小。因此可以利用干湿球温度差来测定空气的湿度。计算空气湿度的基本公式是： ea=esw -AP(ta - tw） 式中：ea-水汽压或绝对湿度。esw-湿球tw时的饱和水汽压，单位：hPa或mb。ta -干球温度，单位：。tw -湿球温度，单位：。A -干湿表系数，它不是一个常数。其值决定于湿球附近的空气流速。P - 当时的大气压力，单位：hPa或mb。在实际工作中，湿度的计算是利用气象常用表第一号（甲种本）进行查算的。2.湿球温度表的使用和观测测定空气湿度的准确度与湿

37、球温度示度是否准确有很大关系，要使湿球示度准确，主要在干湿球表面有良好蒸发和热量交换，这就要求选择吸水性好的纱布及用纯净的蒸馏水来润湿纱布等。测定空气湿度的准确度与湿球温度示度是否准确有很大关系，要使湿球示度准确，主要在干湿球表面有良好蒸发和热量交换，这就要求选择吸水性好的纱布及用纯净的蒸馏水来润湿纱布等。（1）选择吸水性能良好的纱布，一般要求15分钟内至少吸水78厘米。纱布应保持清洁、柔软、无灰尘。一般一周更换一次纱布。如遇大风、沙暴天气，应随时更换纱布，换布时把手洗干净，用清水将表的球部洗净，再把长10厘米左右的纱布在蒸馏水中浸湿，然后把它缠在水银球部，纱布在球部上重叠的部分，不得超过球部

38、表面积的四分之一，再用纱线将球的上部和下部做好活扣扎紧。（2）湿球纱布要用蒸馏水浸湿，不得用河水、泉水。因含有杂质的水湿润纱布会使蒸发量减少，湿球示度偏高，所以规定用蒸馏水。纱布下的水盂，应经常装满水。如因空气过于干燥，纱布吸水不及时，则应在观测前巡视仪器时用水盂将纱布浸湿，以保证观测正常进行。（3）在湿球纱布结冰时，应把水盂从百叶箱内取走，以防冻裂。湿球上纱布应在球部以下23毫米处剪断。由于湿球结冰后，不能再用水盂供水时，在每次观测时均应润湿纱布，这一步称做溶冰。溶冰的方法是：用一杯和室温相同的蒸馏水，将湿球球部全部浸入水杯内，使球部原有冰全溶化。待纱布浸透而全溶化后，将水杯拿走，并仔细地用

39、杯沿将集聚在湿球布头上的水滴除去。溶冰的时间应视当时的天气条件而定。一般湿度小而风速大时，约在观测前20分钟左右进行；湿度正常时，约在观测前30分钟进行。观测时，应在读数前，先看湿球示度是否稳定不变。如果稳定不变，即进行读数，并注意湿球纱布是否结冰，如果观测时湿球已结冰，则在湿球读数右上角记“B”字。如果观测时，湿球示度还在变动时，只读干球，不读湿球，等数分钟后再读一次干湿球读数以算湿度。而气温则以第一次干球读数为准。湿球温度一般比干球温度低或者相等。但在降水、浓雾天气情况下，可能发现湿球比干球温度高的现象，这时应以干球为准，将湿球示度改成与干球温度相等来查算湿度。湿球温度冰面订正值：3、毛发

40、湿度表和自记湿度计人的头发经过脱脂后会随着空气相对湿度变化而有改变长度的特性。实验表明，当相对湿度由0增加到100时，毛发伸长量为原来长度的2.5，但在不同湿度上其伸长量是不均等的。利用这一特性可以制成毛发湿度表和毛发湿度计。（1）毛发湿度表感应部分为单根脱脂的人发，人发的上端固定在架子上部的调整的螺丝上，下端则固定在架子下部的弧钩上，弧钩与一小锤连接，小锤可使毛发拉紧。弧钩和指针固定在同一轴上，指针的尖端在刻度上移动，刻度尺上刻着相对湿度百分数的刻度。当空气中相对湿度大时，毛发伸长，小锤下压，指针向右移动；反之，相对湿度变小时，指针就向左移动。毛发湿度表观测读数时，要使视线垂直于刻度盘，并对

41、准指针的尖端，读取指针所指的数值，只读整数，小数四舍五入。指针超过刻度线100以外，应用外推法读数，利用90100刻度间距，从100推延出去，然后估计读数，照常记录。（2）自记湿度计湿度计是自动记录相对湿度连续变化的仪器。它和温度计一样，构造也分三部分。感应部分也分三部分。感应部分是一束毛发，传递放大部分比较特殊，是采用两次放大的杠杆装置，自记部分（自记钟、纸、笔），与自记温度计相同。湿度计安放在大百叶箱温度计的后方。湿度计的读数方法同温度计，但只取整数，不记小数，当湿度计笔尖100超过时，估计读数，若笔尖超出钟筒，则在记录栏内记“”表示缺测。超出范围较大，需进行调整。湿度计时间记号的方法与换

42、纸方法与温度计相同。湿度计的毛发应保持清洁，切勿用手触摸。毛发上如有雾淞、冰、雪等，就轻敲金属架，使它脱落。如敲不下，只能把湿度计暂时放在室内，使它自然干燥。切勿把仪器接近火炉。放回室内这段时间的记录，作缺测处理。毛发测湿仪器常产生如下一些误差：首先毛发对相对湿度的感应存在着滞后性，试验表明，毛发表的指标常常落后于湿度的实际变化。气温愈低，滞后时间愈长。到40以下，毛发几乎失去感应能力。另外，毛发本身的长度也随温度的变化而胀缩，同时，固定毛发的金属架随温度的升降也有胀缩，这些都是引起毛发测湿误差的原因。4、空气湿度计算和查算方法（1）空气湿度的计算例如，测得百叶箱（自然通风速度0.4m/s）中

43、干球温度ta21.3，湿球温度tw15.2，又测得大气压力p1010hPa ,试计算空气的水汽压（绝对湿度）、相对湿度、饱和差和露点温度。空气湿度的计算公式（3-1）中，不同型号干湿表在一定通风条件下的干湿表系数Ai如下表：干湿表型号Ai×103（1）湿球未结冰湿球结冰通风干湿表（通风速度2.5m/s）0.6620.584球状干湿表（自然通风速度0.4m/s）0.8570.756柱状干湿表（自然通风速度0.4m/s）0.8150.719球状干湿表（自然通风速度0.8m/s）0.79470.7947解：由饱和水汽压公式 es6.11×e （3-2）其中，a=19.7,b=27

44、3,e2.718，是自然指数；气温t的单位为，饱和水汽压es的单位为hPa.计算出tw15.2时，esw17.26 hPa ，取干湿表系数A0.857×103（1），代入（3-1）中可得： ea17.260.000857×1010×（21.315.2） 11.98（hPa ）相对湿度RH(11.98/25.32)×100%47 % 。饱和差d25.3211.9813.34（hPa）。露点温度td9.6（）。（2）空气湿度查算方法在实际观测工作中，若每次都用公式计算，即繁杂又容易产生错误。因此，事先制作查算表来差算。湿度查算表（甲种本）由表1、表2、表3、

45、表4、表5和附表1、2、3、4组成。当测得干球温度ta，湿球温度tw 和大气压力P后，再根据由干湿表型号和流经干湿表球部的气流速度决定的干湿表系数，可从表中差出水汽压（绝对湿度）ea，相对湿度RH和露点温度td。具体的查算方法如下：根据干球温度ta和湿球温度tw，从表2中差取n值；根据n值和本站气压P，从附表2或附表3中差取湿球温度订正值tw；用ta和twtw，从表2中差出水汽压ea，相对湿度RH即露点温度td；根据ta，从附表1中查出饱和水汽压es，计算饱和差desea。例1，在百叶箱（自然通风速度0.4m/s）中测得干球温度ta25.4，湿球温度tw20.1，又测得大气压力p1007.3P

46、a ,试查表给出水汽压（绝对湿度）ea、相对湿度RH、饱和差d和露点温度td。解：在表2的128页上，找到干球温度25.4，再在它的同一栏中找出对应于湿球温度tw20.1的n值，查得n8；在附表3的325页上，以n8，P1007.3 hPa（靠近法取P1010 hPa），查出tw0.5；以干球温度ta25.4，订正后的湿球温度twtw20.10.519.6，在表2的128页上查得水汽压ea18.9 hPa，相对湿度RH58，露点温度td16.6。根据干球温度ta25.4，在附表1得319页上查出饱和水汽压es32.43 hPa，则饱和差d32.4318.913.43（hPa）。例2，用通风干湿

47、表测得ta20.5，tw14.8，此时的气压P1043.2 hPa，求水汽压ea，相对湿度RH，露点温度td和饱和差d。解：在表2的108页上，找到干球温度20.5，再在它的同一栏中找出对应于湿球温度tw14.8的n值，查得n11；在附表2的322页上，以n11，P1043.2 hPa（靠近法取P1040 hPa），查出tw0.1；以干球温度ta20.5，订正后的湿球温度twtw14.80.114.7，在表2的108页上查得水汽压ea12.8hPa，相对湿度RH53，露点温度td10.7。根据干球温度ta20.5，在附表1得319页上查出饱和水汽压es24.10 hPa，则饱和差d24.101

48、2.811.30（hPa）。（注：在实际工作中遇到不同型号的干湿表时，请按湿度查算表中的说明进行湿度查算。）（三）降水量的测量在一定时段内，从云中降落到水平地面上的液态或固态（经融化后）降水，在无渗透、蒸发、流失情况下积聚的水层深度，称为该地该时段内的降水量，单位为毫米。在气象上通常用某一段时间内降水量的多少来划分降水强度。最常用的对降雨的分类方法是按降水量的多少来划分降雨的等级。根据国家气象部门规定的降水量标准，降雨可分为小雨、中雨、大雨、暴雨、大暴雨和特大暴雨六种（见表1）。表1 各类雨的降水量标准（mm）种类 24小时降水量 12小时降水量 小雨 小于10.0 小于5.0 中雨 10.0

49、-24.9 5.0-14.9 大雨 25.0-49.9 15.0-29.9 暴雨 50.0-99.9 30.0-69.9 大暴雨 100.0-249.0 70.0-139.9 特大暴雨 250.0以上 140.0以上 同样，降雪量是指将雪转化成等量的水的深度，与积雪厚度可按照1：15的比例换算。如此计算，97.7毫米降雪量约为1.5米厚的积雪。雪的大小也按降水量分类. 雪可分为小雪，中雪和大雪三类，具体见表2.表2. 各类雪的降水量标准（mm）种类小雪中雪大雪暴雪24小时降水量2.5以下2.6-5.0大于5.012小时降水量1.0以下1.1-3.03.0-5.0大于5.01、雨量器雨量器是用于

50、测量一段时间内累积降水量的仪器。其外壳是金属圆筒分上下两节，上节是一个口径为20厘米的盛水漏斗，为防止雨水溅失，保持器口面积和形状，筒口用坚硬铜质做成内直外斜的刀刃状；下节筒内放一个储水瓶用来收集雨水。测量时，将雨水倒入特制的雨量杯内读取降水量毫米数。降雪季节将储水瓶取出，换上不带漏斗的筒口，雪花可直接收集在雨量筒内，待雪融化后再读数，也可将雪秤出重量然后根据筒口面积换算成毫米数。雨量器安装在观测场内的安置地点，距地面高度为70厘米。每天20时测定1次。遇强降水进行加密观测。2、翻斗式雨量计 翻斗式雨量计是连续记录降水量随时间变化和测量累积降水量的有线遥测仪器。分感应器和记录器两部分，其间用电

51、缆连接。感应器用翻斗测量，它是用中间隔板间开的两个完全对称的三角形容器，中隔板可绕水平轴转动，从而使两侧容器轮流接水，当一侧容器装满一定量雨水时（0.1毫米），由于重心外移而翻转，将水倒出，随着降雨持续，将使翻斗左右翻转，接触开关将翻斗翻转次数变成电信号，送到记录器，在累积计数器和自记钟上读出降水资料。（四）蒸发量的观测：观测一定时间内蒸发量的多少用蒸发皿。水由液态或固态转变成汽态，逸入大气中的过程称为蒸发。观测一定面积的水面在一段时间间隔内因蒸发减少的水层深度来确定蒸发量大小，单位为毫米。小型蒸发器是口径为20厘米，高约10厘米的金属圆盆，盆口成刀刃状，器旁有一倒水小咀。为防止鸟兽饮水，器口

52、上部套一个向外张成喇叭状的金属丝网圈。测量时，将仪器放在架子上，器口离地70厘米，每日放入定量清水，隔24小时后，用量杯测量剩余水量，所减少的水量即为蒸发量。大型蒸发桶是一个器口面积为0.3平方米的圆柱形桶，桶底中心装一直管，直管上端装有测针座和水面指示针，桶体埋入地中，桶口略高于地面。每天20时观测，将测针插入测针座，读取水面高度，根据每天水位变化与降水量计算蒸发量。观测和记录：每天20时进行观测，测量前一天20时注入的20毫米清水（即今日原量）经24小时蒸发剩余的水量记入观测簿余量栏，蒸发量以毫米为单位，取小数一位。观测结束后倒掉余量，重新量取20毫米（干燥地区和干燥季节须量取30毫米）清

53、水注入蒸发器内，并记入次日原量栏。蒸发量计算式如下：蒸发量 = 原量 + 降水量 - 余量蒸发器内的水量全部蒸发完时，记为>20.0（如原量为30.0毫米，记为>30.0）。此种情况应避免发生，平时要注意蒸发状况，增加原量。四、作业写出观测温度、湿度、降雨量、蒸发量的方法。实验三 温度资料统计（2学时）一、目的要求掌握温度的资料统计项目，并能够独立计算这些项目。二、仪器资料计算器、铅笔、白纸、基本气象资料表1、表2、表3、表4。表1 吉林市某年某月气温记录表日期定时观测气温（）281420合计平均最高最低11.882.272.872.302.931.7721.992.282.512.122.821.8731.632.222.