仪器与观测方法指南复习点讲解

应元件的四周，使其保持着一层均匀的水套，水可以直接注入或者以毛细管方式从贮水器中引出。棉纱布或湿球布套上有任何污染均应予以更换。低于冰点时干湿表很难操作，但是，在遇到这种情况时仍需使用干湿表。当稳球温度低于0摄氏度时棉纱布就不能以其毛细作用将水从贮水器引送到湿球纱布套上。当湿球被冰膜或过冷却水裹住时，可分别使用各自不同的查算表。干湿表方法的误差来源（a）温度表的示值误差：在干湿表方法的测量中，非常重要的一点就是要知道温度表在其实际的测温范围内的示值误差，以便在应用湿度查算表之前可以将所有读数予以修正。（b）温度表的滞后系数；（c）与通风有关的误差；（d）由于湿球上有过量的冰壳而引起的误差；（e）由于湿球纱布套受污染或用了不纯净的水而引起的误差；f）因温度表表身对湿球球部的热传导而引起的误差。观测步骤可总结如下：（a）润湿湿球；（b）给通风器上发条（或启动电机）；（c）等2—3分钟或者等到湿球读数趋稳时；（d）读干球温度表；（e）读湿球温度表；（f）检查干球温度表的读数。校准通风系统必须定期检查。温度表的校准也要定期检查。一个良好的湿度计应能在3分钟内指示出温度突然变化量的90%。最常用的毛发仪器是毛发湿度计。空气中的湿度变化是很快的，固此，在毛发湿度计上做时间记号是很重要的，做记号时只能使笔杆向降低湿度的方向拨动。这样做可以使毛发得以松弛。记录笔不能回到原来的位置上，那就证明已受到滞差的作用。毛发湿度计在干燥空气中放置很久，也会引起零位变化，但若将仪器在饱和的大气中放置足够长的时间后，这种变化就会消除。稳定状态下可采用干湿表与之进行比对。准确的校准只有在采用环境实验箱并与标准仪器比对的条件下进行。电容湿度表这种湿度表传感器的主要部分是夹在两个电极之间的聚合物膜所构成的电容器。用于自动气象站。校准野外校准。饱和盐类液广泛应用于湿度测量中。安全使用。仪器应当送到经过人证的实验室进行校准，并给出仪器全量程的不确定度。这种校准必须直接与基准溯源，并在合适的时间间隔内进行再校准。饱和盐类溶液盛有各种合适的盐类饱和溶液的器皿可以用于检定相对湿度测量传感器。溶液表面的面积必须比传感器的面积大，溶液上方的空气应是封闭的，以便较快地达到平衡；被测试传感器的插入部分应当是气密的。多数的盐类都有较明显的温度系数，所以，装溶液的器皿必须保持恒温并测量其温度。使用盐类饱和溶液必须小心谨慎。凡是接触溶液的人员都应知道盐类溶液的毒性和腐蚀性。虽然使用盐类饱和溶液可以为一些相对湿度传感器的调整提供简单方法，但是这种发放还不能作为是对传感器的溯源性检定。相对湿度（公式第84页）通常，地面风用风标和风杯（或螺旋桨）测风表来测量。对于风速传感器，可以达到的且又令人满意的特征是：量程：（数字第88页）线性：（数字第88页）响应长度：2〜5m对于风向标分辨率：3度（即：角编码器7bit）坚持大约3s的阵风相当于在强风条件下50-100m的“风程”（即持续时间乘以风速的平均值），这就足够把普通大小的建筑结构加以席卷并使之暴露在可能的破坏性阵风的完全载荷之中。只有在风洞中才有可能对风杯风速表、螺旋桨风速表和风向标进行全面有效的校准。风洞实验对特殊项目或新型仪器的型式实验都是很有用的。降水的单位是长度单位。对液态降水通常以毫米为单位雨量器是测量降水最常用的仪器。降水的点测量结果是进行区域分析的基本数据源。选择测雨区内降水站的位置很重要。这是因为雨量器的场地位置和雨量器的数量决定了其测量结果对该地区真实降水量具有很大程度的代表性问题。校准还包括对量筒或量尺的容量值检查。对大多数雨量器的数据调整的一般模式采用以下形式：式第100页）降水量自动记录比人工观测有更好的时间分辨率，而且也能减少蒸发和沾湿误差。翻斗式雨量计。翻斗式雨量计使用于降雨率和降雨累计总量的测定，降雨率的测定可达200mm每小时甚至更高。翻斗式雨量计适合于数字化方法，对自动天气站特别方便。大雨时翻斗翻转的水损失，虽能减少但无法根除。通常设计的翻斗，其暴露的水面于其容积相比较大，导致水分蒸发的损失明显，特别是在炎热地区。在毛毛细雨或很小的情形下，记录的不连续性无法提供满意的数据，特别是降雨起止时间无法准确界定。雨水可能附着于斗壁和斗边上，导致斗内残存水，翻转动作就需要克服这额外重量。从漏斗流入承水斗的水流可能导致略高的读数。由于雨量计的水平状态未调整好，一起极易产生摩擦和使斗处于非正常平衡状态。冷冻降水形成的积冰称为雨凇，这种形态的冰最具破坏性。降雪深度。在开阔地上的新雪深度用有刻度的直尺或标尺作直接测量。在出现大面积吹雪的地方，需要作很多次的测量以得到有代表性的深度。辐射测量用于以下目的：（a）研究地球——大气系统中的能量转换及其随时间和空间的变化；（b）分析大气成分中诸如气溶胶、水汽、臭氧等的特性和分布；（c）研究放射、出射和净辐射的分布和变化；（d）满足生物学、医学、农业、建筑业和工业对辐射的需要；（e）卫星辐射测量和算法的检验。按照辐射来源可把辐射量分为两类，即太阳辐射和地球辐射。因为太阳辐射和地球辐射的光谱分布重叠很少。所以在测量和计算中经常把他们分别处理。气象学把这两种辐射的总和称作全辐射。波长短于400nm的辐射称作紫外辐射，而长于800nm的称作红外辐射。直接太阳辐射用直接辐射表来测量。通常有一瞄准装置，当接受表面正确地垂直于太阳直射光束时，瞄准装置中有一小光点正落在目标靶中心的标志上。连续不断的测量就应当使用自动跟踪太阳装置。国际直接辐射表比对所采取的方法使用下面的公式（公式第118页）太阳辐照度测量值的准确度很大程度上依赖于电流测量装置的性能。直接辐射表的校准。除绝对直接辐射表外，所有直接辐射表都需要通过与绝对直接辐射表的比对进行校准，校准时都用太阳作为辐射源。绝对直接辐射表也必须使用一个与世界标准组比对后定出的系数。用直接辐射表或太阳光度计进行连续记录时，需要防雨、雪等。例如，通常用石英制作的光学窗置于仪器的前端。必须注意保证这样的光学窗的清洁。水平表面从2口球面度立体角接受的太阳辐射，称为总辐射。用太阳作为辐射源，与标准直接辐射表比对，此时总辐射表应有一可移动的遮光盘。用太阳作为辐射源，在其他的自然的暴露状态下（例如，均匀的多云天空），与标准总辐射表比对。遮挡的与不遮挡的总辐射表输出之间的差，就是直接辐射表测量得直接太阳辐射的垂直分量S在水平面上的投影。式第123页）用标准总辐射表进行比对。都可用来计算（公式第123页）安装总辐射表的位置必须选择在其感应元件的平面以上无任何障碍物的地方。台座或平台必须足够坚固，以确保仪器不受剧烈振动并且不会改变仪器接受表面的水平状态，特别是在有大风的时候。使用有屏蔽的电缆。测量散射辐射时的总辐射表的安装。为了单独测量和记录天空辐射，必须借助于一遮光装置把太阳直接辐射从传感器上遮蔽。测量反射辐射的总辐射表的安装。在地面以上的高度应为1〜2m。夏季，地面应为短草所覆全辐射表的传感器在0.3-100微米的整个波长范围内必须有平直的灵敏度特性。用来测量全辐射的仪器有一个问题是，没有任何吸收体能在所考虑的如此宽的波长范围中具有完全一样的灵敏度。热敏传感器一直是唯一用于全辐射通量测量的传感器。全辐射表和净全辐射表的短波辐射校准可以用太阳和天空作辐射源校准总辐射表的相同方法。净全辐射表的对称性要定期地检验，这可在现场翻转仪器或用配对的仪器并注意其输出是否有任何差别。全辐射表和地球辐射表的安装。全辐射表和地球辐射表一般安装在没有障碍物的场地，或者至少在1年中太阳高度角较低的任何时间里、在任何方向上不应有张角大于5度的障碍物。记录系统的零点漂移。这一点，对于全辐射表比对于总辐射表更为重要，全辐射表可出现负值。总辐射表在夜间的日射输入可假设为零值。白昼条件下的长波辐射时，可以从全辐射表的读数中减去总辐射表的输出。由于太阳紫外辐射对环境和人类健康的影响，以及由于臭氧的衰减引起地球表面UV—B辐射的增强，所以需要对太阳紫外辐射进行测量。UV—B定义为在280nm至315nm内的波段，它具有对生物活性，在地球表面它的强度取决于大气臭氧柱，在一定程度上取决于波长。常用来表示其生物活性强度的是它的红斑