石大气象学与气候学实验指导

气象学与气候学实验指导实验一地面观测场的建立教学目的：掌握观测场建立的标准和要求，场内仪器布置原则实验仪器：普通温度表、最高温度表、最低温度表、自计温度计、百叶箱、地面温度表、直管地温表等。课时：1课时教学过程：一、地面气象观测场建立的目的和观测项目及观测的特点1、目的：地面气象观测是用气象仪器对近地面层的物理现象及其变化过程进行测定；用肉眼对大气的一些现象如云、光、电进行观测，为天气预报、气候分析和科学研究提供气象情报和积累基本资料。2、项目：气压、气温、湿度、降水、风向风速、积雪、蒸发、云、天气现象、能见度、日照、地温、冻土等。3、特点：代表性、准确性、比较性。二、观测场的选择地面气象观测的主要项目都是在观测场内进行通过各种仪器进行的，观测场的选择是否适宜，对观测资料的代表性、准确性和比较性影响较大。1、应选在能代表大范围天气、气候的地点；2、要建在平坦空旷、四周无高大建筑物、水体和森林的地方；3、场内地面水平、无洞穴、坑洼和突起；4、场内铺植浅草（20CM为宜），土壤保持当地结构特征。5、观测场地不宜过小，否则场内仪器安装难以保持一定距离，容易相互遮挡，影响通风。一般为25*25或20*16，中学气象园的面积可视实际情况和观测项目的多少而定，但不得小于5*4。另外，场地四边东西南北方向一致，周边为铁丝网、铁栅栏或竹木围档，决不能用砖石砌墙。三、仪器布置的原则：1、保持一定距离，互不影响；2、仪器布置北高南低；3、常用仪器在中央小路附近；4、观测场门开向北面；5、大、小百叶箱内温度表、温、湿度计安置的高度规定为距地面1.5M，雨量筒、雨量器和蒸发皿的高度以距地面70CM为宜，安置日照仪的地方地形开阔，东西无障碍，风向风速仪的高度不低于10M。四、观测方位：1、罗盘法；2、太阳高度法五、观测时间及顺序：地面观测分定时和不定时观测2种。1、观测时间为北京时间：02、08、14、20时；中学气象园可进行3次观测：08、14、20。为不影响正常教学，也可提前1小时进行。2、观测程序：短时间内变化不大的如云、能见度安排在前，变化快的则尽可能正点观测，尤其是气压，需要在接近正点的第56-58分钟观测，具体见下表：时间2、8、14、2081420日落后项目云、能见度、天气现象、气温、湿度、风、气压、作自记时间记号，0-40厘米地温。降水、冻土、雪深、雪压、最低气温。80-320厘米地温、换气压、温湿度自记纸。降水、蒸发、最高、最低气温、最高、最低地温，并调整。日照计换纸。气象要素均以北京时20时为界，自记则以北京时24时为日界。六、实习报告：设计中学气象园。要求：面积为20*16实验二空气温度、湿度观测目的要求：熟悉观测温度、湿度的仪器；理解其构造原理，掌握观测温、湿度的方法；理解湿度查算方法。实验仪器：最高温度表、最低温度表、干球温度表、湿球温度表、通风干湿表、双金属温度计、毛发湿度计、湿度计。实习课时：2课时。教学内容与过程：1、双金属温度计、最高、最低温度表构造及测温原理；2、通风干湿表测湿；3、毛发湿度计测湿；4、毛发湿度表测湿；实习要求：课后写出实习报告实验三气压、风的观测目的要求：通过实习，使学生了解气压表盒气压计的构造原理，掌握气压观测方法和数据订正方法以及风向、风速的观测方法。实验仪器：动槽式水银气压表、空盒气压表、自计气压计；电接风向风速计，轻便风向风速计。实习课时：2课时。教学过程一、气压（一）、水银气压表—动漕式水银气压表1、气压表测压原理2、气压观测3、观测站气压订正（器差订正、温度订正、重力订正）（二）空盒气压表1、结构2、示数订正（刻度订正、温度订正、补充订正）（三）气压计构造连续记录示数订正二、风的观测（一）风向---风的来向。（二）仪器1、电接风向风速计测风2、三杯轻便风向风速计测风3、目测风向风力实习报告要求写出实验步骤、实习主要内容以及实习结论实习四蒸发、降水的观测目的要求：初步掌握降水、蒸发仪器的使用、观测、记录方法。实验仪器：雨量筒、雨量杯、虹吸式雨量计、小型蒸发皿。实验学时：1课时教学过程一、降水观测雨量器的构造与使用（二）虹吸式雨量计二、蒸发观测蒸发量的计算公式：蒸发量=原量-余量若有降水，公式作如下修改：蒸发量=原量+降水量-余量。实习报告：要求写出观测步骤，实习结论分析。实验五云、日照的观测实验目的：了解各云层及其类别的特征，初步掌握云状判别、云量、云高的观测与记录方法。实验仪器《中国云图》一书、暗色眼镜。实习学时2课时教学过程一、云的观测1、判断云状首先是对全天所有云进行分析，确定层次和云状间的相互关系，及其在天空分布等情况；其次连续观测。确定云状：三大类云（注意特殊云状的云）2、估计云量将天空分为10份，以云遮蔽天空的成数为准，记录方法：云占1/10，则记为1，依次类推。3、目测云高经验。二、日照观测仪器设备-暗筒式日照计换纸方法。实习报告要求掌握云图使用方法，区别不同类型的云，学会云的描述记录方法，掌握日照计的使用。实验六简易天气图分析与绘制目的要求：掌握地面天气图绘制原则、方法，绘制地面天气图实习仪器：天气图底图、当地典型天气图教学过程一、地面天气图绘制原则与要求1、同一条等压线上，各地气压值均相等；2、等压线不能相交、分支、中断；等压线一侧的数值必须高于或低于另一侧的数值；在两个高值区或低值区之间，必须有2条相临的等压线且数值相等。并且这2条等压线的数值在2个最高值区之间是最低值，在2个低值区之间是最高值。等压线一律用黑色实线绘制，每隔2.5HP划1根，同一张图，间隔必须相同。等压线必须到边，否则应闭合，在闭合等压线上端开口，标注气压值，非闭合等压线两端标值。等压线划好后，应在低值中心用红笔标注“低“或”“D”，高值中心用蓝笔标注“高”或“G”，台风中心用红笔标注“台”或“”，并在下方注明气压值。等压线穿过锋面时，应有明显的折角，应尽量避免等压线相互平行而又相距太近。绘制等压线时，应尽可能参考风的记录。二、地面天气图绘制实习要求根据天气底图，绘制出地面天气图。实验七地面自动气象观测*实验目的：掌握地面自动气象观测站的原理、方法，采取室外手动观测与室内计算机处理数据相对比的方法，验证观测数据的准确性。仪器设备：地面自动气象站、气象园地常用仪器设备。实习学时：8课时。教学过程一、室外常规观测分组进行。室内计算机数据处理实验八区域气候统计实习目的：1、通过对不同下垫面情况下气象要素的观测及对观测数据的统计分析，认识小气候的差异，加深对小气候概念和特点的理解；2、加深对气象要素观测能力的培养；3、加强对气象资料统计分析能力的培养。仪器设备：气象观测常规仪器。实习课时：8课时教学过程一、观测实习：