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气象与气候学教学实习

气温观察地温观察

湿度观察气压观察风观察

1/54一地面气象观察介绍

2/54国家级－地面基准站省级台站地方台站自动台站－加密气象台站网络3/54（一）观察场：（1）观察场普通为25mX25m平整场地。（2）测定观察场经纬度和海拔高度，数据刻在厂内固定标志上；（3）观察场四面普通建立1.2m高稀疏围栏，场地平整，草高不超出20cm，门普通开在北面；（4）保持观察场地自然状态，人员只准走小路；（5）观察场防雷设施必须符合气象行业要求防雷技术标准。4/545/54（二）观察场仪器设施布置（1）互不影响，便于操作；（2）高仪器安置在北面，低在南面；（3）各类仪器东西排列成行。南北成列，相互间东西间隔大于4m，南北大于3m；（4）仪器安置在紧靠东西向小路南面，观察员从北面靠近仪器；6/547/54（三）场内仪器安置（1）百叶箱内温度表安置高度为1.5m（贴地层小气候与一般气候分界高度）；（2）雨量器安置高度70cm；（3）测风仪器距地面10m以上；（4）曲管地温表（浅层地温传感器）深度5、10、15、20cm，倾斜角450；（5）直管地温表（深层地温传感器）40、80、160、320cm（四）观察种类、时间、次数和项目（1）观察方式：人工观察和自动观察；（2）观察时间：自动观察天天进行二十四小时定时观察；人工观察天天4次观察，时间为：02、08、14、20；8/54（3）观察项目：

表1定时自动观察项目时间每小时（北京时）20时每小时（地平时）24时观察项目气压、气温、湿度、日蒸发量辐射风向、风速、日照时数地温及其极值和出现时间、时降水量、蒸发量

表2定时人工观察项目时间02、08、14、2008时14时20时日落后观察项目云、能见度、气压降水量80～320cm地温降水量日日照时数气温、湿度、风向冻土蒸发量风速、0～40cm地温雪深、雪压最高、最低气温最高、最低地面温度

9/54人工观察系统

自记观察系统

自动观察系统观察系统10/54人工观察系统11/54自记观察系统12/5413/54自动观察系统14/5415/54二、空气温度观察16/54

惯用温度表：以水银或酒精为感应液玻璃液体温度表水银和酒精都含有比较显著热胀冷缩特征。水银和酒精相比较，含有导热快，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温度表灵敏度和准确度都较高。不过因为水银冰点比酒精高（－38.9℃），测定低温不宜，而酒精冰点低（－117.3℃），用来测定低温比很好。

17/542几个液体温度表（1）普通温度表（干湿球温度表）：水银温度表。（2）最高温度表：水银温度表（沸点高，冰点高：356.9~38.9℃。）（3）最低温度表：酒精温度表（冰点低：－117.3℃）18/5419/54（4）自动双金属温度计：

1）感应部分（双金属片），两片膨胀系数不一样金属片焊接在一起组成，当温度改变时，金属片膨胀不一样而发生弯曲，因而表示温度发生改变。

2）传达放大部分，感应部分改变是很小，所以必须利用杠杆传达和放大；

3）自记部分，自记钟，自己纸和自己笔。测量精度低于干球温度表，误差在0.5℃左右，所以需进行订正（参考干球温度表）20/5421/544温度表观察：（1）观察程序：先读干球，后读湿球。统计后复读干湿球，然后读最高、最低温度表，复读，统计后，调整最高、最低温度表，放回最高温度表时，先放球部，后放头部。（2）观察注意事项：

1）熟悉仪器刻度。温度观察要求统计到0.1℃；

2）防止视差。视线与水银柱顶端在同一平面内。

3）动作快速。温度表感应快，读数要快速。先读小数，后读整数，不要对着温度表呼吸。

4）复读。为了预防产生5～10°误差。22/54

三、地面温度观察

1观察项目：不一样土壤温度观察地面（0cm,最高和最低温度），浅层温度：5、10、15、20cm

深层温度：40、80、160、320cm2观察仪器：地面温度表，地面最低温度表和地面最高温度表；浅层用曲管地温表；深层用直管地温表。23/54普通地温表最高温度表地面温度表浅层地温表5cm，10cm，15cm，20cm5－6cm20cm10cm24/54直管地温表：40cm，80cm，160cm，320cm深层地温观察50cm间隔25/5426/54四、空气湿度观察空气湿度通惯用水汽压、绝对湿度、饱和差、露点温度表示。湿度观察方法有两种：干、湿球温度表测湿法和毛发湿度表测湿法。1干湿球温度表27/54（1）测湿原理空气中水汽未抵达饱和时，湿球纱布上水分不停蒸发，湿球温度下降直到抵达平衡；当湿球因蒸发所消耗热量和从周围空气中取得热量相平衡时，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。干湿球温度差值大小取决于空气湿度，差值越大，湿度越小；湿球蒸发快慢与气压和风速也相关系。气压越高，风速越小，蒸发越慢，反之越快。28/5429/54（2）干湿球温度测定。读取干湿球温度表示度。注意湿球纱布必须保持湿润，用纯净水和脱脂纱布。（3）湿度查算利用第一号湿度查算表查算各种湿度。

t′表示湿球温度，t表示干球温度

e表示绝对湿度（空气中水汽质量），

r表示相对湿度（空气中实际水汽压与饱和水汽压比值），

d表示饱和差（饱和水汽压与实际水汽压之差）；

n值代表当本站气压不在标准大气压1000hpa时用来订正湿球温度；30/542通风式干湿表（1）测湿原理：可用于野外。球部由双层金属管保护，金属套之间有空气流通。起隔绝热量作用。另外还有通风装置，使外部自由大气不停流过球部。（2）观察与湿度查算：先挂好仪器，用滴管湿润球部纱布。上好风扇发条通风。4～5分钟温度稳定后读数。观察读数时从下风向靠近仪器。当风速大于4m/s，用防风罩套在风扇向风面缝隙上，罩开口部分顺着风扇旋转方向。查算方法与上述同。31/543毛发湿度表：毛发、指针、刻度等组成。依据毛发随相对湿度改变而改变原理测定相对湿度。毛发湿度表读数要与干湿球温度表读数对照，制成订正表进行订正和统计。仪器精度较差，在气温－10℃才使用。4湿度计：结构与温度计相同，只是感应部分是一束脱脂毛发。

32/54五、气压观察1气压表结构和原理（1）水银气压表：基本原理：依据水银柱重量和大气压力相平衡原理来测定气压。（2）空盒气压表：轻便野外观察仪器；感应部分是一个富有弹性圆形空盒，空盒近似真空；机械部分杠杆盒簧片含有放大作用，当气压增大时，盒面受压下凹，压力减小时，盒面弹起，气压改变引发空盒起伏运动，经过杠杆至指针，指示气压高低。33/54六、风观察34/54

空气运动产生气流称为风。风向和风速表示。风向指风来向，用16方位法。风速是单位时间空气移动水平距离，以m/s单位。35/54（1）电接风向风速计：由感应器、指示器和统计器三部组成；感应器安装在室外10－12m高杆子上；指示器和统计器置于室内，用电缆连接；感应器分风速表和风向标两部分；风速表由风杯和小发电机组成，风杯在风力作用下旋转时，带动小发电机旋转产生电流。风向标测定风向，头部为平衡锤，尾部为风向尾叶。当风标头部正指风来向时，风尾两侧受风力相等，因而停顿转动，风标头部平衡锤指方向就是风来向。36/54（2）观察方法：

1)风速观察，是把风速电表下面扳键开关向下扳，读0－20m/s标尺为小风速情况下，开关向上扳，读0－40m/s标尺。普通观察两分钟，取指针摆动平均位置读数。

2)风向观察，将八灯盘下面扳键开关向上扳，会有一个或两个灯泡亮，可读取这一瞬时风向，观察2分钟灯泡经常发亮风向即为最多风向。（3）目测风力风向：气象中惯用风力等级表示风速大小。风力分为13级，最小0级，最大12级。目测风向普通依据炊烟方向。旗子方向及其人体感觉等方法，按八个方位预计。先预计风力等级再换算成相当风速。37/54风向38/54风力等级地面征象相当风速米/秒千米/小时0级无风烟往上冲，水面无波，树枝不动0－0.211级软风若而无力，烟随风倒，风标不动0.3-1.51-52级轻风人有感觉，树叶微响，风标转动1.6-3.36-113级微风树叶摇摆，旌旗招展，水面波动3.4-5.412-194级和风树枝摇动，灰尘四起，纸张高飞5.5-7.920-285级清风小树摇摆，水面波纹荡漾8.0-10.729-386级强风大树摇动，吹响电线，撑伞困难10.8-13.839-497级劲风全树摇荡，迎风难行，水起波浪13.9-17.150-618级大风折断微枝，波涛汹涌17.2-20.761-749级烈风小屋受损，房瓦移动20.8-24.475-8810

24.5-28.4

11

28.5-32.6

12

>32.6

目测风力等级表

树木吹倒，普通建筑物损坏大树被吹倒，普通建筑物严重破坏陆上少见，摧毁力极大39/54七、降水，蒸发观察

1降水观察：降水量是以降落到地面上雨、雪等融化后，未经蒸发、渗透流失而积聚深度来确定，以毫米为单位取小数一位。降水量普通用雨量器测定，也可用自记仪器（雨量计）测定。（1）

雨量器安装：雨量器金属圆筒，筒口直径20cm，包含接水漏斗口、储水瓶和外套管和专用雨量杯。雨量器安装在平坦空阔之地，器口离地面70cm高，周围障碍物不得影响雨水搜集，器口安置水平。（2）

降水观察与统计：每日8时和20时量取降水量。用雨量杯量测。雨量杯是特制玻璃杯，口径20cm雨量器配置是口径4cm特征玻璃杯。杯上每隔2.5mm刻成一格代表0.1mm降水量。40/5441/5442/5443/542蒸发观察：因为蒸发而消耗水量称蒸发量。测定一定口径蒸发器中水，因蒸发而降低深度为蒸发量，用毫米为单位，取小数一位。（1）

小型蒸发器：高10cm，口径20cm铜制园盆。安置在平坦空阔之地，终日受到阳光照射，器口离地面70cm，口缘水平。（2）

蒸发观察与统计：每日20时用雨量杯盛清水20mm，倒入蒸发器经二十四小时，用雨量杯量测所失掉水量为某日蒸发量。若有降水加上降水量，则蒸发量＝原量（20mm）＋降水量－余量44/5445/54

八、气候资料统计

1基本气候指标:1）平均值：算术平均值，月均气温、月均降水量、年均蒸发量

滑动平均值，研究气候长久改变惯用十年滑动平均值显示气候要素演变规律。如计算某地降水平均值：将起始年1873年到第十年1882年降水取算术平均值，再计算第二年1874年到第十一年1883年平均值，依这类推，求出全部十年平均值，得出近百年来降水十年滑动平均值。改变规律表现出来。

2）

众数：一系列数据中出现频数最多数值，代表大多数情况，如风向。中位数：数据大小排列后位于中间数。

46/542极值和较差:1)极值：分绝对极值和平均极值。如，月最高气温、最低气温实际观察值即为决对极值；月中每日最高气温平均值为平均极值。

2）较差：表示变动范围。同一时期内最大值和最小值之差称较差，如气温日较差，月较差；平均最大和平均最小值之差称平均较差。

例：南京1997年每日最高气温：34.6,31.0,38,35.8,36,35.5,34.8,31,32.5,30,36,36.4,37.0,36.0,36.4,36.8,36.2,37.5,35.2,32.5,3