气象观测综合实验指导书(2015版)(共19页).docx

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1、精选优质文档-倾情为你奉上气象观测综合实验（2015版）大气科学学院教研室编写2015年1月实验一 地面气象观测场一、实验目的掌握气象观测场选择的基本原则和观测场内仪器布置原则二、观测场对周围环境条件的要求 气象站站址的选择必须符合观测技术上的要求，同时也应考虑服务和生活的方便。(1) 观测场是取得地面气象资料的主要场所，地点应设在能较好地反映本地较大范围的气象要素特点的地方，避免局部地形的影响。观测场四周必须空旷平坦，避免建在陡坡、洼地或邻近有丛林、铁路、公路、工矿、烟囱、高大建筑物的地方。避开地方性雾、烟等大气污染严重的地方。 观测场四周障碍物的影子应不会投射到日照和辐射观测仪器的受光面上

2、，在日出日落方向障碍物的高度角不超过5，附近没有反射阳光强的物体。(2) 在城市或工矿区，观测场应选择在城市或工矿区最多风向的上风方。(3) 观测场的周围环境应符合中华人民共和国气象法和国务院颁布的有关气象观测环境保护法规、规定的要求。(4) 各级气象部门应注意保护气象站的观测环境。(5) 气象站周围观测环境发生变化后要进行详细记录。新建、迁移观测场或观测场四周的障碍物发生明显变化时，应以观测场中心为准测定四周各障碍物的方位角和高度角，绘制地平圈障碍物遮蔽图。(6) 无人值守气象站和机动气象观测站的环境条件可根据设站的目的自行掌握。二、观测场(1) 观测场一般为与周围大部分地区的自然地理条件相

3、同的25米25米的平整场地；确因条件限制，也可取16米（东西向）20米（南北向），高山站、海岛站、无人站不受此限；需要安装辐射仪器的台站，可将观测场南边缘向南扩展10米。(2) 要测定观测场的经纬度（精确到分）和拔海高度（精确到0.1米），其数据刻在石桩上，埋设在观测场内的适当位置。(3) 观测场四周一般设置约1.2米高的稀疏围栏，围栏所用材料不宜反光太强。场地应平整，保持有均匀草层（不长草的地区例外），草高不能超过20厘米。对草层的养护，不能对观测记录造成影响。场内不准种植作物。(4) 为保持观测场地自然状态，场内铺设0.3-0.5米宽的小路（不用沥青铺面），只准在小路上行走。有积雪时，除小

4、路上的积雪可以清除外，应保护场地积雪的自然状态。(5) 根据场内仪器布设位置和线缆铺设需要，在小路下修建电缆沟或埋设电缆管，用以铺设仪器设备线缆和电源电缆。电缆沟（管）应做到防水、防鼠，并便于铺设和维护。(6) 观测场的防雷必须符合气象台（站）防雷技术规范（QX4-2000）的要求。三、观测场内仪器设施的布置观测场内仪器设施的布置要注意互不影响，便于观测操作。具体要求：(1) 高的仪器设施安置在北边，低的仪器设施安置在南边；(2) 各仪器设施东西排列成行，南北布设成列，相互间东西间隔不小于4米，南北间隔不小于3米，仪器距观测场边缘护栏不小于3米；(3) 观测场围栏的门一般开在北边，仪器设备紧靠

5、东西向小路南侧安设，观测员应从北面接近观测仪器；(4) 辐射观测仪器一般安装在观测场南边，观测仪器感应面不能受任何障碍物影响。因条件 限制不能安装在观测场内时，总辐射、直接辐射、散射辐射、以及日照观测仪器可安装在天空条件符合要求的屋顶平台上，反射辐射和净全辐射观测仪器安装在符合条件的有代表性下垫面的地方。 观测场内仪器设施的布置可参考图2-1，仪器设备安装和维护、检查按表2-1的要求进行。 北回归线以南的地面气象观测站观测场内设施的布置要考虑太阳位置的变化进行灵活掌握，使观测员的观测活动尽量观测记录的代表性和准确性。四、站址迁移及对比观测要求 (1) 基准站、基本站和辐射站站址的迁移必须报国务

6、院气象主管机构审批；一般站站址的迁移必须报省级气象主管机构审批，并报国务院气象主管机构备案。(2) 为取得全年完整的观测资料，在旧站址的观测记录应持续到12月31日，新站址的正式观测记录应从1月1日开始。 (3) 为了解站址迁移前后观测资料序列的非均一性程度，提供正确使用迁站前后观测资料的依据，凡新旧两地水平距离超过2000米、或海拔高度差在100米以上、或地形环境有明显差异者，迁站时须在新旧站址同时进行对比观测。对比观测可在迁站前进行，也可在迁站后进行。 (4) 对比观测项目为气温（包括最高、最低）、湿度、风向、风速、深层地温（无深层地温观测任务的站不需进行）。 对比观测的时间，基准站为1年

7、12个月；其他气象站为1、4、7三个月，也可安排为7、10、1三个月。每天进行对比观测的时次为02、08、14、20时（80cm、160cm、320cm等层的地温仅在14时）四个时次，02时可用自记记录代替。 (5) 对比观测资料应统计整理成月报表，并上报存档。 五、观测记录的注意事项：观测记录的内容要认真、仔细、清晰地填写。在观测进行中，观测人员要注意观测值得相互比较，判断其合理性。如发现可疑的数据，须认真核对和寻找原因，加以注明。但应注意，只要观测到的是实际情况，仪器和环境没有发生异常变动，绝对不可以任意改变观测值。如有改动，原观测值亦必须保留，并在备注栏中加以说明。当一次观测结束时，要认

8、真及时自审记录是否有漏测或不合理处，以便进行补救。并及时整理完成观测记录表格中初步统计项目。六、实验作业观测记录时应该注意哪些问题？比较感兴趣哪种气象要素的观测，为什么？表1 气象观测场仪器安装要求表仪 器 要 求 与 允 许 误 差 范 围 基 准 部 位 干湿球温度表 高度1.5m 5 cm 感应部分中心 最高温度表 高度1.53m 5 cm 感应部分中心 最低温度表 高度1.52m 5 cm 感应部分中心 温度计 高度1.5m 5 cm 感应部分中部 湿度计 在温度计上层横隔板上 毛发湿度表 上部固定在温度表支架上横梁上 温湿度传感器 高度1.5m 5 cm 感应部分中部 雨量器 高度7

9、0厘cm 3 cm 口缘 虹吸雨量计 仪器自身高度 翻斗式遥测雨量计 仪器自身高度 雨量传感器 高度不得低于70cm 口缘 小型蒸发器 高度70cm 3 cm 口缘 E-601B型蒸发器（传感器） 高度30cm 1 cm 口缘 地面温度表（传感器） 感应部分和表身埋入土中一半 感应部分中心 草面温度传感器 草内离地面6cm 1 cm 感应部分中心 地面最高、最低温度表 感应部分和表身埋入土中一半 感应部分中心 曲管地温表（浅层地温传感器） 深度5、10、15、20 cm 1 cm 倾斜角45 5 感应部分中心 直管地温表（深层地温传感器） 深度40、80 cm 3 cm 深度160 cm 5

10、cm 深度320 cm 10 cm 感应部分中心表身与地面 冻土器 深度50-350 cm 3 cm 内管零线 日照计（传感器） 高度以便于操作为准 纬度以本站纬度为准 0.5 方位正北 5 底座南北线 辐射表（传感器） 高度1.5 m 直射、散射辐射表（传感器）： 方位正北 0.25 直射辐射表（传感器）： 纬度以本站纬度为准 0.1 支架安装面底座南北线 风速器（传感器） 安装在观测场高10-12 m 风杯中心 风向器（传感器） 安装在观测场高10-12 m 方位正南（北） 5 风标中心方位指南（北）杆 电线积冰架 上导线高度220 cm 5 cm 导线水平面 定槽水银气压表 高度以便于操

11、作为准 水银槽盒中线 动槽水银气压表 高度以便于操作为准 象牙针尖 气压计（传感器） 高度以便于操作为准 盒体垂直中线 采集器箱 高度以便于操作为准 实验二 温度的观测一、实验目的1.了解温度表的构造原理和仪器安装的原则 2. 掌握空气温度的观测原则和方法二、实验仪器地面温度表、最高/最低温度表、曲管温度表、双金属片温度表 三、实验说明空气温度（简称气温）是表示空气冷热程度的物理量。地面气象观测中测定的是离地面1.5M高度处的气温。在大气环境中，测温范围：-80+60。温度的测量对暴露状况特别敏感。尤其是对于气候研究来说，温度测量受到诸如环境状态、植被、建筑物和其他物体的形态、地表覆盖物、防辐

12、射罩或百叶箱的设计及其变化、以及设备中其他改变等的影响。因此，不但保存温度数据的记录是重要的，而且保存测量环境的记录也是重要的。常规测温仪器有温度表和温度计两类，都是将仪器的感温元件和被测物体接触，待两者达到热平衡时，测得感温元件的形体和特性变化，从而可知被测物体的温度。玻璃液体温度表：是利用装在玻璃容器中的测温液体随温度改变引起的体积膨胀，从液体位置的变化来测定温度的。感应部分是一个充满液体的玻璃球或柱，一根一端封闭的玻璃毛细管与它相连，表柱是一个有极细管腔的管子与主球部相通。温度表中液体的体积使球部完全充满，而在要测量的所有温度下只是部分地充满表柱。液体的体积相对于其容器的变化量是由表柱中

13、液体长度的变化来指示的；常用的测温液体有水银、酒精和甲苯等，水银可用于在其凝固点（-38.3）以上的温度；而酒精或其他的纯有机液体用于较低温度。玻璃应当是经认可适用于温度表的一种“标准”玻璃或“硅酸硼”玻璃。玻璃球要制成既有适当强度又薄到便于热量传入或传出球部及其内装液体。对于一个给定的表柱长度，细窄的管腔使表柱中的液体在给定的温度变化中可以有较大的移动，但却减少了温度表可使用的温度范围。温度表在进行刻度之前，应当进行适当的退火处理以减少玻璃老化引起的缓慢变化。水银温度表：优点纯水银易得到比热小导热系数高对玻璃无湿润饱和蒸汽压小 缺点温度在-38.862以下不能用饱和蒸汽压小有机液体玻璃温度表

14、：常用的有机液体有酒精和二甲苯 优点可用于低温膨胀系数大 缺点湿润玻璃，易发生断柱现象导热系数小，球内温度分布不均匀饱和蒸汽压高，温度降低时会有液体小滴凝结在毛细管上部中空部分1、观测项目包括空气的温度和地温，单位，取一位小数。测定项目：定时气温、日最高气温、日最低气温。测量气温的仪器主要有干球温度计、最高温度表、最低温度表、温度计、双金属片温度表。2、普通（气象站用）温度表这是在所有气象温度表中最准确的仪器，通常采用玻璃水银温度表。其刻度间隔为0.2或0.5，量程要比其他气象温度表大。安置在百叶箱内以避免辐射误差。用支架使其保持直立，球部在最下湍，球部形状为圆柱体状（测湿）或洋葱头状（测温）

15、。 一对普通温度表可用作干湿表。3、最高温度表水银玻璃温度表，感应部分内有一玻璃针，伸入毛细管，使感应部分与毛细管之间形成一窄道。当温度升高时，感应部分水银体积膨胀，挤入毛细管；而温度下降时，毛细管内的水银，由于通道窄，却不能缩回感应部分，因而能指示出上次调整后这段时间内的最高温度。 调整：取下，手握温度表上部，球部朝下，手向外伸出30度角，前后甩动，直到它的示度接近干球示度为止。放置：先放球部，后放头部。注意：避免阳光照射，手不要接触水银球，甩动时勿使球部向上，以免水银针撞坏窄道。 应当安置成与水平面成大约两度的角度，球部在低的一头，以保证水银柱能停留在缩颈上而不会因重力穿过缩颈。为了使分离

16、开的水银柱易于合起来，最好将表柱顶部的内腔管加粗。4、最低温度表是在酒精中浸有一个长约10mm的深色哑铃形玻璃游标，毛细管较粗，感温球部多呈叉状，用以增加散热面积和减小球部内温度分布不均匀。由于在酒精温度表的内腔管中残留着一些空气，因此其上端应有一安全囊，此囊的容积应能保证使仪器经受住50的温度而不损坏。与最高温度表相似，最低温度表应当安置在近乎水平的状态。 观测时，将游标调整到酒精柱的顶端，游标很轻，不会突破酒精柱的液面，然后将温度表放平。温度下降时，酒精柱便相应下降，由于酒精柱顶端张力作用，带动游标下降；当温度上升时，酒精膨胀，酒精柱经过游标周围慢慢上升，而游标仍停在原来位置上，其指示的温

17、度只降不升，远离球部的一端将指示上次调整以来这段时间内的最低温度。 观测最低温度表时，眼睛应平直地对准游标离感应部分远的一端；观测酒精柱时，对准凹面中点（即最低点）的位置。 气温观测中注意的问题防辐射由于太阳的直接辐射、地面的反射辐射等影响，使测温元件的表示度与实际气温存在差异。白天强日射的情况，将使元件温度高于气温，导致较大的辐射误差。消除和减小辐射误差，是气温测量中关键问题。百叶箱是安置测定温、湿仪器用的防护设备。它的作用是防止太阳对仪器的直接辐射和地面对仪器的反射辐射，保护仪器免受强风、雨、雪、太阳辐射等的影响，并使仪器感应部分有适当的通风，能真实地感应外界空气温度和湿度的变化。 我国气

18、象台站常用的玻璃钢百叶箱，包括百叶箱和支架，百叶箱由箱体和顶盖组成，支架由立柱和连接架组成。箱体内是玻璃钢组成，其叶片为倒V形，上盖有一漏斗状通风口；顶盖内部为蜂窝结构，箱门朝正北，箱底保持水平。立柱为独柱式支撑，联结架由角钢制成。高880、宽720、780，箱内高615、宽470、深465mm ，安装：支架应牢固地埋入地下，顶端约高出地面125厘米；埋入地下的部分，要涂防腐油。， 维护：百叶箱要经常保持洁白，视具体情况每一至三年要重新油漆一次；内外箱壁每月至少定期擦洗一次。寒冷季节可用干毛刷刷拭干净。清洗百叶箱的时间以晴天上午为宜。在进行箱内清洁工作和洗涤百叶箱之前，应将仪器全部放入备份百叶

19、箱；清洗完毕，待百叶箱干燥之后，再将仪器放回。清洗百叶箱不能影响观测和记录。 4、地温土壤温度是下垫面温度和不同深度的土壤温度的统称。下垫面温度包括裸露土壤表面的地面温度、草面（或雪面）温度及其最高、最低温度。浅层低温包括离地面5、10、15、20CM深度的地中温度。 较深层低温包括离地面40、80、160、320CM深度的地中温度。测量地温的仪器主要有玻璃液体地温表和铂电阻地温传感器。理想情况测量，地表温度只能与土壤表层进行热交换，实际上却复杂得多，原因：地表面及贴地层的温度梯度往往很大，要使传感器只与土壤表面进行热交换，而不受地表面以下土壤或贴地层空气的影响是不可能；防辐射问题不能用遮蔽阳

20、光的方法，否则遮蔽处的热交换状况与周围地表将有所不同，而不加遮蔽则阳光直射造成辐射误差影响增大；即使同一块地面（裸地），由于地表不同部位的物理、化学性能的差别以及平整度和土壤颗粒大小不同，测出来的温度也会有较大差别。 （1）地面温度表地面温度表（又称厘米温度表），地面最高和最低温度表的构造和原理，与测定气温用的温度表基本相同。 地面和浅层地温的观测地段，设在设在观测场内南面平整出的裸地上，地段面积为2M*4M。地表疏松、平整、无草、与观测场整个地面齐平。 地面3支温度表须水平的安放在地段中央偏东的地面，按0CM、最低、最高的顺序自北向南平行排列，感应部分向东，并使其位于南北向的一条直线上，表间

21、相隔5CM，感应部分和表身，一半埋入土里，一半露出地面。（2）曲管地温表 5、10、15、20cm曲管地温表的构造和原理亦基本同上，只是表身下部伸长、长度不一，并且在感应部分上端弯折，与表身成 135夹角。其安装在地面最低温度表的西边约20CM处，按5、10、15、20CM深度顺序由东向西排列，感应部分向北，间隔约10CM，表身与地面成45，须用叉形木/竹架支住。曲管地温表安装示意图四、观测注意事项1、各种温度表读数均要准确到0.1.若读数为整数，小数要补充“0”。温度在0以下时，应加负号。允许误差为0.1。2、避免视差。观测时保持视线与水银（或酒精）弯月面相切。观测最低温度表时，以游标远离球

22、部的一端的示度为最低温度读数。3、各种温度表读数要迅速、敏捷、准确，先读小数，后读整数。为了防止误读或颠倒零上、零下的差错，读完一遍后，再重复读一遍（即注意复读）。4、温度表不要脱离被测介质，更不能用手扶摸感应球。5、读数时人体（主要是面部和口）不要过分接近感应球部，也不要对着温度表深呼吸五、实验作业1、记录观测的数据及其时间2、最高温度表构造与性能是哪些？最低温度表构造与性能是哪些？如何调整和放置？3、观测气温的顺序是什么？实习三 气压的观测一、实验目的掌握气压观测仪器的构造原理和气压读数订正的理论根据和方法二、实验仪器动槽式水银气压、定槽式水银气压表、空盒气压表、空盒气压记录仪三、实验概述

23、1、气压：指单位面积上向上延伸到大气上界的垂直空气柱的重量。单位是百帕（hPa） 统一规定：在标准温度0、标准重力为9.806 65ms-2条件下，高度为760（mmHg）的水银柱所产生的压强等于1013.250hPa，作为一个标准大气压。测量范围：920-1080hPa适合于工作在海平面或海平面附近的仪器；对于在海拔较高地方使用的仪器、在其气压较低部分可以扩展相当的量程。2、水银气压表： 气压室要求：不能有大量通风（主要测定大气静压力）室内不装任何热源和冷源，避免阳光直射，使室内温度变化较小。（原因：若室内温度变化过大或过快，附属温度表所测温度不能真正代表气压表的变化，引起较大误差）双层门窗

24、以减小风及观测人员进入室内引起的气压波动安置在固定和不受震动的地方气压表应垂直悬挂读数：当用水银气压表进行观测时，必须先读附属温度表，而且要读得越快越好，因为温度表的温度会由于观测者的出现而上升。必须用手指在弯月面附近和靠近槽部两处轻叩几下，目的是使水银面保持稳定状态。观测时，应当使眼睛与游标前部的下缘和后部的下缘都在同一条视线上。读数必须取最靠近的0.1hPa。风常引起气压室内气压的动力变化。这类波动总会迭加在静压上，强风或阵风能产生2-3hPa的波动。订正：是利用水银的压力（重力）与大气压力相平衡的原理测量大气压力的。由于仪器差的存在和气压表并不总是在标准条件下使用，即使气压相同，也会因温

25、度和重力加速度的不同，水银柱的高度不一样。因此，水银气压表读数须顺序经过仪器差、温度差、重力差三步订正才是本站气压。维护：（1）水银气压表应经常保持清洁。气压室内不能堆放杂物。（2）水银面产生氧化物时，应及时清除。（3）气压表必须垂直悬挂，应定期用钱垂线在相互成直角的方向上检查校正。 （4）气压表水银柱凸面突然变平并不再恢复，或者示值显著不正常，应更换。（5）定槽式水银气压表的水银是定量的，应该特别注意防止漏失水银。（6）水银气压表在移运时，应把表身缓慢地倒过来，将水银槽向上，以保护玻璃管内真空不受破坏。（7）对水银表的安置情况定期进行检查，发现问题及时纠正。 动槽式水银气压表3、动槽式水银气

26、压表主要特点是有测定水银柱高度的固定“零点”，故每次测定都需调整水银面的高低，使其符合固定零点的位置，才能读取水银柱高度。 标尺和游尺是用来读取气压表气压读数的整数部分和小数部分；附属温度表的球部在内管和套管之间，用来测定水银及铜套管的温度。 测量范围一般为810-1070hPa或600-800mmHg，并能在空气温度为-15-+45的条件下正常工作，其测量误差不超过 0.4hPa观测步骤：（1）观测附属温度表，准确至 0.1 。（2）轻叩槽部，（3）从下向上调整槽部水银面的位置，使之与象牙针尖恰好接触。调整时，注意视线保持与水银面同高，旋转底部螺旋时要慢，槽内水银面自下而上地上升，直到象牙针

27、尖与水银面恰好相接（既无小涡（偏高，降低重调），也无空隙）为止。（4）调整游标尺恰好与水银柱顶相切。调整时注意保持视线与水银柱同高，把游标尺底边恰好与水银柱顶相切，此时水银柱顶两旁能见到三角形的露光空隙。（5）读数并记录，准确至 0.1 hPa。（6）降低水银面，使它与象牙针尖脱离23毫米，其目的是使象牙针尖不被水银磨秃和脏污（但注意不宜降低过多）。观测时如光线不足可用电灯（2540瓦）或手电照明。4、定槽式水银气压表：最大特点是槽部没有调整水银面的装置，无固定零点需要测定。观测步骤：（1）观测附温表。（2）轻击管壁。轻击处以玻璃套管下部附温表上部为宜。轻击的目的在于使附在内管壁的水银滴下落，

28、并使水银柱顶保持正常的弯月面。（3）调整游尺与水银柱相切。（4）读数、记录并复读。四、实习作业1. 动槽式与定槽式水银气压表的构造有何不同?2. 记录观测的时间和数据实习四：大气湿度的观测一、实验目的1. 掌握干湿球温度表的构造原理及使用方法；2. 掌握毛发湿度计、毛发湿度表的构造原理及使用方法；二、实验仪器干湿球温度表、毛发湿度计、毛发湿度表三、实验概述 空气的湿度（简称湿度）是表示空气中的水汽含量和潮湿程度的物理量。通常，气象分析和预报、气候研究、以及在水文学、农业、航空服务和环境研究等许多的特定应用中，都需要地球表面的湿度测量。大气湿度的测量，以及通常的大气湿度的连续记录，是大多数气象活

29、动领域的重要需求。而其中与大气中水的状态有关的测量更为重要。地面观测中测定的是离地面1.5m高度处的湿度。 1、测量仪器：干湿球温度表、毛发湿度计、毛发湿度表 2、干湿表法：干湿表主要由两支型号完全一样的温度表并排安置，温度表球部的直径约为10mm。其中一支温度表的感应部份包扎着纱布，用蒸馏水湿润，称湿球温度表，而另一支温度表的感应部份则简单地裸置于空气中从而称为干球温度表，这是最为广泛采用的方法。湿球周围空气未达到饱和时，表面的水分蒸发，不断地消耗蒸发潜热，使湿球的温度下降；同时，由于气温与湿球的温差使四周空气与湿球产生热交换。在稳定平衡的条件下，湿球温度表蒸发支出的热量将等于由于与四周空气

30、热交换得到的热量。 湿球温度表测得的温度，由于湿球上的水的蒸发，总是比干球温度表所测的温度要低些。由这一对温度表所测温度的差异就可以作为空气湿度的量度，环境湿度愈低，水的蒸发率就愈大，其结果就是湿球温度低于干球温度的程度（干湿差）就愈大。这种方法正广泛用于观测工作。利用干湿法构成的仪器也经常用作工作标准器 干湿表的技术规格：（a）干湿表安置在有强制通风的百叶箱内，则应当给两支温度表提供各自分开的通风通道。通风通道的入口位置应能保证测量到真正的环境温度。空气应当从百叶箱的顶部抽出，要避免在百叶箱内形成空气的循环流动；（b）贮水器和纱布的安置应当使水能到达感应湿球温度的湿球球部，并且不能影响干球温

31、度。湿球沙布套：湿球通常都采用一块棉纱布或类似的纺织品（均为专用）紧紧的贴在感应元件的四周，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。棉纱布通常制成布套状，使之能很好地紧贴球部四周，纱布套上端延伸至温度表球部上端表身至少2cm。裹住湿球的棉织品必须薄而紧贴。在使用之前，纱布套必须放在碳酸氢钠（NaHCO3）溶液（每升中含5克）中清洗干净，并在蒸馏水中漂洗几次。或者，也可以用纯净的洗涤剂水溶液清洗。 棉纱布或湿球布套上有任何污染均应予以更换。在安装纱布套或棉纱布时必须十分注意避免手的污染。湿球必须使用蒸馏水。 对湿球的管理特别重要。应当定期更换湿球纱布或纱布套。对于

32、所有连续使用的干湿表，每周至少更换一次。在近海地区以及在尘埃多的或工业地区，需要更多地更换纱布。应当经常检查水量并按需要予以更换或添加。在干热条件下，润湿湿球纱布套的水最好是放在多孔性的盛水杯中，这样由于水可从多孔水杯的表面蒸发而使水得到预冷。盛水杯要放在阴处，但不可太靠近干湿表。观测步骤：规定的测量温度的步骤都适用，并增加以下的步骤：（a）如果要更换湿球的纱布套、棉纱布或水，都应当在观测之前提前足够的时间进行。取得正确的湿球温度所需的时间与干湿表的型式有关；（b）温度表的读数要读到一度的十分位数；（c）每次观测时，对两支温度表的读数必须尽可能地同时进行，且必须明确湿球确已获得足够的水量供应。

33、注意：在自然通风的情况下，贮水器提供的水温与气温相同，在换上新的纱布套之后，需等候约15分钟才能获得正确的湿球温度；如果水温明显地不同于气温，则需要等候30分钟。干湿表方法的误差来源（a）温度表的读数误差：温度表读数有误差，将导致相对误差的很大误差，这种误差是非线性的，特别在低温时误差是相当大的。因此，在我国规定，在-10，即停止使用干湿表测湿；（b）风速造成的误差：一是风速不稳定造成的误差、二是风速达不到规定要求造成的误差，三是通风不合要求，引起的误差就变得更为严重；（c）湿球结冰造成的误差：湿球纱布结冰尤其是结冰时间很长，将会增加温度表滞后效应而造成的误差。因此在观测前应先进行湿球融冰，并

34、在读数前判明是否重新结冰；（d）湿球纱布套受污染或蒸馏水受到污染而引起的误差：湿球纱布及蒸馏水受到污染时，能减少水分蒸发。湿球和纱布套必须定期放在蒸馏水中清洗，以除去可溶解的杂质。在一些地区（如海洋或近海区，或者在空气受到污染的地区）应比其它地区进行清洗的次数要更多些；（e）因温度表表身对湿球球部的热传导而引起的误差：温度表表身传向湿球球部的热量会减少湿球温度的下降量，从而导致测定的湿度值过高，在相对湿度较低时这种影响最为明显，但是，这种影响可以通过将纱布套的上端加长使之高出球部至少2cm而得到有效的消除。四、实验作业表4-1 空气温湿度观测记录表时间项目读数读数读数读数读数读数读数读数读数读

35、数读数读数合计平均干球温度表湿球温度表最低 酒精柱毛发湿度表通风干湿表最高温度表最低 游标实习五 降水和蒸发的观测一、实验目的理解降水和蒸发观测仪器的构造原理，掌握降水和蒸发的观测记录方法。二、实验仪器人工雨量器、翻斗式雨量器、小型蒸发皿、E-601型蒸发皿三、实验概述降水是从云中降落或从大气沉降到地面的液态或固态的水汽凝结物，包括：雨、雪、冰雹、露、雾凇、白霜和雾、吹雪。对液态降水通常以毫米为单位。日降水量应当读到0.2mm，最好读到0.1mm。周和月的降水总量，至少应精确到1mm。日降水量的测量应定时进行。少于0.2mm的降水通常作为微量降水。降雪测量以厘米及其十分位为单位，读到0.2cm

36、。少于0.2cm的降雪通常作为微量降雪。每日地面雪深的测量读到厘米的整数位。就天气和气候应用来说，一般观测时次是每小时、每3小时和每日。 降水强度是指单位时间的降水量，通常测定5分钟、10分钟、1小时内的最大降水量。强度分7类：微雨：总降雨量不超过毫米的雨。小雨：0.12.5mm/h、在小时内总降雨量不超过毫米或小时内降雨量不超过毫米。中雨：2.68.0 mm/h、在小时内降雨量毫米，或小时内降雨量在毫米之间。大雨：8.115.9 mm/h、小时内降雨量超过毫米，或小时内降雨量在毫米之间。暴雨：16.0 mm/h。小时内降雨量在毫米之间，或小时内降雨量在毫米之间。大暴雨：小时内降雨量在100.

37、0250.0毫米之间特大暴雨：小时内降雨量超过250.0毫米1、选址：最贴近场地周围的风场的影响可引起当地降水量的增多或减少。通常，雨量器离障碍物的距离应大于障碍物与雨量器受水口高度差的两倍以上。场地不宜选择在斜坡或建筑物的顶部。测量降雪和积雪的地点应当尽量选在避风的地方，最好的地点是在树林或果园中的空旷地方，或在树丛或灌木丛间的空旷地方，或者在有其它物体能对各个方向的来风起到有效屏障的地方。2、翻斗式雨量传感器主要是测量降水量的连续变化，用于天气报告和挑取最大降水等。当计量翻斗承受的降水量为0.1mm时（也有的计量翻斗为0.5mm或1mm），计量翻斗把降水倾倒计数翻斗中，使计数翻斗翻转一次，

38、计量翻斗不直接计数的原因使为了避免信号输出系统的电磁场对雨量计量的影响；计数翻斗在翻转时，与它相关的磁钢对干簧管扫描一次；干簧管因磁化而瞬间闭合一次；这样，降水量每次达到0.1mm时，就送出去一个开关信号，采集器就自动采集存储0.1mm的降水量。（1）原理：利用翻斗每翻转一次的雨量是已知的，而翻斗翻转的次数是可以记录下来的，根据记录下来的翻斗翻转的次数，即可遥测出降水量的值以及得到降水量随时间的变化曲线。（2）误差与修正（a）雨水溅失误差约0.10.2MM；（b）蒸发的损失-平均误差约是年降水量的3%5%；（c）风的影响-与雨滴的大小、风速及承水器扣的安装高度有关，一般使降水量偏小；（d）在毛

39、毛细雨或很小的雨的情形下，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（3）维护：仪器每月至少定期检查一次，清除过滤网上的沙尘、小虫等以免堵塞管道，特别要注意保持节流管道的畅通。日常设备维护应包括清洁漏斗和翻斗内积存的灰尘和杂物，并确保雨量计的水平状态。应大力提倡每年以新校准的翻斗装置更换旧的。测量范围是雨强04mm/min，分辨率是0.1mm。蒸发率定义为单位时间内从单位表面积蒸发的水量，可以表示为在单位时间内单位面积所蒸发的液态水的质量或容积，通常表示为单位时间内从全部面积上所蒸发的液态水的相当深度。时间单位一般为一天，深度单位可用mm也可用cm表示。根据仪器的精密程度

40、，通常测量的准确度为0.10到0.01mm。1、E-601型蒸发器：主要由蒸发桶、水圈、溢水桶和测针四部分组成，工作环境温度要求是050（1）蒸发桶是一个器口面积为3000平方厘米、口径为61.8CM、高68.7CM，有圆锥底的圆柱形桶，器口要求正圆，口缘为内直外斜的刀刃形。 桶底中心装有一根直管，在直管的中部有三根支撑与桶壁连接，以固定直管的位置并使之垂直。直管的上端装有测针座，座上装有器内水面指示针，用以指示蒸发桶中水面高度。在桶壁上开有溢流孔，孔的外侧装有溢流嘴，用胶管与溢流桶相连通，以承接因降水从蒸发桶内溢出的水量。桶身的外露部分和桶内侧涂上白漆，以减少太阳辐射的影响。（2）水圈是装置

41、在蒸发桶外围的环套，用以减少太阳辐射及溅水对蒸发的影响。 它由四个相同的、其周边稍小于四分之一的圆周的弧形水槽组成。水槽用较厚的白铁皮制成，宽20厘米，内外壁高度分别为13.7厘米和15.0厘米。每个水槽的外壁上开有排水孔，孔口下缘离水槽均应按蒸发桶的同样要求涂上白漆。水圈内的水面应与蒸发桶内的水面接近。（3）溢水桶用金属或其它不吸水的材料制成。它用来承接因暴雨从蒸发桶溢出的水量。用量尺直接观测桶内水深的溢流桶，应做成口面积为 300平方厘米的圆柱桶；不用量尺观测的，所用的溢流桶的形式不拘，其大小以能容得下溢出的水量为原则。放置溢流桶内的箱要求耐久、干燥和有盖。须注意防止降落在胶管上的雨水顺着

42、胶管流入溢流桶内。不出现暴雨的地方，可以不设置溢流桶。（4）测针 用于测量蒸发器内水面高度。使用时将测针的插杆插在蒸发桶中的测针座上（见右图），插杆下部的圆盘与座口相接。测针所对方向，全站应统一。插杆上面用金属支架把测杆平等地固定地插杆旁侧。测杆上附有游标尺，可使读数精确到 0.1毫米。测杆下端有一针尖，用磨擦轮升降测杆，可使针尖上下移动，对准水面。针尖的外围水面上套一杯形静水器，器底有孔，使水内外相通。静水器用固定螺丝与插杆相连，可以上下调整其位置，恰使静水器底没入水中。（5）维护：每次观测后应检查蒸发桶内的水面高度，如水面过低或过高，应加水或汲水，使水面高度合适。每次水面调整后，应测量水面

43、高度值，作为次日观测器内水面高度的起算点。如因降水，蒸发器内有水流入溢流桶时，应测出其量（使用量尺或专用量杯），并从蒸发量中减去此值。四、实验作业1.翻斗式雨量计的测量原理。2.翻斗式雨量计和E-601B型蒸发器在观测后该如何维护？实习六 地面风的观测一、实验目的了解测风仪器的原理，并掌握风向，风速的观测方法。二、实验仪器 风杯风速传感器、便携式风速风向表、EL型电接风向风速计三、实验概述空气的运动分解成垂直的和水平的两个分量，垂直分量称为空气的垂直运动（如对流运动），水平分量即是风，风的运动既有速度又有方向，因此风的观测包括风向和风速。风向是指风的来向。自动观测：以度（）为单位，以最靠近的整

44、十度用0136为电码作报告。风速以米/秒（m/s）为单位，最大风速：是指在某个时段内出现的最大10min平均风速值。 极大风速（阵风）：是指某个时段内出现的最大瞬时风速值。 瞬时风速：是指3s的平均风速。气象台站上用的最多的是观测前后2分钟的平均值。还有3秒、1分、10分钟的平均值。阵风是在规定时间间隔（10分）内，风速偏离其平均值的一个正的或负的偏距，其持续时间不超过2分钟许多应用方面需要风的阵性的资料。这些应用方面是：飞机的起飞与降落、风载荷气候学、空气污染扩散问题等。风的预报服务及日常应用使用风力等级来代表风速的大小，18个等级（017）。测量方法：地面风用风标和风杯（或螺旋桨）测风表来

45、测量。1、风向标：是用以指示风向的最主要的部件。分为头部（维持平衡也称平衡锤）、水平杆与尾翼三部分。整个风向标可绕垂直轴旋转。它的重心正好在转动轴的轴心上。原理：当风的来向与风向标成某一个交角时，风对风向标产生压力，这个力可分解成平行和垂直于风向标的两个分力。由于风向标头部受风面积较小，尾翼受风面积较大，因而感受的风压不相等，垂直于尾翼的风压产生风压力矩，使风向标绕垂直轴旋转，直至风向标头部正好对着风的来向时，由于翼板两边受力平衡，风向标就稳定在某一位置。风向标都应满足：（1）灵敏性：在小风速或风向改变不大的情况下，能很快地反映出风向变化来（可在重量一定的前提下，加大尾翼的面积，加大其压力中心到垂直轴的距离，减小轴部摩擦等）；（2）稳定性：当风向改变时，由风向标本身惯性作用引起的摆动要小（适当减小风向标的重量，减小转动半径和增大受风面积）。菱型风向标是比较理想的风向标，它的体积和重量都较小；另外尾翼透空，气流从尾翼透空部分通过，形成一股强气流，使得尾翼不易摆动，并将尾部形成的涡流带走，使得气流稳定。所以它的灵敏性、稳定性都很好。2、风杯式风速传感器：感应部分是由三个或四个圆锥形