氣象學(xué)實(shí)習(xí)指導(dǎo)概要

1、、r、 刖 百氣象學(xué)實(shí)習(xí)指導(dǎo)是為園林、資源與環(huán)境、水保等院系開設(shè)的課堂實(shí)驗(yàn)、綜合教學(xué)實(shí)習(xí)課程教材。氣象學(xué)實(shí)驗(yàn)、實(shí)習(xí)是氣象學(xué)教學(xué)過程中最重要的環(huán)節(jié)之一。通過實(shí)驗(yàn)、實(shí)習(xí)， 可以補(bǔ)充和鞏固課堂教學(xué)講授的內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際動手能力，訓(xùn)練進(jìn)行觀測、分析、統(tǒng) 計(jì)等基礎(chǔ)科研能力，是學(xué)生以后從事專業(yè)工作的基礎(chǔ)。氣象學(xué)實(shí)習(xí)指導(dǎo)共三章，第一章內(nèi)容為地面氣象觀測場地的建設(shè)和要求、氣象觀測程序和觀測基本守則。第二章為輻射、溫、濕、風(fēng)、氣壓、降水、蒸發(fā)等氣象要素測量儀器 設(shè)備的原理、安裝、觀測方法及步驟。第三章為教學(xué)實(shí)踐環(huán)節(jié)，包括小氣候的觀測原則、儀 器特點(diǎn)、觀測程序、地點(diǎn)及時間安排等，并介紹了森林小氣候和城市小氣候

2、的觀測方法，常 規(guī)自動氣象站系統(tǒng)。、乙刖 百1第一章地面氣象觀測場地建設(shè)11 觀測場地環(huán)境建設(shè)和儀器布置要求 12 地面氣象觀測與觀測程序13 觀測基本守則2第二章地面氣象要素的測量34 驗(yàn)一輻射的測量35 驗(yàn)二 空氣溫、濕度與土壤溫度的觀測 96 驗(yàn)三 氣壓、風(fēng)、降水和蒸發(fā)的觀測 19第三章小氣候觀測347 一節(jié)小氣候綜合實(shí)習(xí)348 二節(jié) 不同類型小氣候觀測 419 三節(jié) 常規(guī)自動氣象站觀測系統(tǒng)45第一章地面氣象觀測場地建設(shè)氣象觀測場地、周圍環(huán)境、氣象儀器、觀測程序和時間等符合觀測規(guī)范要求，是做到氣象資料的代表性、準(zhǔn)確性和比較性的基礎(chǔ)，是取得科學(xué)觀測數(shù)據(jù)的重要保證。為此，觀測場 建設(shè)和觀測儀

3、器要符合規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，觀測員要嚴(yán)格遵守觀測守則，按觀測程序進(jìn)行觀測。一 觀測場地環(huán)境建設(shè)和儀器布置要求氣象觀測場應(yīng)選擇在四周平坦空曠，無任何障礙物且能夠反應(yīng)本地較大范圍氣象要素特 點(diǎn)和區(qū)域土壤特性的地方。在城市或工礦區(qū)設(shè)立觀測場應(yīng)選擇在最經(jīng)常出現(xiàn)風(fēng)向的上風(fēng)方。觀測場邊緣與四周孤立障礙物的距離應(yīng)至少是該障礙物高度的三倍以上，距成排障礙物高度10倍以上。為保證氣流通暢，觀測場四周10m范圍內(nèi)不能種植高稈作物。觀測場地要求平整，場內(nèi)應(yīng)種植淺草（不長草的地區(qū)除外），草的高度不能超過 20cm。不準(zhǔn)種植作物。觀測場大小應(yīng)為25325 m。因條件限制可設(shè)為 16（東西向）320 m （南北向）。為保護(hù)場 內(nèi)儀

4、器設(shè)備，觀測場四周應(yīng)設(shè)高度為1.2 m漆成白色的稀疏圍欄。觀測場內(nèi)儀器布置的基本原則是各儀器互不影響，便于觀測和操作。高的儀器安置在北面，低的儀器順次向南安置，儀器東西向排列成行，南北向相互交錯。儀器之間南北間距不 小于3m,東西間距不小于4mo儀器距圍欄不小于 3s觀測人員應(yīng)從北面接近儀器。各類儀 器安置的高度、深度、方位、緯度、角度應(yīng)符合“規(guī)范”的要求。二地面氣象觀測與觀測程序地面氣象觀測基本項(xiàng)目有氣壓、空氣溫度、空氣濕度、風(fēng)向、風(fēng)速、蒸發(fā)、日照、地溫、云狀、云量、天氣現(xiàn)象、能見度等。種類大致可分為氣候觀測（定時觀測）、天氣觀測、航空天氣觀測、危險(xiǎn)天氣觀測等幾類。國家基本站每天進(jìn)行2、8、

5、14、20時四次定時觀測，晝夜值班；國家一般站由省、市、自治區(qū)氣象局確定，每天進(jìn)行2、8、14、20時四次或8、14、20時三次定時觀測，晝夜值班或白天值班。氣象要素的觀測以北京時間20時為日界；日照以日落為日界。表1-1定時地面氣象觀測程序表定時觀測時間（北京時）定時觀測項(xiàng)目及觀測順序08、14、20、02正點(diǎn)前30分巡視儀器及觀測準(zhǔn)備工作，特別注意濕球濕潤或溶冰08、14、20、02正點(diǎn)前20分正點(diǎn)云、能見度、天氣現(xiàn)象、空氣溫度和濕度、風(fēng)、氣壓、0 40cmfe溫08降水、凍土、雪深、換降水自記紙14）.8、1.6、3.2m地溫，換氣壓、溫、濕自記紙，13時換電接風(fēng)自記紙20降水、蒸發(fā)、最

6、高、最低氣溫和地面最高、最低溫度。并調(diào)整以上溫度表日落后天黑前陜?nèi)照占垶槭垢饔^測站觀測記錄具有比較性，中國氣象局統(tǒng)一規(guī)定了各氣象要素的觀測時間和順接近正點(diǎn)時觀測易變化的要素。觀測序。原則是先觀測在短時間內(nèi)變化不太大的氣象要素, 程序見表1-1。三觀測基本守則觀測員要嚴(yán)格按照規(guī)范的規(guī)定進(jìn)行觀測。嚴(yán)禁漏測、遲測和缺測，只能記載自己親眼看到的數(shù)據(jù)和天氣現(xiàn)象，禁止用任何估計(jì)或揣測的辦法來代替實(shí)際觀測。嚴(yán)禁偽造和隨意涂改觀測記錄。正確地安置和使用儀器， 觀測前應(yīng)對儀器設(shè)備進(jìn)行巡視，避免影響記錄準(zhǔn)確性的臨時事故發(fā)生。觀測結(jié)果應(yīng)立即用 黑色鉛筆 記入觀測記錄簿，記錄須準(zhǔn)確，字跡整潔清晰， 要認(rèn)真填寫各種簿、

7、表。46第二章地面氣象要素的測量實(shí)驗(yàn)一輻射的測量實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵罅私鉁y量太陽輻射常用儀器的構(gòu)造和原理。掌握太陽輻射通量密度的觀測、計(jì)算方法。實(shí)驗(yàn)儀器、原理太陽輻射以兩種方式到達(dá)地面，一是以平行光的形式直接投射到地面上，稱為太陽直接輻射；一是經(jīng)過質(zhì)點(diǎn)散射后，以散射光的形式投射到地面上，稱為散射輻射；兩者之和為到 達(dá)地面的太陽總輻射。到達(dá)地面的太陽總輻射不能完全被地面吸收，有一部分被地面反射， 地面反射輻射的大小與地面對太陽輻射或者稱短波輻射的反射率有關(guān)。單位時間、單位面積地表面吸收的太陽總輻射和大氣逆輻射與本身發(fā)射輻射之差稱為地面凈輻射。輻射能的單位用焦耳（j）表示。輻射通量密度是單位時間、單位面

8、積上發(fā)射或吸收的輻射能量。單位為 w/m2（瓦/米2）,在早期的氣象文獻(xiàn)中，常用的輻射通量密度單位為cal/（cm2min）（卡/厘米22分）,兩種單位之間的換算關(guān)系是：1cal/（cm2 min）=697.8w/m 2測量輻射常用的儀器有直接輻射表、天空輻射表和凈輻射表。直接輻射表：測量到達(dá)地面的太陽直接輻射通量密度；天空輻射表：測量水平面上的天空散射輻射和下墊面反射輻射 通量密度；凈輻射表：測量天空 （太陽、大氣）向下與下墊面（土壤、植物、水面等）向上發(fā)射 輻射通量密度之差值。1 .輻射表的構(gòu)造及測量原理1.1. 直接輻射表直接輻射表主要由感應(yīng)器、進(jìn)光筒、支架和底座構(gòu)成，如圖 2-1。直接

9、輻射表的感應(yīng)器 是由36對康銅-鎰銅薄片串聯(lián)組成的熱電堆，置于進(jìn)光筒的底部，其接受日射面涂有吸收 率很高的黑色涂料，背面焊有星盤狀溫差熱電堆的熱接點(diǎn)，冷接點(diǎn)焊在底座的銅環(huán)上與進(jìn)光筒外殼相連，便于與氣溫平衡。為了消除風(fēng)及旁側(cè)輻射的影響，進(jìn)光筒內(nèi)有5個直徑逐漸變小的環(huán)形光柵，光柵內(nèi)側(cè)涂黑，外側(cè)鍍饃。測量時，必須將進(jìn)光筒感應(yīng)面正對太陽，讓穿過小孔（3）的光點(diǎn)正好落在筒尾端的小黑點(diǎn)（4）上。當(dāng)涂黑的銀箔片受日光直射后，溫度升高，由此產(chǎn)生溫差電能，溫差電能的大小 與直接輻射的輻射通量密度成正比。通過換算可得到太陽直接輻射的輻射通量密度。圖21直接輻射表1.進(jìn)光筒2 .圓環(huán)3 .小孔4 .黑點(diǎn)5 .筒蓋6

10、 .螺絲7 .支架8.對準(zhǔn)當(dāng)?shù)鼐暥鹊目潭染€ 9、10.螺絲11 .底座12 .指北箭頭進(jìn)光筒固定在支架上，支架上有螺絲用來對準(zhǔn)當(dāng)?shù)鼐暥瓤潭?。為使感?yīng)面對準(zhǔn)太陽，可用螺絲（9）（10）進(jìn)行調(diào)整，其中螺絲（9）能使進(jìn)光筒口作上下移動，而螺絲（10）能使進(jìn)光筒做單項(xiàng)圓弧形轉(zhuǎn)動。底座（11）上有一箭頭（12）指向北，用此來對準(zhǔn)當(dāng)?shù)刈游缇€。觀測完畢，用 筒蓋（5）蓋上進(jìn)光筒口。1.2. 天空輻射表天空輻射表是測量水平面上所接受到的太陽總輻射、天空散射輻射和地面反射輻射的儀器。其構(gòu)造如圖 2 2。天空輻射表由玻璃罩、干燥器、水平泡、螺絲、遮光板、支桿、玻璃罩蓋子、底座構(gòu)成。黑白型天空輻射表的感應(yīng)面是黑白相

11、間的鎰銅片和康銅片，兩端彼此緊密焊接，串聯(lián)組成溫差熱電堆，形成一塊棋盤狀的平板。其中黑色部分涂有無光炭黑，白色部分涂有氧化鎂， 感應(yīng)面黑色背面串聯(lián)成熱電堆的熱端； 白色背面串聯(lián)成冷端。 有太陽輻 射時，黑色板面強(qiáng)烈吸收太陽輻射能， 而白色板面幾乎把能量全部反射掉， 兩者之間產(chǎn)生溫 差電能的大小與太陽輻射通量密度成正比。天空輻射表的感應(yīng)面上安有一個玻璃罩（1）,它的作用主要有：濾去感應(yīng)面上的大氣及地面長波輻射；防止風(fēng)吹去黑白片上的熱量。當(dāng)玻璃罩內(nèi)有水汽時， 會影響感應(yīng)面吸收輻射能的能力，因此在感應(yīng)面下方一側(cè)，安有一個干燥器（2）,用以存放干燥劑以便于吸收罩內(nèi)水分。天空輻射表旁邊有一水平泡 （3）

12、,可通過座架上的三個螺絲 （4）來調(diào)整儀器水平。儀器還 有一遮光板（5）,可用來遮擋感應(yīng)面上的太陽直接輻射，用以測定散射輻射。遮光板是一直徑與玻璃罩相等的圓形黑色鋁板，遮光板的一側(cè)固定有支桿（7）,支桿的長度是遮光板直徑的5.7倍，被支架上的螺絲（6）夾住，遮光板大約遮住 10°立體角的天空。圖2 2天空輻射表1.玻璃罩2 .干燥器3 .水平泡4 .螺絲5 .遮光板6.螺絲7 .支桿8 .玻璃罩的蓋子 9 .底座當(dāng)感應(yīng)面翻轉(zhuǎn)朝下時，感應(yīng)面上的玻璃罩就濾去了地面長波輻射，這時黑白片上所接受的輻射，就是地面對太陽輻射的反射輻射。1.3. 凈輻射表凈輻射表測量從2兀立體角分別投射到一個平面

13、上、下兩面的輻射總量之差。凈輻射所提供的能量是全球水分蒸發(fā)、加熱空氣與土壤 的重要能源。因此凈輻射是一項(xiàng)重要的輻射觀 測內(nèi)容，目前世界上較通用的全波段凈輻射表 是聚乙烯防風(fēng)膜式凈輻射表。凈輻射表由感應(yīng) 元件，聚乙烯防風(fēng)膜罩和附件組成。如圖2 3。感應(yīng)元件由兩塊表面涂黑， 特性完全一致 的平板構(gòu)成上下兩個感應(yīng)面。這兩個感應(yīng)面的 黑體能夠吸收所有波段的輻射。當(dāng)平板水平置 于自然條件下時，由于上、下感應(yīng)面接收到的 輻射強(qiáng)度不同，使得兩端產(chǎn)生溫差， 溫差的大 小由串聯(lián)在上下感應(yīng)面背面的熱電堆測定。凈輻射表測到的凈輻射通量密度與上下兩面溫表?xiàng)U薄膜罩圖2 3凈輻射表差之間的關(guān)系如下：rn = (ti -t

14、2)k f(u)式中rn為凈輻射通量密度，ti、t2分別為上、下感應(yīng)面的溫度，k為儀器常數(shù)，f(u)是與感應(yīng)面上、下風(fēng)速有關(guān)的函數(shù)值。測定時為使上、下感應(yīng)面不受自然的影響，用特定的 聚乙烯膜制成半球形防風(fēng)罩，加蓋在上、下感應(yīng)面上，這樣f(u)可以近似常數(shù)，聚乙烯防風(fēng)罩用橡皮密封圈固定在儀器上下感應(yīng)面上，將罩內(nèi)充滿干燥空氣， 使其成半球形。附件主要有表?xiàng)U，干燥器，上、下水準(zhǔn)器，上、下金屬蓋，橡皮球等。其中干燥器被裝在表?xiàng)U內(nèi)， 內(nèi)裝硅膠。橡皮球用于充氣。2.輻射儀器的安裝輻射儀器一般要求安裝在氣象觀測場地的中部。測量來自天空的各種輻射時，要求儀器上方不能有任何障礙物影響；測量來自地面的各種輻射時，

15、要求有一個空曠、無障礙物、 有代表性下墊面的地方。輻射表應(yīng)安裝在有固定支架的平臺上，平臺離地面1.5m高，安裝時要保持水平。直接輻射表底盤箭頭指向正北，然后對準(zhǔn)當(dāng)?shù)鼐暥瓤潭染€。為避免天空輻射表翻轉(zhuǎn)時落地?fù)p壞，安裝時要固定在輻射觀測平臺上，調(diào)整螺絲使天空輻射表感應(yīng)面保持水平狀態(tài)。三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1 .太陽直接輻射、散射輻射和地面反射輻射的觀測當(dāng)著手進(jìn)行各種輻射觀測之前， 首先應(yīng)記錄日光狀況， 即云遮蔽日光的程度， 可用下列 符號記錄：(1) 。2無云(2) o1薄云、影子明顯 (3) o°密云、影子模糊 (4) n厚云、無影子。1.1. 太陽光線垂直面上的直接輻射通量密度觀測觀測前，接通直

16、接輻射表與萬用表的電路，把直接輻射表的正極接到萬用表的正極上， 負(fù)極接到萬用表的負(fù)極上。打開進(jìn)光筒蓋并檢查光點(diǎn)位置，調(diào)整直接輻射表進(jìn)光筒，對準(zhǔn)太陽，使透過進(jìn)光筒上方小孔的光點(diǎn)正好落在小黑點(diǎn)上。每隔510秒讀萬用表讀數(shù)一次， 連續(xù)讀數(shù)三次nn2、n3。蓋上進(jìn)光筒蓋，直接輻射觀測完畢。記下觀測時間。1.2. 太陽散射輻射、下墊面反射輻射的觀測觀測前，接通天空輻射表與萬用表的電路，把天空輻射表的正極接到萬用表正極上，天空輻射表的負(fù)極接到萬用表負(fù)極上。打開天空輻射表蓋子，裝上遮光板，擋住感應(yīng)面，遮住 太陽直射光，此時為散射輻射讀數(shù)，讀數(shù)方法同上，連續(xù)讀數(shù)三次：ni、n2、n30取下遮光板。翻轉(zhuǎn)天空輻射

17、表，使感應(yīng)面朝下，進(jìn)行地面反射輻射觀測。讀數(shù)方法同上，連續(xù)三次讀 數(shù)得到nrn2、n30記下觀測時間和日光狀況。1.3. 記錄整理計(jì)算各輻射觀測量三次讀數(shù) ni、n2、n3的平均值no由儀器檢定證分別查取直接輻射 表和天空輻射表的 k靈敏度，將 n、k值（包括單位）整理到輻射觀測記錄表上。2 .輻射通量密度和反射率計(jì)算2.1. 太陽光線垂直面上的太陽直接輻射、散射輻射和反射輻射通量密度計(jì)算太陽光線垂直面上的太陽直接輻射（s）、散射輻射（sd）和反射輻射（sr）通量密度根據(jù)觀測得到的溫差電能 n及輻射儀器k靈敏度直接換算得到。計(jì)算式如下:n n直 一 n散ssd k直k天注意輻射通量密度要換算為

18、法定計(jì)量單位n反二k天2w/m 。2.2. 水平面上太陽直接輻射通量密度計(jì)算水平面上的太陽直接輻射通量密度（sb）與太陽光線垂直面上的太陽直接輻射（s）及太陽高度角（h）有關(guān)。任一時刻h的計(jì)算式及sb與s的換算關(guān)系分別為:sinh = sin sin、 cos cos、 cossb = s sinh式中：4是緯度，8表示赤緯，3為時角，用真太陽日作為基本時間單位。由此式可見，任一時刻的太陽高度角由當(dāng)?shù)鼐暥?、年、月、日?）和所處時刻（3）決定。要計(jì)算某地某一時刻的太陽高度角， 還需要將觀測時間也就是日常鐘表顯示的時間換算成公式中需要的 真太陽時時角3。自1984年起全世界建立了區(qū)時制度。 經(jīng)線

19、每隔15。，地方時相差1h,這樣將地球表面 分成24個時區(qū)，我國采用東八區(qū)（即中央經(jīng)線120。e）地平時為全國標(biāo)準(zhǔn)時， 稱“北京時間” （北京時）。由于地球自西向東轉(zhuǎn)動，所以東邊先見到太陽，即經(jīng)度不同，同一 “北京時間”太陽高 度不同。例如：北京經(jīng)度是116。20' e,天津是117。10' e,即天津位于北京的東面，天津北京時間正午12時比北京太陽高度高。為去除經(jīng)度影響，根據(jù)一地的太陽位置確定該地 的地方時，太陽上中天為 12時，下中天為零時，以時角表示，經(jīng)度15。為1h。所以由“北京時”（即120。e的地方時）換算成地方時，按下式計(jì)算：某地方時=北京時-（120。-當(dāng)?shù)亟?jīng)度

20、）34 分/經(jīng)度例：北京時上午 9時，上海（121 ° 26' e）的地方時是幾時幾分 ？上海地方時=9時一（120 ° 121° 26' ）34 分/經(jīng)度=9時05分44秒由于地方時所示的時間是勻速的，所以叫地平時，而真太陽運(yùn)動是非勻速的，真太陽運(yùn)動有時比平均速度快，有時慢，地平時和真太陽時二者之差稱時差（n）。時差的計(jì)算公式為：n = t平± t真時差n只決定于日期（年、月、日），與地理緯度無關(guān)。n有正，負(fù)之分，可從天文年歷查出。由上可見，時間換算經(jīng)過兩個步驟：（1）由“北京時間”換算成地方時；（2）將地方時換算成真太陽時。例：北京（

21、116 ° 20' e）1996年10月10日北京時12時，求北京的真太陽時是幾時幾分 ? （1）將北京時換算成地方時北京地方時=12時（120 ° 116° 20' ）34 分/經(jīng)度=11時46分（2）將地方時換算成真太陽時由于時間是1996年10月10日，查附表得n=+13分。故真太陽時：11時46分+13分=11時59分即1996年10月10日北京時12時，北京（116 ° 20' e）的真太陽時為11時59分。將真 太陽時查表可換算為時角（3）。根據(jù)緯度（。）、觀測年、月、日的赤緯（8 ）和觀測時刻的時角（3）計(jì)算太陽高度

22、 角的正弦，從而由太陽光線垂直面上的太陽輻射通量密度（s）就可以得到水平面上太陽輻射通量密度（sb）。例如：求北京（40° ni, 116° 19' e）, 1958年5月1日15時45分（北京時）的太陽 高度角。第一步求值：（1）北京時換算為地方時：1545+ （ 116.3 120） 3 4=153°； （2）地方時換算為真太陽 時：從時差表中查得該日時差為 +3分，真太陽時=1530+030=1533; （3）將1533查表換算為時 角 3 =53.3 ° 。第二步求8值：從太陽傾角表中查得：5月1日8 =15.0 °將 4 =4

23、0° , 8=15.0° , 3=53.3° 代入公式得：sinh =sin40 sin15 cos40 cos15 cos53.3' = 0.609sb =s 0.6092.3. 總輻射通量密度和反射率（r）計(jì)算總輻射（st）=水平面上太陽車§射通量密度（sb） +散射輻射通量密度（sd）反射率（r）為某一表面上的反射輻射（sr）與投射到該表面上的總輻射（st）的比值四、 儀器的維護(hù)為避免天空輻射表翻轉(zhuǎn)時落地?fù)p壞，安裝時要固定在輻射觀測平臺上。保持玻璃罩的清潔，不要使罩內(nèi)有水汽。若干燥劑失效要及時更換新干燥劑。復(fù)習(xí)思考題:1 .輻射表主要有哪些

24、類型？2 .如何確定直接輻射表的感應(yīng)面與太陽直射光線正好垂直實(shí)驗(yàn)二 空氣溫、濕度與土壤溫度的觀測1、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵罅私鈿庀蟪Ｓ脺囟缺?、溫度?jì)的構(gòu)造原理和安裝使用方法，掌握空氣溫度和土壤溫度的觀測方法和記錄整理方法。了解測定空氣濕度的原理，掌握空氣濕度的測定、計(jì)算與查算方 法。2、 實(shí)驗(yàn)儀器、原理1 .各種液體溫度表液體溫度表一般采用水銀或酒精作為測溫液體，利用水銀或酒精熱脹冷縮的特性來對溫度進(jìn)行測量。常用的液體溫度表有普通溫度表、最高溫度表和最低溫度表。1.1. 普通溫度表普通溫度表的特點(diǎn)是毛細(xì)管內(nèi)的水銀柱長度隨被測介質(zhì)的溫度變化而變化。常用的普通溫度表主要有：（1）干球溫度表：干球溫度表用

25、于測量空氣溫度。（2）濕球溫度表：在干球溫度表的感應(yīng)球部包裹著濕潤的紗布，因而被稱為濕球溫度表。干球溫度表和濕球溫度表配合可測量空氣濕度。（3）地面普通溫度表：地面普通溫度表用于測量裸地表面的溫度。1.2. 最高溫度表最高溫度表用來測量一段時間內(nèi)出現(xiàn)的最高溫度。其構(gòu)造與普通溫度表基本相同，不同之處是在最高溫度表球部內(nèi)嵌有一枚玻璃針，針尖插入毛細(xì)管使這一段毛細(xì)管變得窄小成為窄道，如圖2-4所示。圖2-4最高溫度表升溫時，球部水銀體積膨脹，壓力增大，迫使水銀擠過窄道進(jìn)入毛細(xì)管；降溫時，球部水銀體積收縮，毛細(xì)管中的水銀應(yīng)流回球部，但因水銀的內(nèi)聚力小于窄道處水銀與管壁的摩擦力，水銀柱在窄道處斷裂，窄道

26、以上毛細(xì)管中的水銀無法縮回到感應(yīng)部，水銀柱仍停留在原處，即水銀柱只會伸長，不會縮短。因此，水銀柱頂端對應(yīng)的讀數(shù)即為過去一段時間內(nèi)曾 經(jīng)出現(xiàn)過的最高溫度。為了能觀測到下一時段內(nèi)的最高溫度，觀測完畢需調(diào)整最高溫度表， 調(diào)整方法是：用手握住表身中上部，感應(yīng)部向下，刻度磁板與手甩動方向平行，手臂向前伸 直，離身體約 30。的角度，用力向后甩動，重復(fù)幾次，直到水銀柱讀數(shù)接近當(dāng)時的溫度。調(diào)整后放回原處時，應(yīng)先放感應(yīng)部，后放表身，以免毛細(xì)管內(nèi)水銀上滑。1.3. 最低溫度表最低溫度表用來測量一段時間內(nèi)出現(xiàn)的最低溫度。最低溫度表以酒精作為測溫液體。主要特點(diǎn)是在溫度表毛細(xì)管的酒精柱中，有一個可以滑動的藍(lán)色玻璃小游

27、標(biāo)，如圖2-5所示。當(dāng)溫度上升時，酒精體積膨脹，由于游標(biāo)本身有一定的重量，膨脹的酒精可從游標(biāo)的周圍慢慢流過，而不能帶動游標(biāo)，游標(biāo)停留在原處不動；但溫度下降時，毛細(xì)管中的酒精向感應(yīng)部 收縮，當(dāng)酒精柱頂端凹面與游標(biāo)相接觸時，酒精柱凹面的表面張力大于毛細(xì)管壁對游標(biāo)的摩擦力，從而帶動游標(biāo)向低溫方向移動，即游標(biāo)只會后退而不能前進(jìn)。因此，游標(biāo)遠(yuǎn)離感應(yīng)部 一端（右端）所對應(yīng)的溫度讀數(shù)，即為過去一段時間內(nèi)曾經(jīng)出現(xiàn)過的最低溫度。最低溫度觀測完后也應(yīng)調(diào)整最低溫度表， 調(diào)整方法是：將感應(yīng)球部向上抬起， 表身傾斜使游標(biāo)滑動到毛細(xì) 管酒精柱的頂端。調(diào)整后放回原處時，應(yīng)先放表身，后放感應(yīng)球部，以免游標(biāo)下滑。游標(biāo)酒制性圖2

28、-5最低溫度表1.4. 曲管地溫表和直管地溫表曲管地溫表用來測量淺層土壤溫度，其球部呈圓柱形，靠近感應(yīng)部彎曲成135。的折角,玻璃套管的地下部分用石棉等物填充，以防 止套管內(nèi)空氣的流動并隔絕其它土壤層熱量 變化對水銀柱的影響。一套曲管地溫表有四 支，分別測量 5、10、15、20cm深度的土壤 溫度。直管地溫表用來觀測 40、80、160、320cm 等深度的土壤溫度。直管地溫表是裝在帶有 銅底帽的管形保護(hù)框內(nèi)，如圖2-6所示，保護(hù)框中部有一長孔，使溫度表刻度部位顯露， 便于讀數(shù)。保護(hù)框的頂端連接在一根木棒上， 整個木棒和地溫表又放在一個硬橡膠套管 內(nèi)，木棒頂端有一個金屬蓋，恰好蓋住橡膠 套管

29、，蓋內(nèi)裝有氈墊，可阻止管內(nèi)空氣對流罩一軟木些;卜絨圈（氏孔一提環(huán)ri型 帽 木屑底 軟銅銅（總體）（保護(hù)框部分）和管內(nèi)外空氣交換，以及防止降水等物落入。圖2 6直管地溫表2 .自記溫度計(jì)自記溫度計(jì)是自動記錄空氣溫度連續(xù)變化的儀器。自記溫度計(jì)由感應(yīng)部分（雙金屬片）、傳遞放大部分（杠桿）、自記部分（自記鐘、紙、筆）組成，如圖2-7（a）所示。白記鐘筆擋艷桿杠桿（。自記溫度計(jì)黃銅 期鋼初始狀態(tài)（b）溫度變化時雙金屬片的彎曲圖2-7自記溫度計(jì)及其工作原理自記溫度計(jì)的感應(yīng)部分是一個彎曲的雙金屬片，它由熱膨脹系數(shù)較大的黃銅片與熱膨脹系數(shù)較小的錮鋼片焊接而成，如圖2-7（b）所示。雙金屬片的一端自記固定在支

30、架上，另一端（自由端）連接在杠桿上。當(dāng)溫度變化時，兩種金屬膨脹或收縮的程度不同， 其內(nèi)應(yīng)力使雙 金屬片的彎曲程度發(fā)生改變， 自由端發(fā)生位移，通過所連接的杠桿裝置， 帶動自記筆尖在自 記紙上畫出溫度變化的曲線，如圖 2-7（c）所示。自記紙（專用坐標(biāo)紙）緊貼在一個圓柱形的自記鐘筒上，并用金屬壓紙條固定。 溫度自記紙上的弧形縱坐標(biāo)為溫度， 橫坐標(biāo)為時間刻度線。自記鐘和自記紙都有日記型和周記型兩種， 日記型自記紙使用期限為一天，每天14時更換自記紙；周記型自記紙使用期限為一星期。3 .毛發(fā)濕度計(jì)毛發(fā)濕度計(jì)是自動記錄相對濕度連續(xù)變化的儀器。它由感應(yīng)部分（脫脂人發(fā)）、傳動機(jī)械（杠桿曲臂）、自記部分（自記

31、鐘、紙、筆）組成，見圖2-8。圖2-8毛發(fā)濕度計(jì)4 . 干、濕溫度表干濕球溫度表由兩支型號完全一樣的溫度表組成。一支用于測定空氣溫度，稱干球溫 度表，另一支球部包扎著氣象觀測專用的脫脂紗布，并使紗布保持濕潤狀態(tài)，稱濕球溫度 表。自然通風(fēng)干濕球溫度表和通風(fēng)干濕表較常用。（原理是甚么？ ？）4.1. “干、濕球法”測定空氣濕度的原理濕球溫度表的濕球球部被紗布濕潤后表面有一層水膜。空氣未飽和時，濕球表面的水分不斷蒸發(fā)，所消耗的潛熱直接取自濕球周圍的空氣，使得濕球溫度低于空氣溫度（即干球溫度），它們的差值稱作“干濕球差”。干濕球差的大小，取決于濕球表面的蒸發(fā)速度，而蒸 發(fā)速度又決定于空氣的潮濕程度。若

32、空氣比較干燥，水分蒸發(fā)快，濕球失熱多，則干濕球差 大；反之。若空氣比較潮濕，則干濕球差小。因此，可以根據(jù)干濕球差來確定空氣濕度。此 外，蒸發(fā)速度還與氣壓、風(fēng)速等有關(guān)。用干濕球法測濕的公式如下：e = ew - ap (t - tw)式中e為水汽壓（hpa） , t為干球溫度（c）,即氣溫，tw為濕球溫度（c） , p為本站氣 壓（hpa）, a是與通風(fēng)速度和溫度感應(yīng)部分的形狀有關(guān)的測濕系數(shù)，根據(jù)干濕表型號和通風(fēng) 速度來確定，ew為濕球溫度下的飽和水汽壓 （hpa）。只要測得t, tw和p,根據(jù)tw值從飽和水汽壓表中查得 ew。將它們代入上式就可算出e值，進(jìn)一步可計(jì)算出相對濕度 （u）、飽和差（

33、d）、露點(diǎn)溫度（td）等濕度物理量。4.2. 自然通風(fēng)干濕球溫度表自然通風(fēng)濕球溫度表紗布浸在蒸儲水杯里，使紗布保持濕潤狀態(tài)。 干濕球兩支溫度表垂直懸掛在小百葉箱內(nèi)的支架上，球部朝下，干球在東，濕球在西。干濕表的觀測讀數(shù)方法與氣溫觀測相同。觀測時應(yīng)注意給浸潤紗布的水杯添滿蒸儲水，紗布要保持清潔。紗布一般每周更換一次，紗布包扎 方法如圖2-9所示：采用氣象觀測專用吸水性能 良好的紗布包扎濕球球部。 包扎時，將長約locm 的新紗布在蒸儲水中浸濕，平貼無紿折地包卷在 水銀球上，紗布的重疊部分不要超過球部圓周的 1/4。包好后，用紗線把高出球部上面和球部下 面的紗布扎緊，并剪掉多余的紗線。紗布放入水

34、杯中時，要折疊平整。冬季只要?dú)鉁夭坏陀?-10 c,仍用干濕球溫度表測定空氣濕度。當(dāng)濕 球出現(xiàn)結(jié)冰時，為保持濕球的正常蒸發(fā)， 應(yīng)將紗 布在球部以下23mm處剪掉，將水杯拿回室內(nèi)。圖2-9濕球紗布包扎和凍結(jié)時紗布剪掉示意圖觀測前要進(jìn)行濕球融冰。其方法是：把整個濕球浸入蒸儲水水杯內(nèi)，使冰層完全融化。蒸儲水水溫與室溫相當(dāng)。當(dāng)濕球的冰完全融化，移開 水杯后應(yīng)除去紗布上的水滴。待濕球溫度讀數(shù)穩(wěn)定后，進(jìn)行干、濕球溫度的讀數(shù)并作記錄。 讀數(shù)后應(yīng)檢查濕球是否結(jié)冰 （用鉛筆側(cè)棱試試紗布軟硬 ）。如已結(jié)冰，應(yīng)在濕球溫度讀數(shù)右上 角記上“ b”字，待查算濕度用。4.3. 通風(fēng)干濕表圖210通風(fēng)干濕表1、2.干、濕球

35、溫度表 3、4.雙重保護(hù)管 5 .風(fēng)扇6 .中央圓管7 .三通管8.外保護(hù)板 9 .鑰匙10 .防風(fēng)罩11.掛鉤12 .玻璃滴管13 .橡皮囊通風(fēng)干濕表（阿斯曼）的構(gòu)造如圖2-10所示。兩支型號完全一樣的溫度表被固定在金屬架上，感應(yīng)部安裝在保護(hù)套管內(nèi)，套管表面鍍有反射力強(qiáng)的饃或銘， 避免太陽直接輻射的影響。 保護(hù)套管的兩層金屬間空氣流通， 通風(fēng)干 濕表是野外觀測空氣溫、濕度的常用儀器。3、 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1 .儀器安裝1.1 百葉箱儀器百葉箱是安置測量溫、濕度儀器用的防護(hù)設(shè)備，可防止太陽直接輻射和地面反射輻射對 儀器的作用，保護(hù)儀器免受強(qiáng)風(fēng)、雨、雪等的影響，并使儀器感應(yīng)部分有適當(dāng)?shù)耐L(fēng)，能感 應(yīng)外界

36、環(huán)境空氣溫、濕度的變化。百葉箱分為大百葉箱和小百葉箱兩種。大百葉箱安置自記溫、濕度計(jì)，小百葉箱安置干濕球溫度表和最高、最低溫度表、毛發(fā)表。在小百葉箱的底板中心，安裝一個溫度表支架， 干球溫度表和濕球溫度表垂直懸掛在支架兩側(cè)，球部向下，干球在東，濕球在西，感應(yīng)球部距地面1.5m高。在溫度表支架的下端有兩對弧形鉤，分別放置最高溫度表和最低溫度表，感應(yīng)部分向東。大百葉箱內(nèi)，上面架子放毛發(fā)濕度計(jì)，高度以便于觀測為準(zhǔn)；下面架子放自記溫度計(jì)，感應(yīng)部分中心離地面 1.5m。底座保持水平。1.2 地溫表的安裝地面溫度表（地面普通溫度表、地面最低溫度表和地面最高溫度表 ）和曲管地溫表，安裝 在地面氣象觀測場內(nèi)靠

37、南側(cè)的面積為234m的裸地上。地面三支溫度表水平地平行安放在地面上，從北向南依次為地面普通溫度表、地面最低溫度表和地面最高溫度表，相互間隔5cm,溫度表感應(yīng)球部朝東，球部和表身一半埋入土中，一半露出地面，如圖 2-11所示。圖2-11地面溫度表安裝示意圖圖2-12安裝曲管地溫表的小溝示意圖曲管地溫表安裝在地面最低溫度表的西邊約20cm處,按5、10、15、20cm深度順序由東向西排列，感應(yīng)部分朝北，表間相隔約10cm,表身與地面成45°的夾角（圖2-12）。安裝時，先挖一段長度約 40cm的溝，溝的北壁（oa）垂直向下，它與東西向的南壁 （ob=40cm）成 30°的夾角，

38、南壁（ob）隨深度挖成與北壁（oa）成45°交角的斜坡面，如圖 2-12所示。再用 卷尺沿溝的南壁量出各地溫表的水平位置，在北壁量取所需深度， 并在該深度處作一水平小洞穴，然后分別把地溫表放入溝內(nèi)，使感應(yīng)部嵌入北壁小洞，并檢查深度是否準(zhǔn)確，最后小 心地用土將溝填平。安裝好的曲管地溫表如圖2-13所示。測量的深度越深，表身的長度就越長，以使曲管地溫表的刻度部分都能露在地面上，便于觀測讀數(shù)。圖2-13曲管地溫表及安置示意圖直管地溫表安置在觀測場南邊有自然覆蓋234m的地段上，與地面最低表和曲管地溫表成一直線，從東到西由淺入深排列，彼此間隔50cmi2 . 觀測2.1 溫度表觀測在常規(guī)地面

39、氣象觀測中，溫度在每天02、08、14、20時（北京時）進(jìn)行觀測，稱為定時觀測。最高溫度和最低溫度每天觀測一次，在20時進(jìn)行，高溫季節(jié)則在 08時。讀數(shù)后要對最高溫度表和最低溫度表進(jìn)行調(diào)整，觀測地面最低溫度后，將最低溫度表取回室內(nèi)，以防爆裂，20時觀測前一刻鐘將其放回原處。直管地溫表只在14時觀測一次。小百葉箱內(nèi)的觀測順序是：干球溫度表、濕球溫度表、最高溫度表、最低溫度表、毛發(fā) 表、調(diào)整最高溫度表和最低溫度表。大百葉箱是先觀測自記溫度計(jì)，后觀測毛發(fā)濕度計(jì)，讀 數(shù)后均要作時間記號。觀測溫度表讀數(shù)時要迅速而準(zhǔn)確，盡量減少人為影響。讀數(shù)時視線應(yīng)平視。2.2 溫度計(jì)觀測定時觀測自記溫度計(jì)時，根據(jù)筆尖在

40、自記紙上的位置觀測讀數(shù)，讀數(shù)后要作時間記號。方法是輕輕按動一下儀器外側(cè)右壁的記時按鈕（如無記時按鈕，應(yīng)輕壓自記筆桿在自記紙上作時間記號），使自記筆尖在自記紙上劃一垂線。溫度計(jì)的誤差比較大，只有進(jìn)行了時間訂 正與記錄訂正后的數(shù)據(jù)才是可用的。日轉(zhuǎn)儀器每天換紙，周轉(zhuǎn)儀器每周換紙。 換紙步驟如下：（1）作記錄終止的記號（方法 同定時觀測做時間記號）。（2）掀開盒蓋，拔出筆擋，取下自記鐘筒（不取也可以），在自記跡 線終端上角記下記錄終止時間。（3）松開壓紙條，取下記錄紙，上好鐘機(jī)發(fā)條（視自記鐘的具體情況而定，切忌上得過緊 ），換上填寫好站名、日期的新紙。上紙時，要求自記紙卷緊 在鐘筒上，兩端的刻度線要對

41、齊，底邊緊靠鐘筒突出的下緣，并注意勿使壓紙條擋住有效記錄的起止時間線。（4）在自記跡線開始記錄一端的上角， 寫上記錄開始時間，按反時針方向 旋轉(zhuǎn)自記鐘筒（以消除大小齒輪間的空隙），使筆尖對準(zhǔn)記錄開始的時間，拔回筆擋并做一時間記號。（5）蓋好儀器的盒蓋。筆尖及時添加墨水， 但不要過滿，以免墨水溢出。如果筆尖出水不順暢或劃線粗澀，應(yīng)用光滑堅(jiān)韌的薄紙疏通筆縫。疏通無效，更換筆尖。新筆尖先用酒精擦拭除油，再上墨水。 更換筆尖要注意自記筆桿的長度必須與原來的長度等長。如果周轉(zhuǎn)型自記鐘一周快慢超過半小時，或日轉(zhuǎn)型自記鐘一天快慢超過lomin ,要調(diào)整自記鐘的快慢針。自記鐘使用到一定期限（一年左右），要清洗

42、加油。2.3 濕度計(jì)觀測濕度計(jì)的觀測、使用同溫度計(jì)。濕度計(jì)讀數(shù)時取整數(shù)，當(dāng)筆尖超過100%時，估計(jì)讀數(shù)，若筆尖超出鐘筒，記錄為“一”，表示缺測。2.4 地溫觀測地溫表的觀測順序是：地面普通溫度表、地面最高溫度表、地面最低溫度表、5cm> locm、 15cm、20cm曲管地溫表、調(diào)整地面最高、最低溫度表、40cn 80cg 160cm. 320cm直管地溫表。觀測地面溫度時不能將溫度表拿離地面；觀測曲管地溫表時， 要使視線與水銀柱頂端平齊，若溫度表表身有露水或雨水，可用手輕輕擦掉，但不能觸摸感應(yīng)部位。2.5 通風(fēng)干濕表觀測觀測時將通風(fēng)干濕表掛在測桿上，為與大氣候觀測資料比較，必須一個1.

43、5m高度觀測資料，其它懸掛高度視要求而定。為使儀器感應(yīng)部分與周圍空氣的熱量交換達(dá)到平衡，使用前應(yīng)暴露10min以上（冬季約30min）。觀測前45min（干燥地區(qū)23min）將濕球紗布濕潤， 給風(fēng)扇上足發(fā)條，上發(fā)條時應(yīng)手握儀器頸部， 發(fā)條不要上得太緊。 濕球溫度讀數(shù)穩(wěn)定后開始 讀數(shù)（先干球，后濕球）。讀數(shù)時要從下風(fēng)方向去接近儀器，不要用手接觸保護(hù)管，身體也不 要與儀器靠得太近。當(dāng)風(fēng)速大于4m/s時，應(yīng)將擋風(fēng)罩套在風(fēng)扇的迎風(fēng)面上。3 .濕度查算表的查算方法用干濕表測得干、濕球溫度，同時又測得本站氣壓，就可以用公式計(jì)算出e, u, td等濕度要素值。實(shí)際工作中，往往使用根據(jù)測濕公式編好的濕度查算表

44、直接查出各個濕度 要素。中國氣象局編制的濕度查算表 （氣象出版社，1980年12月），可供百葉箱通風(fēng)干濕 表，通風(fēng)干濕表（阿斯曼）、球狀和柱狀干濕表（自然通風(fēng)）等型號干濕表查算。 此查算表主要 由表1（濕球結(jié)冰），表2（濕球未結(jié)冰）及附表25組成，附表是不同型號干濕表的濕球溫度訂正值。濕度查算表的表1和表2每欄居中的數(shù)值為干球溫度 （t） , n為訂正參數(shù)，根據(jù)濕球結(jié) 冰與否決定使用表 1或表2。其它為濕球溫度（tw）、水汽壓（e）、相對濕度（u）、露點(diǎn)溫度（td）、 氣壓（p）,查算時使用本站氣壓值，個位數(shù)四舍五入。（1）在百葉箱中觀測到t、tw值且p=1000hpa,在表2找到相應(yīng)的t、t

45、w值，可查得e、u、td 值。例 1、t=17.7 c, tw=l3.3c, p=1001.1hpa,在表 2 找到（96 頁）t=17.7 c , tw=13.3c 時， e=12.3hpa, u=61%, td=10.1 c。若氣壓不為1000hpa,則需對濕球溫度進(jìn)行氣壓訂正，然后再查取空氣濕度。訂正方法是：根據(jù)t、tw值找出n值，然后用n和p值在表3中查出濕球溫度訂正值（aw）,再用t和 tw+aw的值查取e、 u、td值。例 2、t=17.6 c, tw=10.3 c, p=1018.2hpa,在表 2 （96 頁）找到 t=17.6 c, tw=10.3 c時, n=16。用 n

46、值和 p=1020hpa 在表 3 （ 214 頁）查得tw=-0.1 c ,用 t=17.6 c , tw+tw=10.3-0.1=10.2 c在表 2 查彳p p=7.5hpa, u=37%, td=2.9 c。（2）當(dāng)t<0, tw<0,且濕球未結(jié)冰也使用表2查找p, u, td值。例 3、t=-1.8c, tw=-5.8c, p=1017.3hpa,在表 2（47 頁）找到 t=-1.8 c ； , tw=-5.8 c 時， n=14,用 n 值和 p=1020hpa 在表 3 查得 tw=-0.1 c ,再用 t=-1.8 c, tw+aw=-5.8-0.1=-5.9 c

47、 從表 2 查得 e=1.2hpa, u=22%, td=-20.5c。（3）當(dāng)濕球結(jié)冰時，使用表 1查算。查算方法與濕球未結(jié)冰相同。（4）用通風(fēng)干濕表測得t、tw值，需使用附表2。例 4、t=20.5 c, tw=14.8 c, p=1043.0hpa 由表 2（108 頁）查得 n=11,再用 n 值和 p=1040 查附表 2（241 頁）得 atw=0.1 c,用 t=20.5 c, tw+atw=14.8-0.1=14.7 c,再查表 2（108 頁）， 得 e=12.8hpa, u=53%, td=10.7 c。使用其它型號干濕表的測定值查算濕度的方法詳見濕度查算表。4、 溫度表斷

48、柱的維修方法：當(dāng)溫度表水銀（或酒精）發(fā)生斷柱時，可用撞擊法和加熱法兩種方法修理。1 .撞擊法用手握住球部，使之處于掌心，將握住球部的手在其他較軟的東西上面撞擊，撞擊時手握球部要穩(wěn)，表身要保持垂直。 也可用一只手握住表的中部并使球部朝下，然后用握表的手腕在另一手掌上撞擊。手握表松緊要適宜，撞擊時應(yīng)保持表身垂直。2 . 加熱法只適用于毛細(xì)管頂管空腔較大且中斷部位離空腔較近的水銀溫度表。其方法是先盛半杯冷水，將溫度表球部插入水中，緩緩加入熱水，使溫度逐漸上升，直至水銀絲上部中斷部分 及氣泡全部升入空腔后，輕輕震動溫度表上部， 氣泡即可升至頂端。在操作中加熱不能太快，尤其當(dāng)水銀絲快接近空腔時，更應(yīng)緩慢

49、。當(dāng)水銀充滿空腔的1/3時，不宜再升高溫度，否則會引起球部破裂。中斷排除后，應(yīng)迅速甩動溫度表，將氣泡完全排除。處理后應(yīng)放置一段 時間再使用。5、 實(shí)習(xí)作業(yè)1 .在氣象觀測場內(nèi)進(jìn)行規(guī)范的空氣溫度與地面溫度的觀測，做好記錄并進(jìn)行器差訂正。2 .繪圖說明最低溫度表所顯示的最低溫度.3 .根據(jù)所測土壤溫度繪制土壤溫度的垂直廓線圖，并分析其特點(diǎn)。4 . 將測濕的記錄附在實(shí)習(xí)報(bào)告上。5 .根據(jù)所測數(shù)據(jù)計(jì)算各空氣濕度要素值。分析20cm與150cm空氣相對濕度變化特征及形成原因。六、復(fù)習(xí)思考題1 .百葉箱的作用是什么？2 .最高溫度表與最低溫度表為什么可以測出某一時段的最高溫度與最低溫度3 .試述“干濕差法

50、”的測濕原理。實(shí)驗(yàn)三 氣壓、風(fēng)、降水和蒸發(fā)的觀測.實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵罅私鉁y定氣壓、風(fēng)常用儀器構(gòu)造、原理和使用方法。掌握水銀氣壓表、空盒氣壓表氣壓讀數(shù)訂正及求算本站氣壓方法。掌握風(fēng)的觀測資料整理和分析方法。了解降水量、降水強(qiáng)度劃分，掌握各種雨量器的構(gòu)造、原理和使用方法。了解蒸發(fā)量的概念，掌握蒸發(fā)器的構(gòu)造、原理和使用方法。.實(shí)驗(yàn)儀器、內(nèi)容實(shí)驗(yàn)儀器：水銀氣壓表、空盒氣壓表；el型電接風(fēng)向風(fēng)速計(jì)、三杯輕便風(fēng)向風(fēng)速表;雨量器、虹吸式雨量計(jì)、翻斗式雨量計(jì)；小型蒸發(fā)器。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：測量當(dāng)時所在地點(diǎn)的氣壓，求算本站氣壓；觀測風(fēng)向、風(fēng)速，練習(xí)三杯輕便 風(fēng)向風(fēng)速表的安裝及實(shí)時觀測；降水量和蒸發(fā)量的實(shí)時觀測。1. 氣壓測

51、定測定氣壓的儀器，主要有液體氣壓表， 包括動槽式和定槽式水銀氣壓表；空盒氣壓表和氣壓計(jì)等。根據(jù)觀測目的不同，可選擇不同的氣壓儀器進(jìn)行觀測。1.1. 水銀氣壓表水銀氣壓表是性能穩(wěn)定， 精度較高的氣壓測定儀器。它是用一根一端封閉的玻璃管裝滿水銀，開口一端倒插入水銀槽中，管內(nèi)水銀柱受重力作用而下降，當(dāng)作用在水銀槽水銀面上的大氣壓強(qiáng)與玻璃管內(nèi)水銀柱作用在水銀槽內(nèi)水銀面上的壓強(qiáng)相平衡時，水銀柱就穩(wěn)定在某一高度上，這個高度即表示出當(dāng)時的氣壓。常用水銀氣壓表有動槽式（福丁式）和定槽式（寇 鳥式）兩種。1.1.1. 動槽式（福丁式）水銀氣壓表動槽式水銀氣壓表主要由玻璃內(nèi)管、外部套管和讀數(shù)標(biāo)尺及水銀槽三部分組成

52、，構(gòu)造如圖2-14。在水銀槽的上部有一象牙針，針尖位置為刻度標(biāo)尺的零點(diǎn)。每次觀測必須按要求 將槽內(nèi)的水銀面調(diào)至象牙針尖的位置。內(nèi)管是一直徑約8mm長名900mm勺玻璃管，頂端封閉，底端開口，開口處內(nèi)徑成錐形， 經(jīng)過專門的方法洗滌干凈并抽成真空后，灌滿純凈的水銀，內(nèi)管裝在氣壓表的外套管中，開口的一端插在水銀槽中。外套管是用黃銅制成的，起保護(hù)作用與固定內(nèi)管的作用， 其上部刻有毫米的標(biāo)尺， 上半部前后都開有長方形的窗孔，用來觀測內(nèi)管水銀柱的高度，調(diào)整螺絲能使游尺上下移動， 標(biāo)尺和游尺分別用來測定氣壓的整數(shù)和小數(shù)，套管的下部裝有一支附屬溫度表，其球部在內(nèi)管與套管之間，用來測定水銀及銅套管的溫度。水銀槽

53、分為上下兩部分， 中間有一個玻璃圈， 并用三根吊環(huán)螺絲扣緊。 水銀槽的上部主 要是一個皮囊，是用很軟的羊皮制成，其特性是能通氣而不漏水銀。用來指示刻度零點(diǎn)的象 牙針固定在木杯的平面上，其尖端向下。槽的下部是一個圓袋狀皮囊，囊外有一銅套管，銅 套管底盤中央有一個用以調(diào)節(jié)水銀面的調(diào)節(jié)螺絲。密度標(biāo)尺水銀柱-附園溫度喪外套管皴牙針?biāo)y面游同調(diào) 上一瞿嶂旋水鍬聞?wù){(diào)整幌腑水做面阻尼陶皮哲木托 水鈿因調(diào)整螺旋通氣孔螺旋上木桿f本杯皮"、胸象牙針尖g絲扣玻璃螭一內(nèi)世-秋布鍍uji（a）氣壓表外形構(gòu)造 （b） 氣壓表槽部圖2 - 14動槽式水銀氣壓表1.1.2. 定槽式（寇鳥式）水銀氣壓表定槽式水銀氣

54、壓表構(gòu)造上也分內(nèi)管，套管和水銀槽三部分。內(nèi)管和套管構(gòu)造大體與動槽式相同。槽部用鑄鐵或銅制成，內(nèi)盛定量水銀。槽頂有一氣孔螺絲，空氣通過此螺絲的空隙 與槽內(nèi)水銀面接觸，它與動槽式水銀氣壓表不同處是刻度尺零點(diǎn)位置不固定，槽部無水銀面調(diào)整裝置。因此，采用補(bǔ)償標(biāo)尺刻度的辦法，以解決零點(diǎn)位置的變動。1.2. 水銀氣壓表的安裝將氣壓表安置在室內(nèi)氣溫變化小，陽光充足又無太陽直射的地方，垂直地懸掛在墻壁或柱子上。室內(nèi)不得安置熱源如暖氣和爐灶等，也不得安置在窗戶旁邊。不要震動氣壓表。安裝前，應(yīng)將掛板或保護(hù)箱牢固地固定在準(zhǔn)備懸掛該表的地方，再小心地從木盒中取出氣壓表，槽部在下。然后先將槽的下端插入掛板的固定環(huán)里，再

55、把表頂懸環(huán)套入掛鉤中，使氣壓表自然垂直后，慢慢旋緊固定環(huán)上的三個螺絲 （不能改變氣壓表的自然垂直狀態(tài) ），將氣壓表固定。 最后旋轉(zhuǎn)槽底部螺旋， 使槽內(nèi)水銀面下降到象牙針尖稍下的位置為止。安穩(wěn)3個小時后，才可以觀測使用。1.3. 水銀氣壓表觀測方法及步驟1.3.1. 觀測觀測附屬溫度表，精確到0. 1c；調(diào)整水銀面與象牙針恰好相接，水銀面上既無小渦（如有小渦，則表示水銀面高了 ），也無空隙。調(diào)整動作要輕，使水銀面自下而上緩慢升高；調(diào) 整游尺恰好與水銀柱相切。調(diào)整時要注意保持視線與水銀柱同高，從上往下調(diào)。使游尺前后下緣與水銀柱凸頂點(diǎn)剛好相切，這時在頂點(diǎn)兩旁可以看到三角形空隙。讀數(shù)并記錄。先在標(biāo)尺上

56、讀取整數(shù)，后在游尺上讀取小數(shù)，以毫米（或hpa）為單位。精確到0.1,記入氣壓讀數(shù)欄內(nèi)。降下水銀面，讀數(shù)復(fù)驗(yàn)后，旋轉(zhuǎn)槽底調(diào)節(jié)螺絲使水銀面離開象牙針尖約23mm。1.3.2. 讀數(shù)訂正水銀氣壓表的讀數(shù)，只表示觀測時所得的水銀柱高度。一方面，由于氣壓表的構(gòu)造技術(shù)條件限制會產(chǎn)生一些儀器誤差；另一方面，由于氣壓表并不是總在標(biāo)準(zhǔn)情況下使用，即使氣壓相同，也會因溫度和重力加速度的不同，水銀柱高度不一樣。因此，水銀氣壓表的讀數(shù)要 經(jīng)過儀器誤差、溫度差、緯度重力差和高度重力差的訂正才是本站氣壓。（1）儀器差訂正：從該氣壓表的檢定證中查取儀器差訂正值，然后與氣壓讀數(shù)相加，得出經(jīng)過儀器差訂正后的氣壓值。（2）溫度