綜合氣象觀測

1、綜合氣象觀測實習(xí)報告2011-2012學(xué)年第1學(xué)期環(huán)科院學(xué)院環(huán)工專業(yè)09年級（1）班學(xué)號姓名一、請簡要敘述綜合氣象觀測的內(nèi)容、現(xiàn)狀以及發(fā)展趨勢。內(nèi)容：研究測量和觀察地球大氣的物理和化學(xué)特性以及大氣現(xiàn)象的方法和手段的一門學(xué)科。 主要有大氣氣體成分濃度、氣溶膠、溫度、濕度、壓力、風(fēng)、大氣湍流、蒸發(fā)、云、降水、 輻射、大氣能見度、大氣電場、大氣電導(dǎo)率以及雷電、虹、暈等。從學(xué)科上分，氣象觀測屬 于大氣科學(xué)的一個分支。它包括地面氣象觀測、高空氣象觀測、大氣遙感探測和氣象衛(wèi)星探 測等，有時統(tǒng)稱為大氣探測。由各種手段組成的氣象觀測系統(tǒng)，能觀測從地面到高層，從局 地到全球的大氣狀態(tài)及其變化?，F(xiàn)狀：優(yōu)點(diǎn):到目前

2、為止,我國的氣象及其他相關(guān)部門先后建立了約4600多個各類氣象臺站,初步實 施了大氣觀測、海洋觀測和陸地觀測，觀測對象涉及大氣、海洋、水文、冰雪、陸地、生態(tài) 等多個方面。衛(wèi)星和雷達(dá)觀測具有世界水平。我國成功發(fā)射了 4顆極軌*象衛(wèi)星和3顆靜止 氣象衛(wèi)星,是世界上同時擁有雙軌氣象業(yè)務(wù)衛(wèi)星的少數(shù)國家之一;沙塵暴監(jiān)測網(wǎng)、自動氣象站 網(wǎng)、L波段探空雷達(dá)網(wǎng)、全球定位系統(tǒng)（GPS）探空站、飛機(jī)探測、風(fēng)廓線儀和三維閃電定位儀 等的建設(shè)和應(yīng)用,提高了我國氣象綜合探測的現(xiàn)代化水平。不足：我國現(xiàn)有氣象觀測站網(wǎng)布局還存在不足，基礎(chǔ)研究、探測技術(shù)、探測儀器和裝備與發(fā) 達(dá)國家相比差距較大，離現(xiàn)代氣象觀測的要求還有較大距離

3、發(fā)展趨勢：依靠科技進(jìn)步,利用各種先進(jìn)成熟的探測技術(shù)和信息技術(shù)，建立門類較齊全、站網(wǎng) 密度適宜、布局合理的地基、空基氣象觀測網(wǎng)。在未來系列衛(wèi)星上合理搭載大氣化學(xué)、大氣 物理結(jié)構(gòu)等探測儀器;逐步構(gòu)成極軌、靜止和全球定位系統(tǒng)（GPS）、小衛(wèi)星等天基對地氣象 觀測體系，開展對天氣、氣候系統(tǒng)的高時空分辨率、高精度、全天候、長期持續(xù)穩(wěn)定的監(jiān)測。 實現(xiàn)對全球進(jìn)行全天候的定量觀測;對常規(guī)氣象要素,大氣化學(xué)成分及過程,氣候系統(tǒng)各圈層 相互作用的物理、化學(xué)、生物過程，進(jìn)行綜合監(jiān)測。二、地面觀測系統(tǒng)的測量項目包括哪些，并簡述其基本測量原理。云：判定云狀（云的外形特征、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和云底高度）、估計云量（全憑目測來估計，

4、估計 云量的地點(diǎn)必須能見全部天空）、測定云高（氣球測定云高，420型云幕燈測云高：目測云 高，用經(jīng)驗公式計算云高，利用己知目標(biāo)物高度估測云高）、選定云碼能見度：能見度的觀測儀器主要有透射能見度儀（根據(jù)準(zhǔn)直光束的散射和吸收導(dǎo)致光的損失 的原理制成，其采用測量發(fā)射器和接收器之間水平空氣柱的平均消光（透射）系數(shù)而算出能見 度）和散射能見度儀（是測量散射系數(shù)從而估算出氣象光學(xué)視程的儀器，它由發(fā)送器、接收 器與處理器組成。其基線長度很短發(fā)射光源與接收器安裝在同一支架上，避免基線難以對準(zhǔn) 的缺陷）兩種地面狀態(tài)：指未經(jīng)翻耕保持自然的地標(biāo)狀況。地面狀態(tài)劃分為兩種類型，二十種狀況，并以 0019二十個數(shù)碼表示氣

5、壓：氣壓是指單位面積上向上延伸到大氣上界的垂直空氣柱的重量空氣溫度：玻璃液體溫度表是利用裝在玻璃容器中的測溫液體隨溫度改變引起的體積膨脹, 從液體位置的變化來測定溫度的空氣濕度：通過干濕球溫度表測量空氣濕度?？諝鉂穸仍叫?，濕球表面的水分蒸發(fā)越快，濕 球溫度降得越多，干濕球的溫差就越大；反之，空氣濕度越大，濕球表面的水分蒸發(fā)越慢, 濕球溫度降得越少，干濕球的溫差就越小降水：翻斗式遙測雨量計是由感應(yīng)器、記錄器等組成的有線遙測雨量儀器，根據(jù)記錄下來的 翻斗翻轉(zhuǎn)的次數(shù)，即可遙測出降水量的值以及得到降水量隨時間的變化曲線。蒸發(fā)：指一定口徑的蒸發(fā)器中，在一定時間間隔內(nèi)因蒸發(fā)而失去的水層深度。風(fēng)：主要有風(fēng)向

6、（聲風(fēng)速表是利用聲波在空氣中的傳播速度與風(fēng)速之間的函數(shù)關(guān)系測量風(fēng)速 的）和風(fēng)速（風(fēng)速愈大，風(fēng)杯轉(zhuǎn)得愈快，單位時間內(nèi)電接的次數(shù)也就愈多）的觀測。積雪：有雪深、雪壓的觀測凍土：是指含有水分的土壤因溫度下降到oc或以下而呈凍結(jié)的狀態(tài)電線積冰：雨淞、霧淞凝附在導(dǎo)線上或濕雪凍結(jié)在導(dǎo)線上的現(xiàn)象，稱為電線積冰輻射：是以電磁波形式傳遞能量的一種方式，太陽輻射是地球表面獲得熱量的主要源泉，也 是地球表面與大氣交換熱量的一種形式。日照時數(shù)：在一給定時間，日照時數(shù)定義為太陽直接輻照度達(dá)到或超過120瓦每平方米的那 段時間總和。以小時（h）為單位，取一位小數(shù)?？谡諘r數(shù)也稱實照時數(shù)。三、自動氣象站主要有哪幾種？自動氣象

7、站主要測量要素有哪些？自動氣象站的各種傳感器 的工作原理？種類：有線遙測自動氣象站、無線遙測氣象站、長期自動氣象站要素：實時監(jiān)測風(fēng)速、風(fēng)向、雨量、溫度、濕度、氣壓、太陽輻射、土壤溫度、土壤濕度等 九要素工作原理：氣壓一一振筒式氣壓傳感器、膜盒式電容氣壓傳感器，膜盒式電容氣壓傳感器通過測量電容 量來測量氣壓，振筒式氣壓傳感器通過測出筒的諧振頻率計算出氣壓，壓阻式氣壓傳感器將 大氣壓力的變化轉(zhuǎn)換成電信號的變化，再經(jīng)過電子測量電路對信號進(jìn)行測量和處理而獲得氣 壓值氣溫一一伯電阻溫度傳感器，伯電阻溫度傳感器是利用金屬伯在溫度變化時自身電阻值也隨 之改變的特性來測量溫度的，顯示儀表將會指示出鉗電阻的電阻

8、值所對應(yīng)的溫度值濕度一一濕敏電容濕度傳感器，當(dāng)環(huán)境濕度發(fā)生改變時，濕敏電容的介電常數(shù)發(fā)生變化，使 其電容量也發(fā)生變化，其電容變化量與相對濕度成正比風(fēng)向一單翼風(fēng)向傳感器，風(fēng)標(biāo)隨風(fēng)向變化而轉(zhuǎn)動時，通過軸帶動碼盤在光電組件縫隙中轉(zhuǎn) 動，產(chǎn)生的光電信號對應(yīng)當(dāng)時風(fēng)向的格雷碼輸出風(fēng)速一一風(fēng)杯風(fēng)速傳感器，當(dāng)風(fēng)杯受水平風(fēng)力作用而旋轉(zhuǎn)時，通過活軸轉(zhuǎn)杯在狹縫光耦中的 轉(zhuǎn)動，輸出頻率的信號雨量一一翻斗式雨量傳感器，根據(jù)記錄下來的翻斗翻轉(zhuǎn)的次數(shù)，即可遙測出降水量的值以及 得到降水量隨時間的變化曲線蒸發(fā)一一超聲測距蒸發(fā)量傳感器，利用精確測量超聲波傳感器至水面距離并轉(zhuǎn)換成電信號輸 出，可即時測出蒸發(fā)量從而測得蒸發(fā)量輻射一

9、一熱電堆式輻射傳感器，直接感應(yīng)熱輻射，提供完善的遙控測溫裝置地溫一一伯電阻地溫傳感器，利用金屬伯在溫度變化時自身電阻值也隨之改變的特性來測量 溫度的，顯示儀表將會指示出鉗電阻的電阻值所對應(yīng)的溫度值日照一一直接輻射表、雙金屬片日照傳感器，當(dāng)照射在儀器上的直接輻射大于某預(yù)設(shè)閾值時, 被照射的那對雙金屬片外部黑色元件受熱高于內(nèi)側(cè)背光處元件，導(dǎo)致正向接觸，閉合形成電 的回路四、根據(jù)下表所附觀測記錄，計算水汽壓、相對濕度、露點(diǎn)溫度、海平面氣壓，寫出具體計 算過程。時間81420合計平均能見度6.0總/低云量/10/1Cs nebu云狀Fc云高500風(fēng)向風(fēng)速SE降水量定時RR2.1干球溫度26.2濕球溫度

10、18.8最高溫度26.5口最高最低溫度16.4口最低水汽壓相對濕度露點(diǎn)溫度本站氣壓1007.8T1218.11006.10厘米地溫38.3地面最高39.8口最高地面最低14.1口最低天氣現(xiàn)象 750 1354 （連續(xù)性，?。㏕1=273.1K, t=26.2C, tw=18.8C, A=0.8X10-3C-l, Po=1007.8hPa, h/400=0.1,tl2=18.1K E0=6.1078hPa, a=7.69, b=243.92T=Tl+tw=291.9k, tm=l/2(t+tl2)+h/400=22.25C, a =h/18400(l+tm/273)=0.02667lgEw=10.7957(l-Tl/T)-5.02800lg(T/Tl)+1.504