大氣探測(cè)復(fù)習(xí)資料解讀

1、大氣探測(cè)學(xué)第一章：緒論大氣探測(cè)的定義：大氣探測(cè)是對(duì)表征大氣狀況的氣象要素、天氣現(xiàn)象及其變化過程進(jìn)行個(gè)別或系 統(tǒng)的、連續(xù)的觀測(cè)和測(cè)定，并對(duì)獲得的記錄進(jìn)行整理，了解大氣內(nèi)部的物理，化學(xué)特征及其變化。 大氣探測(cè)通常分為近地層大氣探測(cè)和高空大氣探測(cè)。大氣探測(cè)原理分為： （ 1）直接測(cè)量：感應(yīng)元件置于待測(cè)介質(zhì)之中，根據(jù)元件性質(zhì)的變化，得到描 述大氣狀況的氣象參數(shù)。（2）遙感測(cè)量：根據(jù)電磁波在大氣中傳播過程中信號(hào)的變化，反演出大氣中氣象要素的變化?？梢?分為主動(dòng)遙感和被動(dòng)遙感兩種方式。大氣探測(cè)的“三性”要求：大氣探測(cè)資料應(yīng)具備：代表性、準(zhǔn)確性和可比性。觀測(cè)資料質(zhì)量的好 壞，均以觀測(cè)資料的“三性”來(lái)衡量。（

2、 1）。代表性：探測(cè)值能夠代表一定空間范圍和時(shí)間段的平均狀況，分為空間代表性和時(shí)間代表性。 （2）準(zhǔn)確性：反映測(cè)量值與真實(shí)狀況誤差大小的程度。（3）可比較性：是指不同測(cè)站和不同時(shí)間的測(cè)量值能進(jìn)行比較。探測(cè)儀器的性能包括： （1）準(zhǔn)確度儀器的測(cè)量值（已做各種訂正后）與真值的符合程度。（2）分辨率導(dǎo)致一個(gè)測(cè)量系統(tǒng)響應(yīng)值變化的最小的環(huán)境改變量。（ 3）穩(wěn)定性：指儀器性能隨時(shí)間的變化率。（4）靈敏度：儀器的靈敏度就是它的示度在被測(cè)要素改變單位物理量時(shí)所移動(dòng)的距離、旋 轉(zhuǎn)的角度或顯示輸出量的大小。 （ 5）慣性儀器的動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度。第二章：云的觀測(cè)云的概念：云：是懸浮在大氣中的小水滴或冰晶微?；蚨呋旌系?/p>

3、可見聚合體。有時(shí)也包含一些 較大的雨滴及冰、雪粒。底部不接觸地面。2云的觀測(cè)主要包括： 判定云狀， 估計(jì)云量和測(cè)定云高和選定云碼。 云的觀測(cè)應(yīng)注意它的連續(xù)演變， 盡量選擇在能看到全部天空及地平線的開闊地點(diǎn)或平臺(tái)上進(jìn)行 3通常按云的外形特征、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和云底高度，將云分為 3 族、 10 屬、 29 類。 低云族包括積云，積雨云，層積云，層云和雨層云五屬。一般云底高度 2500 米。大部分低云都可 能產(chǎn)生降水，雨層云常有連續(xù)性降水，積雨云多陣性降水，有時(shí)降水量很大。中云族包括高積云和高層云兩屬。中云由水滴、過冷水滴與冰晶混合組成。云底高度一般在25005000 米之間。高層云常產(chǎn)生降水。高云族包括

4、卷云，卷層云和卷積云三屬，云底高度 5000 米。（具體分類，特征，相似云判斷在書本 23 頁(yè)到 32 頁(yè)）形成云的基本過程：云的形成過程是空氣中的水汽由各種原因達(dá)到過飽和而發(fā)生凝結(jié)或凝華的過程。 水汽要凝結(jié)成水滴或凝華成冰晶而形成云，必須具備兩個(gè)基本條件： 一是要有水汽凝結(jié) 核，二是要有水汽過飽和， 二者缺一不可。 大氣中一般不缺乏凝結(jié)核， 因此， 形成云的最關(guān)鍵問題， 還在于應(yīng)有水汽的過飽和。波狀云和莢狀云的形成機(jī)理也要掌握。云量的觀測(cè)：云量是指云遮蔽天空視野的成數(shù)。云量觀測(cè)包括總云量和低云量?？傇屏渴侵赣^測(cè) 時(shí)天空被所有的云遮蔽的成數(shù)，低云量指天空被低云所遮蔽的成數(shù)，均記整數(shù)（1）總云量

5、的觀測(cè) :全天無(wú)云，總云量記 0 ；天空完全為云所遮蔽，記 10；天空完全為云所遮蔽，但只要從云隙中 可見青天，則記 10 ；云占全天十分之一，記 1 ；云占全天十分之二，記 2 ；其余依次類推 天空有少許云，其量不到天空的十分之零點(diǎn)五時(shí)，總云量也記 0（2）低云量的觀測(cè) : 觀測(cè)低云量的方法與總云量同 .云高的觀測(cè)：云底距測(cè)站地面的垂直距離稱為云高。實(shí)測(cè)云高的幾種方法：（1）氣球測(cè)定云高：用已知升速的氫氣球或氦氣球，觀測(cè)其進(jìn)入云底（氣球開始模糊但未最終消失的點(diǎn)）的時(shí)間，乘以氣球升速求得。（ 2）云幕燈測(cè)定云高：夜間利用云幕燈燈光垂直照射云底，形成一個(gè)明顯的光點(diǎn)，在距云幕燈已知 水平距離的觀測(cè)

6、點(diǎn)，用仰角器瞄準(zhǔn)光點(diǎn)，測(cè)得仰角值，根據(jù)直角三角形的原理，求算出云高。 （3）激光測(cè)云儀測(cè)云高。第三章：能見度的觀測(cè)1定義：能見度是能夠看到周圍景物的程度，指具有正常視力的人在當(dāng)時(shí)的天氣條件下觀測(cè)目標(biāo)物 時(shí)，能從背景上分辨出目標(biāo)物輪廓的最大距離。是反映大氣透明度的一個(gè)指標(biāo)。所謂“能見” ，在白天是指能夠看到和辨認(rèn)出目標(biāo)物的輪廓和形體；在夜間是指能清楚地看見目 標(biāo)燈的發(fā)光點(diǎn)凡是看不清目標(biāo)物的輪廓，認(rèn)不清其形體，或者所見目標(biāo)燈的發(fā)光點(diǎn)模糊，燈光散亂， 都不算“能見” 。影響能見度的基本因子：大氣透明度；目標(biāo)物和背景的屬性；眼睛的視覺性能視亮度對(duì)比是指目標(biāo)物視亮度和背景視亮度之差與兩者中較大的一個(gè)值之

7、比視亮度對(duì)比值越大， 越有利于人眼從背景中識(shí)別出目標(biāo)物。我們把人眼能從背景上區(qū)分出目標(biāo)物的視亮度對(duì)比的最小值稱為 “對(duì)比視覺閾” ，用 來(lái)表示。當(dāng) K時(shí)，目標(biāo)物能見，否則，目標(biāo)物不能見。對(duì)于正常視力的人來(lái)說， 的平均值約為 0.02氣象光學(xué)視程（ MOR）定義：指白熾燈發(fā)出色溫為 2700K 的平行光束的光通量，在大氣中削弱至初始值的 5%所通過的路徑長(zhǎng)度。能見度測(cè)量方法分為能見度目測(cè)法和能見度器測(cè)法能見度目測(cè)法在白天采用水平能見度，夜間采用燈光能見距離。 （水平）白天能見度是指視力正常 （對(duì)比視感閾為 0.05） 的人， 在當(dāng)時(shí)天氣條件下， 能夠從天空背景中看到和辨認(rèn)出黑色目標(biāo)物 （大小 適

8、中，視角較大）的最大水平距離。夜間則是能看到和確定出一定強(qiáng)度燈光的最大水平距離。8有效能見度是是指周圍視野中二分之一以上的范圍都能看到的最大水平距離。能見度儀的種類： （1）透射式能見度儀：透射能見度儀采用測(cè)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。（2）散射能見度儀是測(cè)量散射系數(shù)從而估算出氣象光學(xué)視程的儀器，可以分為前向散射儀，后向散 射儀和側(cè)向式散射儀。重點(diǎn)掌握后向式。后向式散射儀的工作原理：通過探測(cè)大氣后向散射能量大 小推斷散射系數(shù)。WMO研究表明： 在較低氣象光學(xué)視程下， 散射儀測(cè)量準(zhǔn)確度不如透射儀； 散射儀受降水影響較大， 且測(cè)量值呈現(xiàn)很大的變動(dòng)性，系統(tǒng)

9、誤差較大。第四章：天氣現(xiàn)象的觀測(cè)1. 天氣現(xiàn)象是指發(fā)生在大氣中和地表中能夠直接被人感知的一些物理現(xiàn)象，包括降水、水汽凝結(jié)物 （云除外）、凍結(jié)物、干質(zhì)懸浮物和光、電的現(xiàn)象，也包括一些風(fēng)的特征。2. 主要天氣現(xiàn)象的特征：（1）雨：滴狀的液態(tài)降水，下降時(shí)清楚可見，強(qiáng)度變化較緩慢，落在水面上會(huì)激起波紋和水花，落 在干地上可留下濕斑。（2）陣雨：開始和停止都較突然、強(qiáng)度變化大的液態(tài)降水，有時(shí)伴有雷暴。（3）毛毛雨：稠密、細(xì)小而十分均勻的液態(tài)降水，下降情況不易分辨，看上去似乎隨空氣微弱的運(yùn) 動(dòng)飄浮在空中，徐徐落下。迎面有潮濕感，落在水面無(wú)波紋，落在干地上只是均勻地潤(rùn)濕地面而無(wú) 濕斑。（4）雪：固態(tài)降水，大

10、多是白色不透明的六出分枝的星狀、六角形片狀結(jié)晶，常緩緩飄落，強(qiáng)度變 化較緩慢。溫度較高時(shí)多成團(tuán)降落。5）陣雪：開始和停止都較突然、強(qiáng)度變化大的降雪。（ 6）雨夾雪：半融化的雪（濕雪） ，或雨和雪同時(shí)下降。（ 7）陣性雨夾雪：開始和停止都較突然、強(qiáng)度變化大的雨夾雪。（ 8）霰：白色不透明的圓錐形或球形的顆粒固態(tài)降水，直徑約2-5 毫米，下降時(shí)常呈陣性，著硬地常反跳，松脆易碎。（ 9）米雪：白色不透明的比較扁的或比較長(zhǎng)的小顆粒固態(tài)降水，直徑常小于 1 毫米，著硬地不反跳。（10）冰粒：透明的丸狀或不規(guī)則狀的固態(tài)降水，較硬，著硬地一般反跳。直徑小于毫米。有時(shí) 內(nèi)部還有未凍結(jié)的水，如被碰碎，則僅剩下破

11、碎的冰殼。（11）冰雹：堅(jiān)硬的球狀、錐狀或形狀不規(guī)則的固態(tài)降水，雹核一般不透明，外面包有透明的冰層， 或由透明的冰層與不透明的冰層相間組成。大小差異大，大的直徑可達(dá)數(shù)十毫米。常伴隨雷暴出現(xiàn)。（ 12）霧：大量微小水滴浮游空中，常呈乳白色，有霧時(shí)水平能見度小于1.0 千米。（ 13 ）輕霧：微小水滴或已濕的吸濕性質(zhì)粒所構(gòu)成的灰白色的稀薄霧幕，出現(xiàn)時(shí)水平能見度為1.0-10.0 千米以內(nèi)。（ 14）霾：微小水滴或已濕的吸濕性質(zhì)粒所構(gòu)成的灰白色的稀薄霧幕，出現(xiàn)時(shí)水平能見度為 1.0-10.0千米以內(nèi)（15）煙幕： 大量的煙存在空氣中， 使水平能見度小于 10.0 千米。城市、工礦區(qū)上空的煙幕呈黑色、

12、 灰色或褐色，濃時(shí)可以聞到煙味。（ 16）沙塵暴： 由于強(qiáng)風(fēng)將地面大量塵沙吹起，使空氣很混濁，水平能見度小于 1.0 千米。（ 17）揚(yáng)沙：由于風(fēng)大將地面塵沙吹起，使空氣相當(dāng)混濁，水平能見度在1.0-10.0 千米以內(nèi)（ 18）浮塵：塵土、細(xì)沙均勻地浮游在空中，使水平能見度小于 10.0 千米。浮塵多為遠(yuǎn)處塵沙經(jīng)上層氣流 傳播而來(lái)，或?yàn)樯硥m暴、揚(yáng)沙出現(xiàn)后尚未下沉的細(xì)粒浮游空中而成。（ 19）露：水汽在地面以及近地面物體上凝結(jié)而成的水珠（霜融化成的水珠，不記露）。（ 20）霜： 水汽在地面和近地面物體上凝華而成的白色松脆的冰晶；或由露凍結(jié)而成的冰珠。易在 晴朗風(fēng)小的夜間生成。（21）雨?。哼^冷卻

13、液態(tài)降水碰到地面物體后直接凍結(jié)而成的堅(jiān)硬冰層，呈透明或毛玻璃狀，外表 光滑或略有隆突。（22）霧凇：空氣中水汽直接凝華，或過冷卻霧滴直接凍結(jié)在物體上的乳白色冰晶物，常呈毛茸茸 的針狀或表面起伏不平的粒狀，多附在細(xì)長(zhǎng)的物體或物體的迎風(fēng)面上，有時(shí)結(jié)構(gòu)較松脆，受震易塌（ 23）吹雪：由于強(qiáng)風(fēng)將地面積雪卷起，使水平能見度小于10.0 千米的現(xiàn)象。（24）雪暴：為大量的雪被強(qiáng)風(fēng)卷著隨風(fēng)運(yùn)行，并且不能判定當(dāng)時(shí)天空是否有降雪。水平能見度一 般小于 1.0 千米。（25）積雪：雪（包括霰、米雪、冰粒）覆蓋地面達(dá)到臺(tái)站四周能見面積一半以上時(shí)，稱為積雪。（26）結(jié)冰：指露天水面（包括蒸發(fā)器的水）凍結(jié)成冰。（27）

14、雷暴：為積雨云云中、云間或云地之間產(chǎn)生的放電現(xiàn)象。表現(xiàn)為閃電兼有雷聲，有時(shí)亦可只聞雷聲而不見（28）閃電閃電。：為積雨云云中、云間或云地之間產(chǎn)生放電時(shí)伴隨的電光。但不聞雷聲。（29）極光：在高緯度地區(qū)晴夜見到的一種在大氣高層輝煌閃爍的彩色光弧或光幕（ 30）大風(fēng)：瞬間風(fēng)速達(dá)到或超過 17.0 米秒（或目測(cè)估計(jì)風(fēng)力達(dá)到或超過 8 級(jí)）的風(fēng)。（31）颮：突然發(fā)作的強(qiáng)風(fēng)，持續(xù)時(shí)間短促。出現(xiàn)時(shí)瞬間風(fēng)速突增，風(fēng)向突變，氣象要素隨之亦有 劇烈變化，常伴隨雷雨出現(xiàn)。（ 32）高溫：夏季日最高氣溫連續(xù)兩天或以上35的天氣。（33）華 :月光或陽(yáng)光透射云層的過程中，受到均勻云滴（水滴或者冰晶）的衍射，在月亮和太

15、陽(yáng)的 周圍緊貼月盤或日盤形成內(nèi)紫外紅的彩環(huán) .（34）暈：天空中有一層高云，陽(yáng)光或月光透過云中的冰晶發(fā)生散射或折射，會(huì)在太陽(yáng)或粵港的周圍 產(chǎn)生內(nèi)紅外紫的光環(huán)。（35）虹和霓：日，月光經(jīng)云滴或霧滴發(fā)生折射和反射而形成的彩色大弧。虹是內(nèi)紫外紅，外側(cè)角 半徑約為 42，霓是內(nèi)紅外紫，內(nèi)側(cè)角半徑約為50。（36）峨眉寶光：日（月）光從觀測(cè)者后面投射到前方云幕或霧幕上，因受云，霧滴的衍射而產(chǎn)生 的彩環(huán)。（37）霞：日出日落前后在太陽(yáng)附近或太陽(yáng)相對(duì)一側(cè)的天空或云層上出現(xiàn)的色彩現(xiàn)象。（38）海市蜃樓：在平靜無(wú)風(fēng)的海面，湖面或沙漠上出現(xiàn)的飄渺的幻象。（39）曙暮光：日出或日落時(shí)分，陽(yáng)光照射到高層大氣, 被大氣

16、分子散射 ,出現(xiàn)在太陽(yáng)反方向地平面附近的粉紅色反暮曙光弧，也常被稱為是金星帶。3要能夠區(qū)分幾種常見的天氣現(xiàn)象： （ 1），（ 2）和（ 3）；（16），（17）和（ 18）；（13），（14）和（ 15） 主要是靠能見度和相對(duì)濕度來(lái)判定 ;（20）,（21） 和（22）; （9），（10），（11）和（ 14）； 4地面狀態(tài)是未經(jīng)翻耕保持自然的地表狀況。地面狀態(tài)劃分為表中的二種類型，二十種狀況，并以 00-19 二十個(gè)數(shù)碼表示。第五章：溫度的測(cè)量溫度的定義：從宏觀上講，溫度是反映物體冷熱程度的一個(gè)物理量；從微觀上講，溫度是描述大 量分子運(yùn)動(dòng)平均動(dòng)能的一個(gè)物理量，也就是說它反映了大量分子無(wú)規(guī)則運(yùn)

17、動(dòng)的劇烈程度。熱平衡：當(dāng)兩個(gè)冷熱不同的物體相互接觸時(shí)就會(huì)發(fā)生熱傳導(dǎo)現(xiàn)象，較熱的物體總是將熱量傳送到 較冷的物體，直到這兩個(gè)物體的冷熱程度相同為止，這就是熱平衡。3溫標(biāo)：衡量溫度的尺度。常見的溫標(biāo)： （1）攝氏溫標(biāo) t （）（2）華氏溫標(biāo)（） （3） 熱力學(xué)溫標(biāo) T（K）。T-t=273.15 ；F=（ 95）t+32.4從 1990 年開始，通用的溫標(biāo)是“國(guó)際溫標(biāo)（ ITS-90 ）”，它是根據(jù)若干個(gè)可再現(xiàn)的平衡狀態(tài)溫度 的認(rèn)定值和在這些溫度下校準(zhǔn)的專用儀器確定的。測(cè)溫方法分為直接接觸和遙感測(cè)溫的方法。直接接觸的常規(guī)測(cè)溫儀器有溫度表和溫度計(jì)兩類，都 是將儀器的感溫元件和被測(cè)物體接觸，待兩者達(dá)到

18、熱平衡時(shí)，測(cè)得感溫元件的形體和特性變化，從 而可知被測(cè)物體的溫度。遙感的測(cè)溫方法是根據(jù)接收來(lái)自被測(cè)物的電磁波或聲波信息，來(lái)探測(cè)被測(cè) 物溫度。這類儀器不需要使感應(yīng)元件與被測(cè)物直接接觸，因此稱為遙感測(cè)溫。溫度觀測(cè)一般包括空氣的溫度（簡(jiǎn)稱氣溫） 、地溫以及水面溫度。單位以攝氏度（）表示，取一 位小數(shù)。氣溫的測(cè)定項(xiàng)目有：定時(shí)氣溫，日最高氣溫，日最低氣溫，配有溫度計(jì)的氣象站做氣溫的 連續(xù)記錄。8，玻璃液體溫度表是利用裝在玻璃容器中的測(cè)溫液體隨溫度改變引起的體積膨脹，從液柱位置的變 化來(lái)測(cè)定溫度的。常用的玻璃液體溫度表有（1）干濕球溫度表，干濕球溫度表由兩支型號(hào)完全一樣的溫度表組成。其中干球溫度表用于測(cè)定

19、 1.5 米高度處的氣溫。 （ 2） 最高溫度表，最高溫度表的構(gòu) 造與一般溫度表不同，它的感應(yīng)部分內(nèi)有一玻璃針，伸入毛細(xì)管，使感應(yīng)部分與毛細(xì)管之間形成一 窄道。當(dāng)溫度升高時(shí)，感應(yīng)部分水銀體積膨脹，擠入毛細(xì)管；而溫度下降時(shí)，毛細(xì)管內(nèi)的水銀，由 于通道窄， 卻不能縮回感應(yīng)部分， 因而能指示出上次調(diào)整后這段時(shí)間內(nèi)的最高溫度。 （3） 最低溫度表 。 最低溫度表中的感應(yīng)液是酒精，它的毛細(xì)管內(nèi)有一啞鈴形游標(biāo)。當(dāng)溫度下降時(shí)，酒精柱便相應(yīng)下降， 由于酒精柱頂端張力作用，帶動(dòng)游標(biāo)下降；當(dāng)溫度上升時(shí)，酒精膨脹，酒精柱經(jīng)過游標(biāo)周圍慢慢上 升，而游標(biāo)仍停在原來(lái)位置上，因此它能指示上次調(diào)整以來(lái)這段時(shí)間內(nèi)的最低溫度。（

20、 4）地面溫度表地溫是下墊面溫度和不同深度的土壤溫度的統(tǒng)稱。 地面測(cè)溫項(xiàng)目： 地表溫度 （地面最高最低溫度表） ， 淺層溫度（曲管溫度表，低溫傳感器） ，深層溫度（直管地溫表，深層低溫傳感器） 。曲管地溫表有 5,10,15,20 厘米四只溫度表。直管地溫表有 40,80,160,320 厘米四種深度。9. 玻璃液體溫度表的誤差： （ 1）基點(diǎn)的永恒位移：玻璃液體溫度表球部的容積隨時(shí)間增加而縮小， 以致基點(diǎn)不斷提高，即所謂基點(diǎn)的永恒位移。 （ 2）玻璃變形引起的誤差：當(dāng)溫度由低溫升至高溫后，再令其急速冷卻到初始的溫度時(shí)，溫度表的指示會(huì)偏低。（ 3）刻度誤差上述誤差均可以通過對(duì)儀器的檢定，得出訂

21、正值，并編制成檢定證，使用時(shí)對(duì)讀數(shù)加以訂正。10雙金屬片溫度計(jì)是自動(dòng)記錄氣溫連續(xù)變化的儀器。它由感應(yīng)部分、傳遞放大部分、自記部分組 成。雙金屬片位移量的大小是與溫度變化成正比的，故溫度自記紙具有等分的刻度。感應(yīng)部分是一 個(gè)雙金屬片，傳遞放大部分主要作用是把雙金屬片變形的位移量，進(jìn)行傳遞和放大。自記部分包括 自記鐘、自記紙和自記筆三部分。11電測(cè)溫度表： （ 1）熱電偶：利用熱電原理進(jìn)行溫度測(cè)量的儀器稱為熱電偶溫度表。 將兩個(gè)不同的金屬或合金，連接成一個(gè)閉合回路。若兩端接觸點(diǎn)的溫度不同，就會(huì)產(chǎn)生溫差電動(dòng)勢(shì)。 接觸點(diǎn)的溫差越大，回路中電動(dòng)勢(shì)也就越大，這種現(xiàn)象叫熱電現(xiàn)象（ 2）金屬電阻溫度表：金屬導(dǎo)

22、體電阻的阻值隨溫度的升高而增大。知要測(cè)Rt定金R屬0 （電1阻的t阻） 值，就可知導(dǎo)體所處環(huán)境的溫度。金屬材料的要求： a. 電阻元件具有較大的電阻溫度系數(shù) b. 電阻元件與溫度有很好的線性關(guān) 系 c, 電阻元件的電阻率大 d. 電阻元件的物理和化學(xué)性能穩(wěn)定 。氣象上，常用于測(cè)溫的金屬電阻材 料，有鉑、鎳、銅幾種。 （3） 熱敏電阻：原料是某些金屬氧化物的混合物。半導(dǎo)體熱敏電阻的阻值隨 溫度的升高而減小， Rt=A?e（B/t） 因此它具有負(fù)溫度系數(shù)。熱敏電阻可以進(jìn)行遠(yuǎn)距離溫度測(cè)量，而且測(cè)量的靈敏度也高。（ 1） 12. 測(cè)溫元件的熱滯效應(yīng)：測(cè)溫元件和被測(cè)對(duì)象進(jìn)行熱交換需要一個(gè)過程，所以測(cè)溫元

23、件對(duì) 被測(cè)對(duì)象溫度變化的響應(yīng)總是滯后的，這種現(xiàn)象稱為熱滯效應(yīng)。熱滯效應(yīng)引起的測(cè)溫誤差稱 為熱滯誤差。熱滯系數(shù) mc/hs 是反映測(cè)溫元件響應(yīng)外界溫度變化快慢的一個(gè)參量。 值 越小，趨近于 就越快，元件響應(yīng)越快。要使溫度表的熱滯系數(shù)小，必須選用比熱小，質(zhì) 量小的測(cè)溫元件，并增大感應(yīng)表面積和熱交換系數(shù)，而熱交換系數(shù)的大小取決于介質(zhì)流速大 小，這樣 的大小也就與風(fēng)速有一定關(guān)系。 （ 1）介質(zhì)溫度保持不變時(shí)的熱滯誤差：介質(zhì)溫度 保持不變時(shí)的熱滯誤差：設(shè)、 均為常數(shù)t e /設(shè)初始條件 0時(shí)，t t0, 則：et0熱滯系數(shù) 的物理意義為：當(dāng)介質(zhì)溫度保持不變時(shí)，溫度表示度和介質(zhì)溫度之差 減小到起始溫度差

24、t0 的時(shí)所需要的時(shí)間。 （2）介質(zhì)溫度呈線性變化時(shí)，上式簡(jiǎn)化為 注：當(dāng) /5 ，即感（1應(yīng)時(shí)間e遠(yuǎn)大于熱）滯系數(shù) （ 3）介質(zhì)溫度呈周期性變化 : 介質(zhì)溫度呈簡(jiǎn)單的周期為、振輻為的正弦變化形式時(shí)，t 0 A 2 2 sin（ 2T tg 12T ）4 2 2 T T設(shè)初始條件 0時(shí)，tt0 = 0，則1 4T 213由于太陽(yáng)的直接輻射、地面的反射輻射等的影響，會(huì)使測(cè)溫元件的表示度與實(shí)際氣溫存在差異。 在白天強(qiáng)日射的情況下，將使元件溫度高于氣溫，導(dǎo)致較大的輻射誤差。氣溫測(cè)量中的防輻射設(shè)備： 百葉箱，通風(fēng)干濕表（通風(fēng)速 度在 2.0 3.0 米秒），防輻射罩。14. 防止輻射誤差的途徑：屏蔽，增

25、加元件反射率，人工通風(fēng)，采用極細(xì)的金屬絲元件，減小元件的 熱容量。第六章：濕度的測(cè)量空氣的濕度 （簡(jiǎn)稱濕度 ） 是表示空氣中的水汽含量和潮濕程度的物理量。地面觀測(cè)中測(cè)定的是離地面 1.50 米高度處的濕度 。測(cè)量濕度的儀器主要有：干濕球溫度表、毛發(fā)濕度表、通風(fēng)干濕表、露點(diǎn)儀、濕度計(jì)和濕敏電容 濕度傳感器等。3表示空氣濕度的參量： （1） . 混合比 r ：空氣中水汽質(zhì)量 mv與干空氣質(zhì)量 ma之比。單位用千 克千克 （） . 比濕：空氣中水汽質(zhì)量 mv 與空氣總質(zhì)量 mv+ma之比。單位用千克千克 （3） 水氣壓： 濕空氣中水汽部分的壓力。 （ 4）飽和水汽壓： 在一定溫度和壓強(qiáng)下， 水汽和平

26、面純凈水 （冰） 面達(dá)到氣液兩相平衡時(shí)純水蒸汽的水氣壓該溫度下的平水（冰）面飽和水汽壓。在同一溫度下，冰 面上的飽和水汽壓要小于水面上的飽和水汽壓。（ 5）空氣中實(shí)際水汽壓與當(dāng)時(shí)氣溫與氣壓下的飽和水汽壓之比。以百分?jǐn)?shù)（）表示，取整數(shù)。（ 6）絕對(duì)濕度（又叫水汽密度或水汽濃度 ） v：?jiǎn)挝蝗莘e空氣中所含的水汽質(zhì)量。單位用千克米3。（7）露點(diǎn)溫度和霜點(diǎn)溫度：空氣在水汽含量和氣壓不變的條件下冷卻達(dá)到飽和時(shí)的溫度。單位以攝氏度（ ） 表示。 當(dāng)空氣中的水汽已達(dá)到飽和時(shí)， 氣溫與露點(diǎn)溫度相同 t =td ，而水汽未達(dá)到飽和時(shí)， t td 。 td 與 t 的差值就表示了空氣距飽和的程度測(cè) 濕 方 法：（

27、. ） 熱力學(xué)方法：利用蒸發(fā)表面冷卻降溫的程度隨濕度而變的原理來(lái)測(cè)定濕度。 主要是干濕表法 （）. 吸濕法： 利用吸濕物質(zhì)吸濕后的尺度變化或電性能變化來(lái)測(cè)濕度。 有毛發(fā)、 腸膜元件、氯化鋰元件、氧化鋁元件等等（） . 露點(diǎn)法：測(cè)量凝結(jié)面降溫產(chǎn)生凝結(jié)時(shí)的溫度，即 露點(diǎn)溫度。主要儀器是露點(diǎn)儀。 （. ） 光學(xué)法：利用測(cè)量水汽對(duì)光輻射的吸收衰減作用，來(lái)測(cè)定水 的含量。主要儀器有紅外濕度計(jì)和賴曼 濕度計(jì)（） . 稱量法：直接稱量出一定體積濕空氣中的水汽含量。此法測(cè)量的要求較高，需要時(shí)間長(zhǎng)， 操作較繁，但其測(cè)濕準(zhǔn)確度相當(dāng)高，可優(yōu)于 0.2 ，是濕度計(jì)量基準(zhǔn)的一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，通常作為檢定校 準(zhǔn)的基準(zhǔn)4. 干濕球

28、溫度表（1）測(cè)量原理：將干球溫度表和濕球溫度表置于相同的環(huán)境中。濕球周圍空氣未達(dá)到飽和時(shí)，表面 的水分蒸發(fā)，不斷地消耗蒸發(fā)潛熱，使?jié)袂驕囟认陆怠Ｍ瑫r(shí)，由于氣溫與濕球的溫差使四周空氣與 濕球產(chǎn)生熱交換。在穩(wěn)定平衡的條件下，濕球溫度表蒸發(fā)支出的熱量將等于由于與四周空氣熱交換 得到的熱量。濕球表面降溫的程度，與周圍空氣的濕度有關(guān)。（2）測(cè)濕 系 數(shù) A： 影響測(cè)濕系 數(shù) A 的 因子 主 要是 流經(jīng)濕球 的風(fēng) 速 ， 其次是濕球的形狀、大小、濕潤(rùn)方式等。 A值可以從理論上進(jìn)行計(jì)算，但實(shí)用上決定A 值的是用實(shí)驗(yàn)的方法直接測(cè)定。 A值隨著風(fēng)速的增加而減小，一般當(dāng)風(fēng)速超過 2.5m/s 時(shí)， A值就趨近于

29、一個(gè)最小 臨界值，風(fēng)速再增大時(shí)， A 值基本維持不變。（3）測(cè)量誤差： 溫度表的讀數(shù)誤差：溫度表讀數(shù)有誤差，將導(dǎo)致相對(duì)誤差的很大誤差，這種誤差是非線性的，特別 在低溫時(shí)誤差是相當(dāng)大的。因此，在我國(guó)規(guī)定，在-10 ，即停止使用干濕表測(cè)濕。溫度越低，相應(yīng)的干濕表差值的變化量越小。不同氣溫下，相對(duì)濕度變化范圍0-100%時(shí)，干濕球差的變化量。風(fēng)速造成的誤差：風(fēng)速達(dá)不到規(guī)定要求造成的誤差；風(fēng)速不穩(wěn)定造成的誤差。濕球結(jié)冰造成的誤差 : 濕球紗布結(jié)冰時(shí)，將會(huì)增加溫度表滯后效應(yīng)而造成誤差。因此在觀測(cè)前應(yīng)先進(jìn) 行濕球溶冰。濕球紗布及蒸餾水受到污染造成的誤差： 濕球紗布及蒸餾水受到污染時(shí)， 能減少水分蒸發(fā)， 從

30、而使 A 值增加。因此應(yīng)定期用蒸餾水清洗和更換濕球紗布。毛發(fā)濕度表原理 :毛發(fā)的特性： （ 1）長(zhǎng)度隨濕度變化：相對(duì)濕度增大時(shí)，毛發(fā)會(huì)增長(zhǎng)。反之，毛發(fā)會(huì)縮短; 。（2）癱瘓效應(yīng)：毛發(fā)在相對(duì)濕度低于 30的空氣中放置過久時(shí)，當(dāng)濕度再回升時(shí)，毛發(fā)示度總是低于空氣的 實(shí)際濕度，感濕速度也顯著下降。消除的辦法是將毛發(fā)放在飽和空氣中，使其逐漸復(fù)原；（ 3）溫度效應(yīng)：發(fā)的熱膨脹系數(shù)極不規(guī)則。愛勒斯等實(shí)驗(yàn)指出，毛發(fā)在 1.5 時(shí)最長(zhǎng)，從 1.5 至 15.0 時(shí)， 隨著溫度的升高其伸長(zhǎng)量逐漸縮短，而在 1.5 以下時(shí)，隨著溫度的降低其伸長(zhǎng)量迅速縮短；（ 4）滯后效應(yīng)：毛發(fā)指示的示度常常落后于實(shí)際濕度的變化。

31、毛發(fā)的滯后系數(shù)與氣溫、濕度、風(fēng)速成反 比。毛發(fā)濕度表使用時(shí)的注意事項(xiàng)（ 1） 氣象臺(tái)站規(guī)定當(dāng)氣溫降低到 -10.0 時(shí)，停止觀測(cè)濕球溫度，改用毛發(fā)濕度表測(cè)濕（ 2） 毛發(fā)測(cè)濕的精度較低，影響毛發(fā)測(cè)濕精度的因子有很多（ 3） 毛發(fā)濕度表在使用前的一個(gè)半月應(yīng)與干濕球溫度表進(jìn)行對(duì)比觀測(cè)，根據(jù)干濕球溫度表測(cè)定的 濕度和毛發(fā)濕度表的讀數(shù)，編制毛發(fā)濕度訂正圖，以確定其訂正值。一般來(lái)說，沒有制定訂 正圖的毛發(fā)濕度表是不能使用的。濕敏電容傳感器： 傳感器置于大氣中， 當(dāng)大氣中水汽透過上電極進(jìn)入介電層， 介電層吸收水汽后， 介電系數(shù)發(fā)生變化，導(dǎo)致電容器電容量發(fā)生變化。電容量的變化正比于相對(duì)濕度。氯化鋰濕度片測(cè)濕

32、：原理溶液濃度隨濕度變化。實(shí)驗(yàn)指出：具有固定濃度的酸或鹽的溶液，在 一定溫度下，有一定的飽和水汽壓，光學(xué)濕度計(jì)：比爾 -朗伯定律 F（）= F0（ ）exp （-ww l ）F0（ ） 發(fā)射光源的通量密度F（ ） 到達(dá)檢測(cè)器的通量密度 w 水汽對(duì)該波長(zhǎng)的吸收系數(shù) w 水汽密度（絕對(duì)濕度）l 光學(xué)路徑長(zhǎng)度冷鏡露點(diǎn)濕度表露點(diǎn)濕度表： 測(cè)量濕空氣經(jīng)冷卻后達(dá)到飽和狀態(tài)并可在一個(gè)固體表面 （通常為鏡面） 上檢測(cè)到露 （或 霜）沉積時(shí)的溫度。誤差來(lái)源： 1 開爾文效應(yīng)： 露滴（表面彎曲）的飽和水汽壓高于平面飽和水汽壓；影響結(jié)果- 鏡面結(jié)露溫度低于真實(shí)露點(diǎn)溫度，誤差約 0.1 。拉烏爾（ Rault ）效應(yīng)

33、：空氣與鏡面之間有雜質(zhì)，特別是有一定量的可溶性物質(zhì)時(shí)，使飽和水汽 壓低于同溫度下的潔凈空氣和鏡面的飽和水汽壓 ; 影響結(jié)果 - 使露點(diǎn)溫度值偏高。第七章：氣壓的測(cè)定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。常用的氣壓?jiǎn)挝皇前倥?（hPa） 1hPa=100Pa；一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓 =760mmHg氣象上常用的液體氣壓表是水銀氣壓表的原因。 （選擇）（ 1）在氣壓表管內(nèi)的液體柱的高度是與該液體的密度有關(guān)的。由于水銀的密度比較大（13.596g cm3），當(dāng)它與大氣壓力相平衡的時(shí)候，所需水銀柱的高度比較適中，便于制造和觀測(cè)（ 2）當(dāng)溫度不超過 60時(shí)，水銀蒸氣壓很小，因此在氣壓表管內(nèi)的水

34、銀蒸氣壓，對(duì)于水銀氣壓表的 示度，在觀測(cè)的精確度范圍內(nèi)不會(huì)有影響（3）水銀不沾濕玻璃，管中水銀面成凸起的彎月面，易于正確地判定它的位置（4）水銀的性能很穩(wěn)定，不易與其它的物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)。水銀經(jīng)過洗滌蒸餾等方法的處理，就可以得 到十分純凈的合乎水銀氣壓表觀測(cè)精確度要求的水銀水銀氣壓表的類型（ 1）動(dòng)槽式水銀氣壓表 （福丁式 Fortin ）（ 2 ）定槽式水銀氣壓表 （寇烏式 Kew ）動(dòng)槽式水銀氣壓表的構(gòu)造原理 動(dòng)槽式水銀氣壓表的主要特點(diǎn)是有測(cè)定水銀柱高度的固定“零點(diǎn)” ，故每次測(cè)定都需調(diào)整水銀面的高 低，使其符合固定零點(diǎn)的位置。才能讀取水銀柱高度. 動(dòng)槽式水銀氣壓表主要分為三部分：內(nèi)管；外套管

35、；槽部。動(dòng)槽式水銀氣壓表的測(cè)量范圍一般為810-1070hPa（600-800 mmHg，） 并能在空氣溫度為 15-+45 的條件下正常工作，其測(cè)量誤差不超過0.4hPa 或 0.3mmHg定槽式水銀氣壓表的構(gòu)造原理 定槽式水銀氣壓表主要分為三部分：內(nèi)管；套管；槽部主要特點(diǎn)是沒有固定零點(diǎn)，而采用了補(bǔ)償標(biāo)尺的方法，定槽式水銀氣壓表表身刻度要比動(dòng)槽式短一些，在我國(guó)1mmHg的實(shí)際長(zhǎng)度只有 0.98mm。定槽式水銀氣壓表的測(cè)量范圍和工作條件，要求與動(dòng)槽式水銀氣壓表相同，但其測(cè)量誤差變?yōu)?.5hPa本站氣壓訂正原因：水銀氣壓表是利用水銀的壓力 (重力) 與大氣壓力相平衡的原理測(cè)量大氣壓力的。 我 們

36、通常在水銀氣壓表上觀測(cè)到的標(biāo)尺示度實(shí)際上只表示觀測(cè)所得到的水銀柱的高度，還并不 是真正的氣壓，由于儀器差的存在和氣壓表并不總是在標(biāo)準(zhǔn)條件下使用，即使氣壓相同，也 會(huì)因溫度和重力加速度的不同，水銀柱的高度不一樣。因此，水銀氣壓表讀數(shù)須依次經(jīng)過儀 器差、溫度差、重力差三步訂正才是本站氣壓( 2) 方法儀器差訂正由于受制成氣壓表的材料的物理特性的變化及制作技術(shù)條件的限制而產(chǎn)生的儀器差主要由下列幾個(gè)原因造成： 真空不良的影響 ； 毛細(xì)壓縮誤差； 溫度的不確定度； 水銀蒸氣壓的影響； 標(biāo)尺誤差； 由于安裝條件不妥引起的誤差； 其它誤差方法： 以上誤差實(shí)際上是作為儀器差綜合表現(xiàn)出來(lái)的，一般不進(jìn)行逐項(xiàng)的檢定

37、，只是在與標(biāo)準(zhǔn)氣壓表進(jìn)行 比較檢定后，得出綜合訂正值表供觀測(cè)時(shí)使用溫度差訂正當(dāng)溫度變化時(shí)水銀密度也隨之改變，從而引起水銀柱高度的變化，同時(shí)溫度的變化也將使測(cè)量水銀 柱高度的黃銅標(biāo)尺發(fā)生脹縮。這樣，當(dāng)外界氣壓不變，而溫度發(fā)生變化時(shí)，水銀柱和黃銅標(biāo)尺均會(huì) 發(fā)生脹縮。這種純系溫度的變化而引起的氣壓讀數(shù)的改變值，稱為水銀氣壓表的溫度差式中為附溫表所示溫度pt方法： 0.0001634tCtt 1 0.0001818t重力差訂正t =0,緯度 =45 ，海平面在前面已經(jīng)提到，利用水銀氣壓表中水銀柱高度表示氣壓的前提是：上的重力為標(biāo)準(zhǔn)。若在不同緯度、不同海拔高度的測(cè)站上，即使氣壓一樣，水銀密度也相同(經(jīng)溫

38、度差訂正后) 方法：, 但因重力加速度不同，而使水銀柱高度也不同緯度重力差訂正在平均海平面上，重力加速度隨緯度的變化：g ,0 980.616(1 0.0026373cos 0.0000059cos2 2 ) 高度重力差訂正 在陸地臺(tái)站：g ,h g ,0 0.0000003086h 0.0000001118(h h )h 為測(cè)站的海拔高度， h 為以測(cè)站為中心的半徑 150 km 范圍內(nèi)的平均海拔高度 在水面上的臺(tái)站 , 平均海拔高度低于 10 m ：g ,h g ,0 0.0000003086h 0.00000688(D D )D為測(cè)點(diǎn)正下方的水深， D為以測(cè)站為中心的半徑 150 km

39、范圍內(nèi)的平均水深 在海岸附近地區(qū)的臺(tái)站：g ,h g ,0 0.0000003086h 0.0000001118 (h h) 0.00000688(1 )(D D ) 為半徑 150 km 地區(qū)內(nèi)陸地面積所占比重使用水銀氣壓表的臺(tái)站，按下面的公式計(jì)算本站氣壓：空盒的特性（ 1）空盒彈性的溫度效應(yīng) 空盒與所有的彈性體一樣，它的楊氏模量具有負(fù)溫度系數(shù)。溫度增加時(shí)彈力就減弱，形變變大，測(cè) 量值偏大。若大氣壓力維持不變，在升溫時(shí)空盒的厚度將變薄，因此需要采取措施加以補(bǔ)償 a、雙金屬片補(bǔ)償法：雙金屬片被安裝在空盒底部。設(shè)溫度升高影響使厚度減小，使自由端下降了 K；但雙金屬片的變形作用使空盒基底提高了 S

40、b、殘余氣體補(bǔ)償法：在空盒內(nèi)殘留一定的氣體，當(dāng)溫度升高時(shí)，盒內(nèi)氣體的張力增大，使空盒向外 擴(kuò)張，以抵消因彈力減弱而引起的空盒壓縮上述兩種補(bǔ)償法，不論采用哪一種方法，都只有在補(bǔ)償點(diǎn)時(shí)才能得到完全補(bǔ)償，當(dāng)氣壓不等于補(bǔ)償 點(diǎn)氣壓時(shí)，都只能得到部分補(bǔ)償（2）空盒的彈性后效 彈性后效指當(dāng)外界氣壓消失后，空盒不能完全恢復(fù)到它原來(lái)的形狀，這種現(xiàn)象叫空盒的彈性后效彈性后效有兩個(gè)主要特點(diǎn)：a 當(dāng)氣壓變化停止后空盒的形變并不停止。 b. 空盒的升壓曲線和降壓曲線不一致 前一種可以在制造工藝中加以消除，后者則無(wú)法克服?？蘸袣鈮河?jì)的特點(diǎn)： 氣壓計(jì)是自動(dòng)、連續(xù)記錄氣壓變化的儀器，其準(zhǔn)確度較差，因此氣壓計(jì)的記錄必須與水銀

41、氣壓表測(cè) 得的本站氣壓值進(jìn)行比較訂正，方可使用 . 氣壓計(jì)由感應(yīng)部分（金屬?gòu)椥阅ず薪M） 、傳遞放大部分 （兩組杠桿）和自記部分（自記鐘、筆、紙）組成沸點(diǎn)氣壓表： 沸點(diǎn)氣壓表是利用液體的沸點(diǎn)溫度隨氣壓的變化而變化的關(guān)系來(lái)測(cè)量氣壓的， 在低 氣壓測(cè)量時(shí)，它比空盒氣壓表的精度要高，特點(diǎn)：氣壓越低，靈敏度越高。第八章：地面風(fēng)的測(cè)量風(fēng)的定義：風(fēng)就是指空氣的水平運(yùn)動(dòng)，風(fēng)的運(yùn)動(dòng)既有速度又有方向，說明了風(fēng)是一個(gè)矢量，因此 風(fēng)的觀測(cè)包括風(fēng)向和風(fēng)速兩項(xiàng) 。風(fēng)向：風(fēng)向是指風(fēng)的來(lái)向，用十六方位表示，以拉丁文縮寫記錄。風(fēng)速： 風(fēng)速是空氣質(zhì)點(diǎn)在單位時(shí)間內(nèi)所移動(dòng)的水平距離 以米/ 秒為單位，定時(shí)觀測(cè)取整數(shù)，自記 記錄取一位

42、小數(shù) 。取得具有代表性的風(fēng)資料：風(fēng)的觀測(cè)一般是取某一時(shí)段內(nèi)的平均風(fēng)速和最多風(fēng)向 。氣象臺(tái)站觀測(cè) 中，一般是取兩分鐘的平均風(fēng)速和最多風(fēng)向，自記儀器是取十分鐘的平均風(fēng)速和最多風(fēng)向。陣風(fēng)（風(fēng)的陣性）是指瞬時(shí)風(fēng)向風(fēng)速在平均值附近漲落的變化和分布特性。測(cè)定平均風(fēng)速時(shí)，儀 器要有優(yōu)良的積分性能（即自動(dòng)平均能力）；要是測(cè)定陣風(fēng)，儀器應(yīng)能反映瞬時(shí)風(fēng)速，自動(dòng)平均能 力良好反而不利 。因此選擇儀器要根據(jù)觀測(cè)要求來(lái)決定。風(fēng)向的測(cè)量?jī)x器：風(fēng)向標(biāo)。分為頭部（維持平衡也稱平衡錘）、水平桿與尾翼三部分。整個(gè)風(fēng)向 標(biāo)可繞垂直軸旋轉(zhuǎn)。它的重心正好在轉(zhuǎn)動(dòng)軸的軸心上 。風(fēng)向標(biāo)的作用原理：當(dāng)風(fēng)的來(lái)向與風(fēng)向標(biāo)成某一個(gè)交角時(shí)，風(fēng)對(duì)風(fēng)向標(biāo)

43、產(chǎn)生壓力，這個(gè)力可分解 成平行和垂直于風(fēng)向標(biāo)的兩個(gè)分力。由于風(fēng)向標(biāo)頭部受風(fēng)面積較小，尾翼受風(fēng)面積較大，因而感受 的風(fēng)壓不相等，垂直于尾翼的風(fēng)壓產(chǎn)生風(fēng)壓力矩，使風(fēng)向標(biāo)繞垂直軸旋轉(zhuǎn)，直至風(fēng)向標(biāo)頭部正好對(duì) 著風(fēng)的來(lái)向時(shí)，由于翼板兩邊受力平衡，風(fēng)向標(biāo)就穩(wěn)定在某一位置。風(fēng)向標(biāo)應(yīng)滿足兩種特性：（ 1）靈敏性：在小風(fēng)速或風(fēng)向改變不大的情況下，能很快地反映出風(fēng)向變化來(lái)。（ 2）穩(wěn)定性：當(dāng)風(fēng)向改變時(shí)，由風(fēng)向標(biāo)本身慣性作用引起的擺動(dòng)要小。風(fēng)速測(cè)量?jī)x器：風(fēng)杯形風(fēng)速器。測(cè)速原理：它的感應(yīng)部分是由三個(gè)或四個(gè)圓錐形或半球形固定在 架子上的風(fēng)杯組成。整個(gè)架子連同風(fēng)杯裝在一個(gè)可以自由轉(zhuǎn)動(dòng)的軸上，所有的風(fēng)杯都順著一面。在 風(fēng)壓

44、的作用下，風(fēng)杯就順著圓錐（球形）的凸面方向自由旋轉(zhuǎn)。風(fēng)速儀的過高效應(yīng)：（1）慣性 2 ）垂直氣流 3 ） 風(fēng)向脈動(dòng) 。一般的風(fēng)杯風(fēng)速表 過高效應(yīng) 10% 。風(fēng)向和風(fēng)速的傳送：傳送和指示風(fēng)向標(biāo)最常用的是格雷碼盤 ，格雷碼盤的特點(diǎn)：格雷碼盤將風(fēng) 向標(biāo)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)角度的度數(shù)變換成一個(gè)二進(jìn)制的數(shù)字信號(hào)，格雷碼盤由等分的同心圓組成，由內(nèi)到外 分別作 21、22、23、24、25 等分，相鄰兩份做透光和不透光處理，通過位于碼盤兩側(cè)同一半徑上的 光電耦合器件輸出相應(yīng)的格雷碼；傳送和指示風(fēng)速最常用的是多齒光盤 。熱力式風(fēng)速表的測(cè)量原理：它是根據(jù)被加熱物體的散熱速率與周圍空氣流速的關(guān)系來(lái)測(cè)量風(fēng)速 的。利用一根被加熱

45、的金屬絲置于空氣中，散熱速率與周圍空氣的流速有關(guān)，利用這種特性來(lái)測(cè)量 風(fēng)速。聲學(xué)風(fēng)速表的測(cè)量原理： 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(cè)量風(fēng) 速的。第九章：輻射及日照時(shí)數(shù)的觀測(cè)：輻射的概念：輻射是以電磁波形式傳遞能量的一種方式，太陽(yáng)輻射是地球表面獲得熱量的主要來(lái) 源，也是地球表面與大氣交換熱量的一種形式。太陽(yáng)輻射又稱短波輻射，因?yàn)槠淠芰康?9集中在 0.17-4um 波段內(nèi)，地球表面、大氣、 氣溶膠和云層向四周發(fā)射的能量 90集中在 4-40um 之間，故稱為長(zhǎng)波輻射。輻射中的幾個(gè)概念：（ 1）太陽(yáng)直射輻射（ S）：包括來(lái)自太陽(yáng)面的直接輻射和太陽(yáng)周圍一個(gè)非常 狹窄的環(huán)形天

46、空輻射（環(huán)日輻射），用水平面太陽(yáng)直接輻射（SL） 來(lái)度量，可用直接輻射表測(cè)量。S L ,HAS sinH A S 為co太s陽(yáng)Z 高度角 ,Z 為天頂角 .（2） 散射輻射 Ed：太陽(yáng)輻射經(jīng)過大氣散射或云的反射，從天空2 立體角以短波形式向下，到達(dá)地面的那部分輻射?？捎每傒椛浔?，遮住太陽(yáng)直接輻射的方法測(cè)量.（3）總輻射 Eg: 水平面上，天空 2立體角內(nèi)所接收到的太陽(yáng)直接輻射和散射輻射之和?？捎每傒?射表測(cè)量 .（4）短波反射輻射 （Er ） ：總輻射到達(dá)地面后被下墊面向上反射的那部分短波輻射。可用總輻射表感 應(yīng)面朝下測(cè)量 , 下墊面的反射能力以它的反射比Ek 表示（地表反照率） .（5）全輻

47、射（ E）：短波輻射與長(zhǎng)波輻射之和，波長(zhǎng)范圍：0.29-100 m。（ 6）大氣長(zhǎng)波輻射 EL：大氣以長(zhǎng)波形式向下發(fā)射的那部分輻射，或稱大氣逆輻射。（ 7）地面長(zhǎng)波輻射 EL：地球表面以長(zhǎng)波形式向上發(fā)射的輻射（包括地面長(zhǎng)波反射輻射）。與地面 溫度有密切聯(lián)系。（ 8）凈全輻射 E*（輻射平衡）：太陽(yáng)與大氣向下發(fā)射的全輻射和地面向上發(fā)射的全輻射之差值，也 稱為凈輻射或輻射差額。凈全波輻射E*= Eg +EL-Er -EL ；凈短波輻射 Eg*= Eg - Er ；凈長(zhǎng)波輻射 El*= EL - EL 。太陽(yáng)常數(shù)：在日地平均距離處地球大氣上界垂直于太陽(yáng)光束方向上接收到的太陽(yáng)輻照度，稱為太 陽(yáng)常數(shù)。輻

48、射測(cè)量單位：（ 1） 輻照度 E：在單位時(shí)間內(nèi)，投射到單位面積上的輻射能，即觀測(cè)到的瞬時(shí) 值。單位為瓦 / 米 2（ W/m2），取整數(shù)。 曝輻量 H：指一段時(shí)間（如一天）輻照度的總量或稱累計(jì)量。單位為兆焦耳/ 米 2（ MJ/m2），取兩位小數(shù)， 1MJ=106J=106W s環(huán)日輻射的概念：來(lái)自太陽(yáng)周圍半徑 2.5 天空范圍內(nèi)的散射，稱為環(huán)日輻射。7太陽(yáng)直接輻射的測(cè)量?jī)x器 :（1） 絕對(duì)日射強(qiáng)度表工作原理：感應(yīng)部分由兩塊涂黑的錳 銅片組成， 其中一塊受日光照射而增熱， 另一塊不受照射而通過電流加熱， 調(diào)節(jié)加熱電流直到兩 塊錳銅片溫度相同，即熱電偶對(duì)檢流計(jì)的輸出為零，此時(shí)太陽(yáng)輻照度 S=（R

49、/ lb）i2=i2K ，K 為 儀器常數(shù)，絕對(duì)儀器。（注意事項(xiàng)了解一下。）（2）相對(duì)日射強(qiáng)度表的構(gòu)造：表由進(jìn)光筒，自動(dòng)跟蹤裝置及附件組成，進(jìn)光筒內(nèi)部是光瀾和感 應(yīng)面等。測(cè)量原理：感應(yīng)面對(duì)著太陽(yáng)的一面涂黑，另一面是熱電堆，當(dāng)有陽(yáng)光從進(jìn)光口照射到感 應(yīng)面時(shí)，溫度升高，與另一面形成對(duì)比，從而產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)，該電動(dòng)勢(shì)與太陽(yáng)直接輻射成正比?？傒椛浔淼臉?gòu)成：由感應(yīng)件，玻璃罩和附件組成， 感應(yīng)件由感應(yīng)面和熱電堆組成。 測(cè)量原理：感應(yīng)面由黑白相間的金屬片組成，利用黑片和白片吸收率的不同，然后測(cè)定其下端熱電 堆的溫差電動(dòng)勢(shì)，再換算成輻射強(qiáng)度。熱電偶的熱接點(diǎn)處于黑片的下方，冷接點(diǎn)處于白片的下方， 整個(gè)感應(yīng)面密封在一

50、個(gè)半球形玻璃罩中（雙層石英玻璃），為了保持罩內(nèi)空氣的干凈，玻璃管內(nèi)存 放有干燥劑。兩種效應(yīng)：（ 1）方位效應(yīng)：如果太陽(yáng)輻射強(qiáng)度不變，太陽(yáng)天頂角（或高度角）不變， 轉(zhuǎn)動(dòng)儀器一圈，儀器的讀數(shù)應(yīng)該是不變的。（2）余弦效應(yīng)：如果太陽(yáng)輻射強(qiáng)度不變，太陽(yáng)天頂角逐漸改變，儀器的讀數(shù)應(yīng)該與天頂角的余弦成正比。散射輻射表由總輻射表和遮光環(huán)兩部分組成，在測(cè)量散射輻射時(shí)用遮光板遮住太陽(yáng)的直接輻射， 此時(shí)感應(yīng)器感應(yīng)的就是天空散射輻射。凈全輻射表：在一定高度的水平面上，測(cè)量來(lái)自上下兩方面的全輻射差額，上下感應(yīng)面裝有既能 透過短波，又能透過長(zhǎng)波輻射的半球形專用聚乙烯薄膜罩。測(cè)量原理: 凈輻射表由上下兩片涂黑感應(yīng)面與熱電堆

51、組成，凈輻射表的兩片感應(yīng)面，緊貼在繞線型熱電堆的上下接點(diǎn)上。當(dāng)感應(yīng)部分（兩 面）接收到不同的輻射量時(shí)，使得熱電堆上下端產(chǎn)生溫差，測(cè)量熱電堆輸出的電訊號(hào)，經(jīng)過換算就 可以得出凈輻射 .長(zhǎng)波輻射表：長(zhǎng)波輻射表的構(gòu)造、外觀與總輻射表基本相合，由感應(yīng)件、玻璃罩和附件等組成， 不同的是用硅單晶玻璃罩，為阻隔3m以下的短波輻射。日照指能使地上物體投射出清晰陰影的直接輻射，日照時(shí)數(shù)指太陽(yáng)在一地實(shí)際照射的時(shí)數(shù)。在一 給定時(shí)間，日照時(shí)數(shù)定義為太陽(yáng)直射輻照度達(dá)到或超過 120 瓦每平方米的那段時(shí)間總和以小時(shí)（ h） 為單位，取一位小數(shù)，日照時(shí)數(shù)也稱實(shí)照時(shí)數(shù)。日照時(shí)數(shù)的測(cè)量方法：燒痕法；直接輻射測(cè)量法；總輻射測(cè)量法

52、；對(duì)比法；掃描法。日照時(shí)數(shù)的觀測(cè)儀器：（ 1）暗筒式（唐喬式）日照計(jì)測(cè)量原理：測(cè)量原理：暗筒式日照計(jì)是利 用陽(yáng)光透過儀器上的小孔射入筒內(nèi)，使涂有感光藥劑的日照紙上留下感光痕跡線，來(lái)計(jì)算日照時(shí)數(shù) 的。感光跡線的特點(diǎn)：日出日落前后光線逐漸增強(qiáng)或逐漸減弱，日照跡線較模糊，不同時(shí)節(jié)與不同 的時(shí)間段跡線會(huì)出現(xiàn)不同的偏向。（2）聚焦式（康培司托克）日照計(jì)測(cè)量原理：聚焦式日照計(jì)是利用太陽(yáng)光經(jīng)玻璃球聚焦后燒灼日照紙留下的焦痕來(lái)記錄日照時(shí)數(shù)的。第十章降水與蒸發(fā)的測(cè)量降水的概念：從云中降落或從大氣沉降到地面的液態(tài)或固態(tài)的水汽凝結(jié)物，包括：雨、雹、雪、 露、霧凇、白霜和霧降水。降水的觀測(cè)包括降水量和降水強(qiáng)度的觀測(cè)。

53、降水量是指從天空降落到地面上的液態(tài)或固態(tài)（經(jīng)融 化后）降水，未經(jīng)蒸發(fā)、滲透和流失而在水平面上積聚的深度。以mm為單位，取一位小數(shù)。降水強(qiáng) 度：指單位時(shí)間的降水量。 降水根據(jù)強(qiáng)度大小可分為 4類：小雨（0.12.5mm/h）；中雨（2.6 8.0mm/h）； 大雨（ 8.1 15.9mm/h ）；暴雨（ 16.0mm/h）。引起降水量觀測(cè)的誤差： （1） 雨水濺失 ，大到暴雨時(shí)， 1-2%； （2） 蒸發(fā)損失，單次觀測(cè)誤差 0.3-0.5mm ；（3） 風(fēng)造成的誤差，風(fēng)是造成降水測(cè)量誤差的主要原因，誤差占總降水量的10%以上。測(cè)定降水量的主要儀器： （ 1）雨量器：雨量器由承水器（漏斗）、儲(chǔ)水桶

54、（外桶）、儲(chǔ)水瓶組成， 并配有與其口徑成比例的專用量杯。 目前我國(guó)所用的雨量器承水口為 314cm2。若承水器水深 1mm時(shí)， 則量杯水深 25mm。將量杯上每 2.5mm 刻制一條線，那么代表降水量為 0.1mm 。雨量器缺點(diǎn)：完全人 工操作 ；必須在降水后才能進(jìn)行測(cè)量 。無(wú)法實(shí)現(xiàn)氣象觀測(cè)的自動(dòng)化與遙測(cè)化。（ 2）虹吸式雨量計(jì)：測(cè)量原理：當(dāng)雨水通過承水器和漏斗進(jìn)入浮子室后，水面即升高，浮筒和筆桿也隨著上升（由 于筆桿總是做上下運(yùn)動(dòng)，因此雨量自記紙的時(shí)間線是直線而不是弧線），下雨時(shí)隨著浮子室內(nèi)水集 聚的快慢，筆尖即在自記紙上記出相應(yīng)的曲線表示降水量及其強(qiáng)度. （3）翻斗式遙測(cè)雨量計(jì)：翻斗式遙測(cè)

55、雨量計(jì)是由感應(yīng)器、記錄器和電源組成的有線遙測(cè)雨量?jī)x器。感應(yīng)器由承水器、上翻斗、計(jì) 量翻斗、計(jì)數(shù)翻斗、干簧管等組成。記錄器由計(jì)數(shù)器、記錄筆、自記鐘、控制線路板等構(gòu)成 。測(cè)量 原理： 利用翻斗每翻轉(zhuǎn)一次的雨量是已知的，而翻斗翻轉(zhuǎn)的次數(shù)是可以記錄下來(lái)的。根據(jù)記錄下來(lái) 的翻斗翻轉(zhuǎn)的次數(shù)，即可遙測(cè)出降水量的值以及得到降水量隨時(shí)間的變化曲線。蒸發(fā)的定義： 蒸發(fā)是指溫度低于水的沸點(diǎn)時(shí)， 水汽從水面、 冰面或其它含水物質(zhì)表面逸出的過程 。 蒸發(fā)量是指由于蒸發(fā)而消耗掉的水層厚度 ，以 mm為單位，取一位小數(shù)。測(cè)定蒸發(fā)量的主要儀器 ：（ 1）小型蒸發(fā)器 ：蒸發(fā)量計(jì)算公式如下： 蒸發(fā)量原量降水量 余量。 蒸發(fā)器內(nèi)的

56、水量全部蒸發(fā)完時(shí)，記為 20.0 ，此種情況應(yīng)避免發(fā)生，平時(shí)要注意蒸發(fā)情況， 增加原量。 結(jié)冰時(shí)用稱量法測(cè)量， 其它季節(jié)用杯量法或稱量法均可。 （ 2） E-601B 型蒸發(fā)器： E-601B 型蒸發(fā)器主要由蒸發(fā)桶、 水圈、溢水桶，測(cè)針和超聲波傳感器組成。工作環(huán)境溫度要求是050.E-601 蒸發(fā)器的精度要比小型蒸發(fā)器的精度高, 對(duì)于影響蒸發(fā)量的原因都導(dǎo)致 20cm口徑小型蒸發(fā)器的蒸發(fā)量比 E-601 蒸發(fā)器的蒸發(fā)量偏大，所以它的精度要小些。7存在的問題：降水的測(cè)定主要是代表性問題，基本上不存在準(zhǔn)確性問題，而蒸發(fā)的觀測(cè)則不僅存 在代表性的問題，而且也存在測(cè)定的準(zhǔn)確性問題。8. 積雪：測(cè)站四周能

57、見面積被雪（包括米雪、霰、冰粒）覆蓋超過一半時(shí)稱為積雪。雪深：從積雪 的表面到地面的垂直深度，單位為厘米，取整數(shù)。；雪壓：?jiǎn)挝幻娣e上的積雪重量，單位為：克 / 平 方厘米，取一位小數(shù)。9雪深的常用測(cè)量?jī)x器是量雪尺：將尺子垂直地插入雪中到地表為止（勿插入土中），依據(jù)雪面所 遮掩尺上的刻度線，讀取雪深的厘米數(shù)（取整，小數(shù)四舍五入）；雪壓的測(cè)量?jī)x器有：（1）體積量雪器：由內(nèi)截面積為 100cm2的金屬筒、小鏟、帶蓋的金屬容器和量杯組成。測(cè)量原理：觀測(cè)前半小 時(shí)把量雪器拿到室外，取樣前，把量雪器清干凈，取樣時(shí)，把量雪器垂直的插入雪中，直到地面。 然后撥開量雪器一方的雪，把小鏟沿量雪器口插入，連 同量雪

58、器一起拿到容器上，再抽出小鏟，使雪樣落入容器內(nèi)，加蓋拿回室內(nèi)，等雪融化后，再用量 杯測(cè)定其容積。 P M/100， M為樣本重量。（6）稱雪器：帶蓋的圓筒和秤、小鏟組成， PM/S 50m/50m，m為秤桿的刻度數(shù)，每一刻度 單位 50g，S 為圓筒內(nèi)截面積 50cm2。10、觀測(cè)地點(diǎn)的選擇：雪深、雪壓的觀測(cè)地段，應(yīng)選擇在觀測(cè)場(chǎng)附近平坦、開闊的地方。入冬前， 應(yīng)將選定的地段平整好，清除雜草，并作上標(biāo)記。凍土是指含有水分的土壤因溫度下降到0或以下而呈凍結(jié)的狀態(tài)。凍土觀測(cè)的儀器是凍土器。12電線積冰是指雨淞、霧淞凝附在導(dǎo)線上或濕雪凍結(jié)在導(dǎo)線上的現(xiàn)象。附著在導(dǎo)線上的霜、干雪 花和沾附的雨滴，因氣溫下

59、降至零下而凍結(jié)少量的冰，都不作為電線積冰。從積冰架上的導(dǎo)線開始 形成積冰起，至積冰消失止，稱為一次積冰過程。觀測(cè)須測(cè)定每一次積冰過程的最大直徑和厚度， 以毫米（ mm）為單位，取整數(shù)。（積冰直徑指垂直于導(dǎo)線的切面上冰層積結(jié)的最大數(shù)值，導(dǎo)線直徑 包括在內(nèi)； 積冰厚度方向與積冰直徑方向垂直， 厚度小于等于直徑） 當(dāng)所測(cè)單純的霧淞直徑達(dá)到 15mm或雨淞、濕雪凍結(jié)物或包括霧淞在內(nèi)的混合積冰直徑達(dá)到8mm時(shí)，尚須測(cè)定一次積冰最大質(zhì)量，以克/ 米（ g/m）為單位，取整數(shù)。 電線積冰觀測(cè)，應(yīng)在電線積冰架上進(jìn)行。第十一章，自動(dòng)氣象站1. 自動(dòng)氣象觀測(cè)系統(tǒng)，從狹義上說是指自動(dòng)氣象站，從廣義上說是指自動(dòng)氣象站

60、網(wǎng)。自動(dòng)氣象站是 一種能自動(dòng)地觀測(cè)和存儲(chǔ)氣象觀測(cè)數(shù)據(jù)的設(shè)備。自動(dòng)氣象站網(wǎng)由一個(gè)中心站和若干自動(dòng)氣象站通過 有線和無(wú)線通信電路和組網(wǎng)軟件組成。2. 使用自動(dòng)氣象站的優(yōu)點(diǎn)：提高觀測(cè)站點(diǎn)的密度（空間分辨率）；提高觀測(cè)時(shí)間的密度（時(shí)間分辨 率）；提高觀測(cè)資料的可靠性；保證觀測(cè)站點(diǎn)的統(tǒng)一性；減少人為誤差；降低觀測(cè)業(yè)務(wù)費(fèi)用。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)： 自動(dòng)氣象站由硬件和系統(tǒng)軟件組成 , 硬件包括傳感器 ,采集器 ,通信接口 , 電源, 計(jì)算機(jī) 等, 系統(tǒng)軟件有采集軟件和業(yè)務(wù)應(yīng)用軟件。工作原理：隨著氣象要素值的變化，自動(dòng)氣象站各傳感器的感應(yīng)元件輸出的電量產(chǎn)生變化，這種 變化量被 CPU實(shí)時(shí)控制的數(shù)據(jù)采集器所采集，經(jīng)過線性化