儀器與觀測方法指南復(fù)習(xí)點(diǎn)講解

應(yīng)元件的四周，使其保持著一層均勻的水套，水可以直接注入或者以毛細(xì)管方式從貯水器中引出。棉紗布或濕球布套上有任何污染均應(yīng)予以更換。低于冰點(diǎn)時(shí)干濕表很難操作，但是，在遇到這種情況時(shí)仍需使用干濕表。當(dāng)穩(wěn)球溫度低于0攝氏度時(shí)棉紗布就不能以其毛細(xì)作用將水從貯水器引送到濕球紗布套上。當(dāng)濕球被冰膜或過冷卻水裹住時(shí)，可分別使用各自不同的查算表。干濕表方法的誤差來源（a）溫度表的示值誤差：在干濕表方法的測量中，非常重要的一點(diǎn)就是要知道溫度表在其實(shí)際的測溫范圍內(nèi)的示值誤差，以便在應(yīng)用濕度查算表之前可以將所有讀數(shù)予以修正。（b）溫度表的滯后系數(shù)；（c）與通風(fēng)有關(guān)的誤差；（d）由于濕球上有過量的冰殼而引起的誤差；（e）由于濕球紗布套受污染或用了不純凈的水而引起的誤差；f）因溫度表表身對濕球球部的熱傳導(dǎo)而引起的誤差。觀測步驟可總結(jié)如下：（a）潤濕濕球；（b）給通風(fēng)器上發(fā)條（或啟動(dòng)電機(jī)）；（c）等2—3分鐘或者等到濕球讀數(shù)趨穩(wěn)時(shí)；（d）讀干球溫度表；（e）讀濕球溫度表；（f）檢查干球溫度表的讀數(shù)。校準(zhǔn)通風(fēng)系統(tǒng)必須定期檢查。溫度表的校準(zhǔn)也要定期檢查。一個(gè)良好的濕度計(jì)應(yīng)能在3分鐘內(nèi)指示出溫度突然變化量的90%。最常用的毛發(fā)儀器是毛發(fā)濕度計(jì)?？諝庵械臐穸茸兓呛芸斓?，固此，在毛發(fā)濕度計(jì)上做時(shí)間記號(hào)是很重要的，做記號(hào)時(shí)只能使筆桿向降低濕度的方向撥動(dòng)。這樣做可以使毛發(fā)得以松弛。記錄筆不能回到原來的位置上，那就證明已受到滯差的作用。毛發(fā)濕度計(jì)在干燥空氣中放置很久，也會(huì)引起零位變化，但若將儀器在飽和的大氣中放置足夠長的時(shí)間后，這種變化就會(huì)消除。穩(wěn)定狀態(tài)下可采用干濕表與之進(jìn)行比對。準(zhǔn)確的校準(zhǔn)只有在采用環(huán)境實(shí)驗(yàn)箱并與標(biāo)準(zhǔn)儀器比對的條件下進(jìn)行。電容濕度表這種濕度表傳感器的主要部分是夾在兩個(gè)電極之間的聚合物膜所構(gòu)成的電容器。用于自動(dòng)氣象站。校準(zhǔn)野外校準(zhǔn)。飽和鹽類液廣泛應(yīng)用于濕度測量中。安全使用。儀器應(yīng)當(dāng)送到經(jīng)過人證的實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行校準(zhǔn)，并給出儀器全量程的不確定度。這種校準(zhǔn)必須直接與基準(zhǔn)溯源，并在合適的時(shí)間間隔內(nèi)進(jìn)行再校準(zhǔn)。飽和鹽類溶液盛有各種合適的鹽類飽和溶液的器皿可以用于檢定相對濕度測量傳感器。溶液表面的面積必須比傳感器的面積大，溶液上方的空氣應(yīng)是封閉的，以便較快地達(dá)到平衡；被測試傳感器的插入部分應(yīng)當(dāng)是氣密的。多數(shù)的鹽類都有較明顯的溫度系數(shù)，所以，裝溶液的器皿必須保持恒溫并測量其溫度。使用鹽類飽和溶液必須小心謹(jǐn)慎。凡是接觸溶液的人員都應(yīng)知道鹽類溶液的毒性和腐蝕性。雖然使用鹽類飽和溶液可以為一些相對濕度傳感器的調(diào)整提供簡單方法，但是這種發(fā)放還不能作為是對傳感器的溯源性檢定。相對濕度（公式第84頁）通常，地面風(fēng)用風(fēng)標(biāo)和風(fēng)杯（或螺旋槳）測風(fēng)表來測量。對于風(fēng)速傳感器，可以達(dá)到的且又令人滿意的特征是：量程：（數(shù)字第88頁）線性：（數(shù)字第88頁）響應(yīng)長度：2?5m對于風(fēng)向標(biāo)分辨率：3度（即：角編碼器7bit）堅(jiān)持大約3s的陣風(fēng)相當(dāng)于在強(qiáng)風(fēng)條件下50-100m的“風(fēng)程”（即持續(xù)時(shí)間乘以風(fēng)速的平均值），這就足夠把普通大小的建筑結(jié)構(gòu)加以席卷并使之暴露在可能的破壞性陣風(fēng)的完全載荷之中。只有在風(fēng)洞中才有可能對風(fēng)杯風(fēng)速表、螺旋槳風(fēng)速表和風(fēng)向標(biāo)進(jìn)行全面有效的校準(zhǔn)。風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)對特殊項(xiàng)目或新型儀器的型式實(shí)驗(yàn)都是很有用的。降水的單位是長度單位。對液態(tài)降水通常以毫米為單位雨量器是測量降水最常用的儀器。降水的點(diǎn)測量結(jié)果是進(jìn)行區(qū)域分析的基本數(shù)據(jù)源。選擇測雨區(qū)內(nèi)降水站的位置很重要。這是因?yàn)橛炅科鞯膱龅匚恢煤陀炅科鞯臄?shù)量決定了其測量結(jié)果對該地區(qū)真實(shí)降水量具有很大程度的代表性問題。校準(zhǔn)還包括對量筒或量尺的容量值檢查。對大多數(shù)雨量器的數(shù)據(jù)調(diào)整的一般模式采用以下形式：式第100頁）降水量自動(dòng)記錄比人工觀測有更好的時(shí)間分辨率，而且也能減少蒸發(fā)和沾濕誤差。翻斗式雨量計(jì)。翻斗式雨量計(jì)使用于降雨率和降雨累計(jì)總量的測定，降雨率的測定可達(dá)200mm每小時(shí)甚至更高。翻斗式雨量計(jì)適合于數(shù)字化方法，對自動(dòng)天氣站特別方便。大雨時(shí)翻斗翻轉(zhuǎn)的水損失，雖能減少但無法根除。通常設(shè)計(jì)的翻斗，其暴露的水面于其容積相比較大，導(dǎo)致水分蒸發(fā)的損失明顯，特別是在炎熱地區(qū)。在毛毛細(xì)雨或很小的情形下，記錄的不連續(xù)性無法提供滿意的數(shù)據(jù)，特別是降雨起止時(shí)間無法準(zhǔn)確界定。雨水可能附著于斗壁和斗邊上，導(dǎo)致斗內(nèi)殘存水，翻轉(zhuǎn)動(dòng)作就需要克服這額外重量。從漏斗流入承水斗的水流可能導(dǎo)致略高的讀數(shù)。由于雨量計(jì)的水平狀態(tài)未調(diào)整好，一起極易產(chǎn)生摩擦和使斗處于非正常平衡狀態(tài)。冷凍降水形成的積冰稱為雨凇，這種形態(tài)的冰最具破壞性。降雪深度。在開闊地上的新雪深度用有刻度的直尺或標(biāo)尺作直接測量。在出現(xiàn)大面積吹雪的地方，需要作很多次的測量以得到有代表性的深度。輻射測量用于以下目的：（a）研究地球——大氣系統(tǒng)中的能量轉(zhuǎn)換及其隨時(shí)間和空間的變化；（b）分析大氣成分中諸如氣溶膠、水汽、臭氧等的特性和分布；（c）研究放射、出射和凈輻射的分布和變化；（d）滿足生物學(xué)、醫(yī)學(xué)、農(nóng)業(yè)、建筑業(yè)和工業(yè)對輻射的需要；（e）衛(wèi)星輻射測量和算法的檢驗(yàn)。按照輻射來源可把輻射量分為兩類，即太陽輻射和地球輻射。因?yàn)樘栞椛浜偷厍蜉椛涞墓庾V分布重疊很少。所以在測量和計(jì)算中經(jīng)常把他們分別處理。氣象學(xué)把這兩種輻射的總和稱作全輻射。波長短于400nm的輻射稱作紫外輻射，而長于800nm的稱作紅外輻射。直接太陽輻射用直接輻射表來測量。通常有一瞄準(zhǔn)裝置，當(dāng)接受表面正確地垂直于太陽直射光束時(shí)，瞄準(zhǔn)裝置中有一小光點(diǎn)正落在目標(biāo)靶中心的標(biāo)志上。連續(xù)不斷的測量就應(yīng)當(dāng)使用自動(dòng)跟蹤太陽裝置。國際直接輻射表比對所采取的方法使用下面的公式（公式第118頁）太陽輻照度測量值的準(zhǔn)確度很大程度上依賴于電流測量裝置的性能。直接輻射表的校準(zhǔn)。除絕對直接輻射表外，所有直接輻射表都需要通過與絕對直接輻射表的比對進(jìn)行校準(zhǔn)，校準(zhǔn)時(shí)都用太陽作為輻射源。絕對直接輻射表也必須使用一個(gè)與世界標(biāo)準(zhǔn)組比對后定出的系數(shù)。用直接輻射表或太陽光度計(jì)進(jìn)行連續(xù)記錄時(shí)，需要防雨、雪等。例如，通常用石英制作的光學(xué)窗置于儀器的前端。必須注意保證這樣的光學(xué)窗的清潔。水平表面從2口球面度立體角接受的太陽輻射，稱為總輻射。用太陽作為輻射源，與標(biāo)準(zhǔn)直接輻射表比對，此時(shí)總輻射表應(yīng)有一可移動(dòng)的遮光盤。用太陽作為輻射源，在其他的自然的暴露狀態(tài)下（例如，均勻的多云天空），與標(biāo)準(zhǔn)總輻射表比對。遮擋的與不遮擋的總輻射表輸出之間的差，就是直接輻射表測量得直接太陽輻射的垂直分量S在水平面上的投影。式第123頁）用標(biāo)準(zhǔn)總輻射表進(jìn)行比對。都可用來計(jì)算（公式第123頁）安裝總輻射表的位置必須選擇在其感應(yīng)元件的平面以上無任何障礙物的地方。臺(tái)座或平臺(tái)必須足夠堅(jiān)固，以確保儀器不受劇烈振動(dòng)并且不會(huì)改變儀器接受表面的水平狀態(tài)，特別是在有大風(fēng)的時(shí)候。使用有屏蔽的電纜。測量散射輻射時(shí)的總輻射表的安裝。為了單獨(dú)測量和記錄天空輻射，必須借助于一遮光裝置把太陽直接輻射從傳感器上遮蔽。測量反射輻射的總輻射表的安裝。在地面以上的高度應(yīng)為1?2m。夏季，地面應(yīng)為短草所覆全輻射表的傳感器在0.3-100微米的整個(gè)波長范圍內(nèi)必須有平直的靈敏度特性。用來測量全輻射的儀器有一個(gè)問題是，沒有任何吸收體能在所考慮的如此寬的波長范圍中具有完全一樣的靈敏度。熱敏傳感器一直是唯一用于全輻射通量測量的傳感器。全輻射表和凈全輻射表的短波輻射校準(zhǔn)可以用太陽和天空作輻射源校準(zhǔn)總輻射表的相同方法。凈全輻射表的對稱性要定期地檢驗(yàn)，這可在現(xiàn)場翻轉(zhuǎn)儀器或用配對的儀器并注意其輸出是否有任何差別。全輻射表和地球輻射表的安裝。全輻射表和地球輻射表一般安裝在沒有障礙物的場地，或者至少在1年中太陽高度角較低的任何時(shí)間里、在任何方向上不應(yīng)有張角大于5度的障礙物。記錄系統(tǒng)的零點(diǎn)漂移。這一點(diǎn)，對于全輻射表比對于總輻射表更為重要，全輻射表可出現(xiàn)負(fù)值?？傒椛浔碓谝归g的日射輸入可假設(shè)為零值。白晝條件下的長波輻射時(shí)，可以從全輻射表的讀數(shù)中減去總輻射表的輸出。由于太陽紫外輻射對環(huán)境和人類健康的影響，以及由于臭氧的衰減引起地球表面UV—B輻射的增強(qiáng)，所以需要對太陽紫外輻射進(jìn)行測量。UV—B定義為在280nm至315nm內(nèi)的波段，它具有對生物活性，在地球表面它的強(qiáng)度取決于大氣臭氧柱，在一定程度上取決于波長。常用來表示其生物活性強(qiáng)度的是它的紅斑