氣象與氣候學教學實習

氣溫觀察地溫觀察

濕度觀察氣壓觀察風觀察

1/54一地面氣象觀察介紹

2/54國家級－地面基準站省級臺站地方臺站自動臺站－加密氣象臺站網絡3/54（一）觀察場：（1）觀察場普通為25mX25m平整場地。（2）測定觀察場經緯度和海拔高度，數據刻在廠內固定標志上；（3）觀察場四面普通建立1.2m高稀疏圍欄，場地平整，草高不超出20cm，門普通開在北面；（4）保持觀察場地自然狀態，人員只準走小路；（5）觀察場防雷設施必須符合氣象行業要求防雷技術標準。4/545/54（二）觀察場儀器設施布置（1）互不影響，便于操作；（2）高儀器安置在北面，低在南面；（3）各類儀器東西排列成行。南北成列，相互間東西間隔大于4m，南北大于3m；（4）儀器安置在緊靠東西向小路南面，觀察員從北面靠近儀器；6/547/54（三）場內儀器安置（1）百葉箱內溫度表安置高度為1.5m（貼地層小氣候與一般氣候分界高度）；（2）雨量器安置高度70cm；（3）測風儀器距地面10m以上；（4）曲管地溫表（淺層地溫傳感器）深度5、10、15、20cm，傾斜角450；（5）直管地溫表（深層地溫傳感器）40、80、160、320cm（四）觀察種類、時間、次數和項目（1）觀察方式：人工觀察和自動觀察；（2）觀察時間：自動觀察天天進行二十四小時定時觀察；人工觀察天天4次觀察，時間為：02、08、14、20；8/54（3）觀察項目：

表1定時自動觀察項目時間每小時（北京時）20時每小時（地平時）24時觀察項目氣壓、氣溫、濕度、日蒸發量輻射風向、風速、日照時數地溫及其極值和出現時間、時降水量、蒸發量

表2定時人工觀察項目時間02、08、14、2008時14時20時日落后觀察項目云、能見度、氣壓降水量80～320cm地溫降水量日日照時數氣溫、濕度、風向凍土蒸發量風速、0～40cm地溫雪深、雪壓最高、最低氣溫最高、最低地面溫度

9/54人工觀察系統

自記觀察系統

自動觀察系統觀察系統10/54人工觀察系統11/54自記觀察系統12/5413/54自動觀察系統14/5415/54二、空氣溫度觀察16/54

慣用溫度表：以水銀或酒精為感應液玻璃液體溫度表水銀和酒精都含有比較顯著熱脹冷縮特征。水銀和酒精相比較，含有導熱快，比熱小，易提純，沸點高（356.9℃）蒸汽壓小，不與玻璃發生浸潤作用等優點，所以用水銀用感應液溫度表靈敏度和準確度都較高。不過因為水銀冰點比酒精高（－38.9℃），測定低溫不宜，而酒精冰點低（－117.3℃），用來測定低溫比很好。

17/542幾個液體溫度表（1）普通溫度表（干濕球溫度表）：水銀溫度表。（2）最高溫度表：水銀溫度表（沸點高，冰點高：356.9~38.9℃。）（3）最低溫度表：酒精溫度表（冰點低：－117.3℃）18/5419/54（4）自動雙金屬溫度計：

1）感應部分（雙金屬片），兩片膨脹系數不一樣金屬片焊接在一起組成，當溫度改變時，金屬片膨脹不一樣而發生彎曲，因而表示溫度發生改變。

2）傳達放大部分，感應部分改變是很小，所以必須利用杠桿傳達和放大；

3）自記部分，自記鐘，自己紙和自己筆。測量精度低于干球溫度表，誤差在0.5℃左右，所以需進行訂正（參考干球溫度表）20/5421/544溫度表觀察：（1）觀察程序：先讀干球，后讀濕球。統計后復讀干濕球，然后讀最高、最低溫度表，復讀，統計后，調整最高、最低溫度表，放回最高溫度表時，先放球部，后放頭部。（2）觀察注意事項：

1）熟悉儀器刻度。溫度觀察要求統計到0.1℃；

2）防止視差。視線與水銀柱頂端在同一平面內。

3）動作快速。溫度表感應快，讀數要快速。先讀小數，后讀整數，不要對著溫度表呼吸。

4）復讀。為了預防產生5～10°誤差。22/54

三、地面溫度觀察

1觀察項目：不一樣土壤溫度觀察地面（0cm,最高和最低溫度），淺層溫度：5、10、15、20cm

深層溫度：40、80、160、320cm2觀察儀器：地面溫度表，地面最低溫度表和地面最高溫度表；淺層用曲管地溫表；深層用直管地溫表。23/54普通地溫表最高溫度表地面溫度表淺層地溫表5cm，10cm，15cm，20cm5－6cm20cm10cm24/54直管地溫表：40cm，80cm，160cm，320cm深層地溫觀察50cm間隔25/5426/54四、空氣濕度觀察空氣濕度通慣用水汽壓、絕對濕度、飽和差、露點溫度表示。濕度觀察方法有兩種：干、濕球溫度表測濕法和毛發濕度表測濕法。1干濕球溫度表27/54（1）測濕原理空氣中水汽未抵達飽和時，濕球紗布上水分不停蒸發，濕球溫度下降直到抵達平衡；當濕球因蒸發所消耗熱量和從周圍空氣中取得熱量相平衡時，濕球溫度就不再繼續下降，結果干、濕球溫度示度出現了一個差值。干濕球溫度差值大小取決于空氣濕度，差值越大，濕度越小；濕球蒸發快慢與氣壓和風速也相關系。氣壓越高，風速越小，蒸發越慢，反之越快。28/5429/54（2）干濕球溫度測定。讀取干濕球溫度表示度。注意濕球紗布必須保持濕潤，用純凈水和脫脂紗布。（3）濕度查算利用第一號濕度查算表查算各種濕度。

t′表示濕球溫度，t表示干球溫度

e表示絕對濕度（空氣中水汽質量），

r表示相對濕度（空氣中實際水汽壓與飽和水汽壓比值），

d表示飽和差（飽和水汽壓與實際水汽壓之差）；

n值代表當本站氣壓不在標準大氣壓1000hpa時用來訂正濕球溫度；30/542通風式干濕表（1）測濕原理：可用于野外。球部由雙層金屬管保護，金屬套之間有空氣流通。起隔絕熱量作用。另外還有通風裝置，使外部自由大氣不停流過球部。（2）觀察與濕度查算：先掛好儀器，用滴管濕潤球部紗布。上好風扇發條通風。4～5分鐘溫度穩定后讀數。觀察讀數時從下風向靠近儀器。當風速大于4m/s，用防風罩套在風扇向風面縫隙上，罩開口部分順著風扇旋轉方向。查算方法與上述同。31/543毛發濕度表：毛發、指針、刻度等組成。依據毛發隨相對濕度改變而改變原理測定相對濕度。毛發濕度表讀數要與干濕球溫度表讀數對照，制成訂正表進行訂正和統計。儀器精度較差，在氣溫－10℃才使用。4濕度計：結構與溫度計相同，只是感應部分是一束脫脂毛發。

32/54五、氣壓觀察1氣壓表結構和原理（1）水銀氣壓表：基本原理：依據水銀柱重量和大氣壓力相平衡原理來測定氣壓。（2）空盒氣壓表：輕便野外觀察儀器；感應部分是一個富有彈性圓形空盒，空盒近似真空；機械部分杠桿盒簧片含有放大作用，當氣壓增大時，盒面受壓下凹，壓力減小時，盒面彈起，氣壓改變引發空盒起伏運動，經過杠桿至指針，指示氣壓高低。33/54六、風觀察34/54

空氣運動產生氣流稱為風。風向和風速表示。風向指風來向，用16方位法。風速是單位時間空氣移動水平距離，以m/s單位。35/54（1）電接風向風速計：由感應器、指示器和統計器三部組成；感應器安裝在室外10－12m高桿子上；指示器和統計器置于室內，用電纜連接；感應器分風速表和風向標兩部分；風速表由風杯和小發電機組成，風杯在風力作用下旋轉時，帶動小發電機旋轉產生電流。風向標測定風向，頭部為平衡錘，尾部為風向尾葉。當風標頭部正指風來向時，風尾兩側受風力相等，因而停頓轉動，風標頭部平衡錘指方向就是風來向。36/54（2）觀察方法：

1)風速觀察，是把風速電表下面扳鍵開關向下扳，讀0－20m/s標尺為小風速情況下，開關向上扳，讀0－40m/s標尺。普通觀察兩分鐘，取指針擺動平均位置讀數。

2)風向觀察，將八燈盤下面扳鍵開關向上扳，會有一個或兩個燈泡亮，可讀取這一瞬時風向，觀察2分鐘燈泡經常發亮風向即為最多風向。（3）目測風力風向：氣象中慣用風力等級表示風速大小。風力分為13級，最小0級，最大12級。目測風向普通依據炊煙方向。旗子方向及其人體感覺等方法，按八個方位預計。先預計風力等級再換算成相當風速。37/54風向38/54風力等級地面征象相當風速米/秒千米/小時0級無風煙往上沖，水面無波，樹枝不動0－0.211級軟風若而無力，煙隨風倒，風標不動0.3-1.51-52級輕風人有感覺，樹葉微響，風標轉動1.6-3.36-113級微風樹葉搖擺，旌旗招展，水面波動3.4-5.412-194級和風樹枝搖動，灰塵四起，紙張高飛5.5-7.920-285級清風小樹搖擺，水面波紋蕩漾8.0-10.729-386級強風大樹搖動，吹響電線，撐傘困難10.8-13.839-497級勁風全樹搖蕩，迎風難行，水起波浪13.9-17.150-618級大風折斷微枝，波濤洶涌17.2-20.761-749級烈風小屋受損，房瓦移動20.8-24.475-8810

24.5-28.4

11

28.5-32.6

12

>32.6

目測風力等級表

樹木吹倒，普通建筑物損壞大樹被吹倒，普通建筑物嚴重破壞陸上少見，摧毀力極大39/54七、降水，蒸發觀察

1降水觀察：降水量是以降落到地面上雨、雪等融化后，未經蒸發、滲透流失而積聚深度來確定，以毫米為單位取小數一位。降水量普通用雨量器測定，也可用自記儀器（雨量計）測定。（1）

雨量器安裝：雨量器金屬圓筒，筒口直徑20cm，包含接水漏斗口、儲水瓶和外套管和專用雨量杯。雨量器安裝在平坦空闊之地，器口離地面70cm高，周圍障礙物不得影響雨水搜集，器口安置水平。（2）

降水觀察與統計：每日8時和20時量取降水量。用雨量杯量測。雨量杯是特制玻璃杯，口徑20cm雨量器配置是口徑4cm特征玻璃杯。杯上每隔2.5mm刻成一格代表0.1mm降水量。40/5441/5442/5443/542蒸發觀察：因為蒸發而消耗水量稱蒸發量。測定一定口徑蒸發器中水，因蒸發而降低深度為蒸發量，用毫米為單位，取小數一位。（1）

小型蒸發器：高10cm，口徑20cm銅制園盆。安置在平坦空闊之地，終日受到陽光照射，器口離地面70cm，口緣水平。（2）

蒸發觀察與統計：每日20時用雨量杯盛清水20mm，倒入蒸發器經二十四小時，用雨量杯量測所失掉水量為某日蒸發量。若有降水加上降水量，則蒸發量＝原量（20mm）＋降水量－余量44/5445/54

八、氣候資料統計

1基本氣候指標:1）平均值：算術平均值，月均氣溫、月均降水量、年均蒸發量

滑動平均值，研究氣候長久改變慣用十年滑動平均值顯示氣候要素演變規律。如計算某地降水平均值：將起始年1873年到第十年1882年降水取算術平均值，再計算第二年1874年到第十一年1883年平均值，依這類推，求出全部十年平均值，得出近百年來降水十年滑動平均值。改變規律表現出來。

2）

眾數：一系列數據中出現頻數最多數值，代表大多數情況，如風向。中位數：數據大小排列后位于中間數。

46/542極值和較差:1)極值：分絕對極值和平均極值。如，月最高氣溫、最低氣溫實際觀察值即為決對極值；月中每日最高氣溫平均值為平均極值。

2）較差：表示變動范圍。同一時期內最大值和最小值之差稱較差，如氣溫日較差，月較差；平均最大和平均最小值之差稱平均較差。

例：南京1997年每日最高氣溫：34.6,31.0,38,35.8,36,35.5,34.8,31,32.5,30,36,36.4,37.0,36.0,36.4,36.8,36.2,37.5,35.2,32.5,3