气象要素观测
2010-01-13 16:47:03| 分类：教学相长| 标签：|字号大中小订阅
气象要素能表明一定地点和特定时刻天气状况的大气变量或现象, 如温、压、湿、风、降水等。也能表明大气物理状态、物理现象以及某些对大气物理过程和物理状态有显著影响的物理量。主要有：气温、气压、风、湿度、云、降水、蒸发、能见度、辐射、日照以及各种天气现象。通过实地观测，对学生
进一步学习气候和天气系统都有着重要意义。
一、活动目的
1、了解气象要素包括哪些内容，并加深印象。
2、让学生明白一些数据来之不易，培养学生的耐性。
3、丰富学生的课余生活。
二、活动内容及要求
1、通过观测初步学会气象观测的基本技能和方法。
2、熟悉气象观测仪器的使用，同时加深和验证课堂上所学的内容。
3、初步学会建立小型气象园的步骤、要求等。
三、参加人员
钮书广、王自力、康卫卫、朱同旗及地理兴趣小组全体成员。
四、活动地点及时间
1、活动时间：2010年元月4日
2、活动地点：淮阳县气象站
五、活动准备
1、12月25日由钮书广带队，我们地理组的几位老师前去淮阳县气象站实地考察，并征得气象站领导的同意，定于元月4日下午4:30带学生参观
学习。
2、12月28日，我把这一消息告知兴趣小组成员，并要求他们查阅相关资料并做好准备。
六、活动内容
（一）温度的观测
一、百叶箱中的温度观测
1、百叶箱
百叶箱的四边是由两排薄的木板及叶组成，木板向内倾斜成45°角，箱底由三块木板组成，中间一块比边上两块稍高些，箱盖有两层，其间空气能
自由流通。
百叶箱应具有良好的反辐射能力，故内外均涂以白色，以减少太阳辐射的影响。
百叶箱应水平牢固地安装在一个高出地面125mm的特别的架子上，箱门对正正北、以避免开箱读数时太阳辐射的干扰。
2、百叶箱内仪器安装
百叶箱内各仪器都安置在箱内特别的铁架上，干湿球温度应垂直固定在铁架的两端，干球在东，湿球在西，球面据地面1.5米，湿球的下方是一个带盖的水盂，水盂固定在铁架下面的横梁上，盂口离湿球约3cm，湿球纱布通过杯盖的狭缝引入盂内，侵入水中。
最高温度表应水平放置在铁架下面横梁上的铁钩上，最高温度表放在较高的一对横钩上，球部稍向下倾斜。最低温度表放在稍低的一对横钩上，
球部稍向上倾斜。
百叶箱内外应保持清洁，大雨、大雪后，要及时将箱内的雨水擦干净，以免影响记录的正确性。见下图：
图1：百叶箱
图2：百叶箱内部
3、温度表的观测
观测程序，先读干球，后读湿球。记录后复读干球和湿球温度，然后读最高、最低温度，复读记录后，调整最高、最低温度表，放回最高温度表时
应先放球部后放头部。
（二）风的观测
空气的水平运动叫风。空气的水平运动既有风向和风速两项。
风向指风的来向，用十六向来表示，通常以符号来表示，如：N、SSE等。风速是指空气在单位时间内所移动的水平距离，通常以米/秒表示，有时也用公里/小时，日常用风力等级来表示。测定风向风速的方法通常用电接风向标和风速仪来测量。
电接风向风速计是目前地面气象观测站普遍使用的测量地面大环境风场的有线遥测仪器，能够对风向风速进行测量并自动记录。电接风向风速计由感应器、指示器、记录器组成，感应器安装在室外的塔架上，距地面10～12m，指示器和记录器置于室内，指示器与感应器用长电缆相连，记录器与指示器之
间用短电缆连接。室外部分如下图：
图3：电接风向标和风速仪
（三）降水的观测
降水是指从天空降落到地面上的液态或固态的水。降水的观测包括降水量观测和降水强度观测，观测时还要记录降水的起止时间和种类，此外还有
雪深和雪压的观测。
降水量是指某一时段内的降水未经蒸发、渗透、流失而在水平面上积聚的深度，以mm为单位，精确到0.1mm。降水强度是指单位时间内的降水量，通常测定5分钟、10分钟、1小时的最大降水量。雪深是指从积雪表面到地面的垂直深度，以cm为单位，取整数。
测量降水的仪器最常用的有雨量器和虹吸式雨量计等。
1、雨量器雨量器是观测降水量的仪器，由雨量筒和雨量杯组成，雨量筒由承水器、储水筒、储水瓶及筒盖构成，雨量杯为一特制的玻璃量杯，其
口径与雨量筒口径成一定比例关系。
图4：县气象站雨量器
降水量在每天08时和20时观测。观测时，用空的储水瓶将积有降水的储水瓶换下，然后把储水瓶中的降水慢慢地倒入雨量杯内，直到储水瓶里的水倒净为止。读数时，把雨量杯放在水平桌面上，或用拇指与食指夹住雨量杯上端，使雨量杯自由下垂，视线要与水面平齐，以水凹面最低处为准，读得的刻
度数即为降水量。降水量大时，可分数次量取，求其总和。
2、虹吸式雨量计
虹吸式雨量计是用来连续记录液态降水的自记仪器，通过对自记纸上的降水自记迹线进行分析，可以得到降水量、降水的起止时间、降水强度等。虹吸式雨量计，由承水器、漏斗、浮子室、自记钟、自记笔、虹吸管、盛水器等部件组成。虹吸式雨量计应牢固地安装在水泥或木底座上，器口保持水平，距地
高度以仪器自身高度为准。如下图：
图5：先气象站虹吸式雨量计及构造图
有降雨时，雨水由承水器经漏斗流入浮子室，使浮子室内的水量增加水位上升，导致浮子升高，并通过浮子上固定的直杆带动自记笔一起上升，配合卷有自记纸的自记钟的转动，使自记笔的笔尖在自记纸上画出相应的降水迹线。当自记笔的笔尖到达自记纸的上限，即10mm的降水量时，浮子室内的水位恰好达到虹吸管的顶端，此时浮子室内的水会经由虹吸管迅速排出，流入至盛水器内，自记笔的笔尖也随之下降到自记纸的零线位置上。若继续有降雨，自记笔的笔尖又会重新开始随之上升。由于浮子室的截面积比承水器的筒口面积小，因此自记笔画出的降水迹线是经过放大了的，能够比较精确地反映出降水的变化。
有降水时，自记笔上升，降水迹线上升，没有降水时，自记笔不动，自记迹线为平直线，降水迹线的变化可以反映出降水的起止时间。降水强度大时，自记笔上升快，降水迹线陡，降水强度小时，自记笔上升慢，降水迹线平缓，降水迹线的坡度就反映了降水强度的大小。所观测时间段内降水迹线爬升的总高
度即为该时间段内的降水量。
由于冬季寒冷，容易出现结冰现象，虹吸式雨量计应停止使用，并将浮子
室内的水排尽，以免结冰损坏仪器，直到次年结冰现象结束，再恢复虹吸式雨量计的使用。
（四）、蒸发的观测
蒸发量是指一定时间内由于蒸发而消耗的水量。气象上测定的蒸发量是水面（含结冰时）的日蒸发量，是指一定口径的蒸发器中的水在一天中因蒸发
而失去的水层深度，以mm为单位，精确到0.1 mm。
淮阳县气象站测定蒸发量的仪器为小型蒸发器
1、小型蒸发器
小型蒸发器又称蒸发皿，为一口径20cm，高约10cm的金属圆盆,口缘镶有内直外斜的刀刃形铜圈，器旁有一倒水用的小嘴，为了防止鸟兽饮水，器口附有一个上端向外张开成喇叭状的金属丝网圈，称为蒸发罩，如图6所示。蒸发皿安置在一个架子上，蒸发皿的口缘保持水平，口缘距离地面的高度为70cm。
图6：蒸发皿
蒸发量在每天的20时进行观测，在前一天的20时用雨量杯往蒸发皿内注入的20mm清水，称为今日原量，经24小时蒸发后，在当日的20时用雨量杯量出蒸发皿内剩余的水量，记为余量。然后倒掉余量，重新量取20mm清水注入蒸发皿内，作为次日原量。在冬季结冰时，测余量时用称量法来进行测量。
（五）地温的观测
淮阳县气象站对地温的测量主要为浅层地位测量，见图7和图8 。
图7：人工读数测量
图8：自记地温测量
（六）日照时数的观测
图9：暗筒式日照计
日照时数是指太阳中心从出现在一地的东方地平线到进入西方地平线，其直射光线在无地物、云、雾等任何遮蔽的条件下，照射到地面所经历的小时。淮阳县气象站采用暗筒式日照计（见图9）来测定日照时数。
暗筒式日照计是最常用的一种测定日照时数的仪器，由记录用的暗筒、调节筒轴倾角的支架和固定方位的底座组成，如图1-9。暗筒两侧各有一个进光孔，分别用于上午和下午进光。筒内放置日照记录纸，日照纸上标有时间刻度线，每小格为0.1小时。
（七）其它观测
除上述这些外，气象站的王观测员还为我们讲解了云、能见度和天气现象的观测以及冻雨电线结冰的观测等，这些他们都是使用最简单的人工目测。
七、活动后的感想
我们从气象站归来，收获颇丰，学到了很多在书本上没有的知识，并了解了一些气象数据的来源，同时认识到气象工作者的辛苦。一位学生表示：本次活动让他明白了一个道理：任何一件事的成功，背后只有两个字——坚守。我认为这是我们这次活动的最大收获。