大氣探測(cè)知識(shí)要點(diǎn)說(shuō)明

./第一章：總論大氣探測(cè)：又稱之為氣象觀測(cè),是指對(duì)表征大氣狀況的氣象要素、天氣現(xiàn)象及其變化過(guò)程進(jìn)行個(gè)別或系統(tǒng)的、連續(xù)的觀察和測(cè)定,并對(duì)獲得的記錄進(jìn)行整理的過(guò)程和方法。大氣探測(cè)的發(fā)展歷史：世界地面氣象探測(cè)網(wǎng)的建立是大氣探測(cè)史上的第一次革命。高空氣象要素探測(cè)系統(tǒng)的發(fā)展是大氣探測(cè)發(fā)展的第二次革命。1960年美國(guó)發(fā)射第一顆氣象衛(wèi)星泰羅斯-1號(hào),是遙感技術(shù)發(fā)展的標(biāo)志,是大氣探測(cè)的第三次革命。隨著科學(xué)與技術(shù)的發(fā)展,大氣探測(cè)取得了顯著的發(fā)展,主要表現(xiàn)在探測(cè)能力顯著增強(qiáng),自動(dòng)化水平迅速提高,觀測(cè)方法、觀測(cè)網(wǎng)的設(shè)計(jì)和觀測(cè)工具的配合得到重視,直接探測(cè)和遙感技術(shù)并存,各取所長(zhǎng),綜合利用。觀測(cè)站的分類：〔1國(guó)家基準(zhǔn)氣候站〔基準(zhǔn)站：是國(guó)家氣候站的骨干；一般300-400公里設(shè)一站,每天觀測(cè)24次。〔2國(guó)家基本氣象站〔基本站：是國(guó)家天氣氣候網(wǎng)中的主體；一般不大于150公里設(shè)一站,每天觀測(cè)8次?！?國(guó)家一般氣象站〔一般站：是國(guó)家天氣氣候站的補(bǔ)充；一般50公里左右設(shè)一站,每天觀測(cè)3次或4次?！?無(wú)人值守氣象站〔無(wú)人站：用于天氣氣候站網(wǎng)的空間加密；觀測(cè)項(xiàng)目和發(fā)報(bào)時(shí)次可根據(jù)需要而定?！?高空氣象站：一般300公里設(shè)一站,每天探測(cè)2次或3-4次。時(shí)制：人工器測(cè)日照采用真太陽(yáng)時(shí),日界：人工器測(cè)日照以日落為日界,對(duì)時(shí)：臺(tái)站觀測(cè)時(shí)鐘采用時(shí)。未使用自動(dòng)氣象站的臺(tái)站,觀測(cè)用鐘表要每日19時(shí)對(duì)時(shí),保證誤差在30秒之。地面氣象觀測(cè)場(chǎng)設(shè)置：觀測(cè)場(chǎng)一般為25m×25m的平整場(chǎng)地。儀器設(shè)施布置：要注意互不影響,便于觀測(cè)操作。大氣探測(cè)資料必須具有代表性、準(zhǔn)確性、比較性。"三性"是大氣探測(cè)工作的基本要求。"三性"的聯(lián)系：互相聯(lián)系、互相制約。觀測(cè)資料質(zhì)量的好壞,均以觀測(cè)資料的"三性"衡量。第二章云的觀測(cè)云是由大氣中水汽凝結(jié)〔凝華而形成的微小水滴、過(guò)冷水滴、冰晶、雪晶,由它們單一或混合組成的,形狀各異飄浮在天空中可見(jiàn)的聚合體。其底部不接觸地面我國(guó)地面氣象觀測(cè)規(guī)中,按云的外形特征、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和云底高度,將云分為三族,十屬,二十九類。云狀特征：雨層云〔Ns：厚而均勻的降水云層,常伴有碎雨云,有時(shí)兩者融為一體,完全遮蔽日月,呈暗灰色,布滿全天,常有連續(xù)性降水。如因降水不及地在云底形成雨〔雪旛時(shí),云底顯得混亂,沒(méi)有明確的界限。透光高層云〔Astra：薄而均勻的云層,呈灰白色。透過(guò)云層,日月輪廓模糊,像隔了一層毛玻璃,地物無(wú)影?！?卷云與卷層云的區(qū)別卷云連成片,或者出現(xiàn)暈時(shí),易誤認(rèn)為卷層云。卷云云片即使相連,仍然能辨別出個(gè)體,云絲方向很不一致,各部分厚度不均勻；出現(xiàn)暈時(shí),暈圈不完整。卷層云水平分布圍廣,云絲方向比較一致,各部分厚度較均勻,常見(jiàn)完整的暈圈。最顯著的差別：是否有暈或暈是否完整云形成的基本條件：混合冷卻。由于湍流交換,空氣產(chǎn)生混合,使一定層次的空氣溫度和水汽重新分布,暖空氣與冷空氣混合后,暖空氣溫度必然降低,當(dāng)溫度降低到一定程度以后,就凝結(jié)成云；輻射冷卻。任何物理一方面不斷吸收物體的輻射能量,同時(shí)又不斷地向外輻射能量,當(dāng)它向外輻射能量超過(guò)它吸收的輻射能量時(shí),本身溫度就下降。注：在任何一次因冷卻而形成云的過(guò)程中,有時(shí)不只是一種冷卻過(guò)程在起作用。 幾種云的形成機(jī)理：對(duì)流云垂直發(fā)展的厚度不同,取決于對(duì)流強(qiáng)度、水汽含量和凝結(jié)高度。絮狀云——形成機(jī)理與堡狀云相似,只不過(guò)云中湍流和對(duì)流更強(qiáng)更普遍,致使原穩(wěn)定云層因下沉氣流或湍流而破裂,象棉絮團(tuán)似的不規(guī)則地分布在天空。云的演變有兩種含義：〔1云體自身的演變,如云的增厚、變薄、衍生擴(kuò)展或蒸發(fā)消失等?！?云隨天氣系統(tǒng)的移動(dòng),不同種類的云依次經(jīng)過(guò)測(cè)站上空,使得看起來(lái)像是云在發(fā)展變化。注意事項(xiàng)：云的觀測(cè)應(yīng)盡量選擇在能看到全部天空及地平線的開(kāi)闊地點(diǎn)或平臺(tái)進(jìn)行,應(yīng)注意它的連續(xù)演變。云狀的判定：主要根據(jù)天空中云的外形特征、結(jié)構(gòu)、色澤、排列、高度以及伴見(jiàn)的天氣現(xiàn)象,結(jié)合"云圖"、天氣形勢(shì)進(jìn)行綜合分析。實(shí)測(cè)云高：氣球測(cè)定云高利用已知升速的氫氣球或氦氣球,觀測(cè)其進(jìn)入云底的時(shí)間〔氣球開(kāi)始進(jìn)入像霧一樣的云層但未最終消失的點(diǎn),乘以氣球升速。公式：H＝v×Δt說(shuō)明：〔1主要用于測(cè)低云云高〔云高大于900米時(shí),不采用此法。〔2降水時(shí)不宜用此法測(cè)云高,除非降水輕微。云幕燈測(cè)定云高是夜間實(shí)測(cè)云高的儀器。觀測(cè)時(shí),利用云幕燈燈光垂直照射云底,形成明顯的光點(diǎn),在距云幕燈已知水平距離的觀測(cè)點(diǎn),用仰角器瞄準(zhǔn)光點(diǎn),測(cè)得仰角值,算出云高。公式：H＝L*tanα說(shuō)明：云幕燈和觀測(cè)點(diǎn)間最佳距離為300m,若間距遠(yuǎn)小于此值,則光點(diǎn)不易識(shí)別,若測(cè)量高度超過(guò)600m,其準(zhǔn)確度將降低。激光測(cè)云儀測(cè)定云高由發(fā)射望遠(yuǎn)鏡、接收望遠(yuǎn)鏡、電子門(mén)組成。發(fā)射望遠(yuǎn)鏡發(fā)射激光,激光脈沖遇到云層被云滴散射,其中后向散射部分被接收望遠(yuǎn)鏡接收,計(jì)數(shù)電路記下激光在測(cè)云儀和被測(cè)目標(biāo)物之間往返一次所經(jīng)過(guò)的時(shí)間。公式：H＝S*sinα＝〔c*Δt/2*sinα各云屬常見(jiàn)云底高度圍第三章能見(jiàn)度、天氣現(xiàn)象、地面狀態(tài)的觀測(cè)人工觀測(cè)能見(jiàn)度,一般指有效水平能見(jiàn)度。有效水平能見(jiàn)度：是指四周視野中二分之一以上的圍能看到的目標(biāo)物的最大水平距離。如某一目標(biāo)物輪廓清晰,但沒(méi)有更遠(yuǎn)的或看不到更遠(yuǎn)的目標(biāo)物時(shí),可參考下述幾點(diǎn)酌情判定：⑴目標(biāo)物的顏色、細(xì)微部分〔如村莊的單個(gè)樹(shù)木、遠(yuǎn)處房屋的門(mén)窗等清晰可辨時(shí),能見(jiàn)度通?？啥樵撃繕?biāo)物距離的五倍以上；⑵目標(biāo)物的顏色、細(xì)微部分隱約可辨時(shí),能見(jiàn)度可定為該目標(biāo)物距離的二倍半到五倍；⑶目標(biāo)物的顏色、細(xì)微部分很難分辨時(shí),能見(jiàn)度可定為大于該目標(biāo)物的距離,但不應(yīng)超過(guò)二倍半。應(yīng)考慮目標(biāo)物的大小,背景顏色,以及當(dāng)時(shí)的光照等情況。人工觀測(cè)夜間觀測(cè)能見(jiàn)度時(shí),觀測(cè)員應(yīng)先在黑暗處停留5—15分鐘,待眼睛適應(yīng)環(huán)境后進(jìn)行觀測(cè)。根據(jù)最遠(yuǎn)目標(biāo)燈能見(jiàn)與否確定能見(jiàn)距離。用于測(cè)量氣象光學(xué)視程的儀器可分為以下兩類：〔1用于測(cè)量水平空氣柱的消光系數(shù)或透射因數(shù)。光的衰減是由沿光束路徑上的微粒散射和吸收造成的。〔2用于測(cè)量小體積空氣對(duì)光的散射系數(shù)。在自然霧中,吸收通?？珊雎?散射系數(shù)可視作與消光系數(shù)相同。降水現(xiàn)象：雨,滴狀的液態(tài)降水,下降時(shí)清楚可見(jiàn),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。雨滴直徑：。降水性質(zhì)：間歇性和連續(xù)性。陣雨：開(kāi)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。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。雨滴直徑:小于0.5mm。雪：固態(tài)降水,大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。陣雪:開(kāi)始和停止都較突然、強(qiáng)度變化大的降雪。雨夾雪：半融化的雪〔濕雪;或雨和雪同時(shí)下降。霾：白色不透明的圓錐形或球形的顆粒固態(tài)降水,直徑約2-5mm,下降時(shí)常呈陣性,著硬地常反跳,松脆易碎。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５mm。有時(shí)部還有未凍結(jié)的水,如被碰碎,則僅剩下破碎的冰殼。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,外面包有透明冰層,或由透明與不透明的冰層相間組成；小雹以霰為核心。大小差異大,大的直徑可達(dá)數(shù)十毫米,小的僅幾毫米。常伴隨雷暴出現(xiàn)。地面凝結(jié)現(xiàn)象：露：水汽在地面以及近地面物體上凝結(jié)而成的水珠常出現(xiàn)在微風(fēng)、晴朗、濕度大的夜晚,出現(xiàn)時(shí)地表溫度在0℃以上。霜融化成的水珠,不記露霜：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。易在晴朗微風(fēng)的夜間生成。出現(xiàn)時(shí)地表溫度在0℃以下。以草、屋頂、露天的木板等表面最多。雨?。哼^(guò)冷卻液態(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,外表光滑或略有隆起。霧?。嚎諝庵兴苯幽A,或過(guò)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,起伏不平,受震易塌落。一般出現(xiàn)在寒冷的霧天。視程障礙現(xiàn)象：霧：大量微小水滴浮游空中,常呈乳白色,工業(yè)區(qū)常呈黃、灰色；水平能見(jiàn)度小于1.0千米。出現(xiàn)時(shí),相對(duì)濕度常達(dá)到或接近100%,高緯度地方出現(xiàn)冰晶霧也記為霧,并加記冰針。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,水平能見(jiàn)度為1.0-10.0千米以。出現(xiàn)時(shí),相對(duì)濕度較大。吹雪：由于強(qiáng)風(fēng)將地面積雪卷起,使水平能見(jiàn)度小于10.0千米的現(xiàn)象。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(jiàn)度小于1.0千米。煙幕：大量的由燃燒而生成的小微粒懸浮在空中,使水平能見(jiàn)度小于10.0千米。霾：大量極細(xì)微的干塵粒等均勻地浮游在空中,使水平能見(jiàn)度小于10.0千米的空氣普遍混濁現(xiàn)象。霾使遠(yuǎn)處光亮物體微帶黃、紅色,而使黑暗物體微帶藍(lán)色。沙塵暴：由于強(qiáng)風(fēng)或強(qiáng)烈的擾動(dòng)氣流將地面大量沙粒、塵土猛烈地卷入空中,使空氣很混濁,出現(xiàn)時(shí),黃沙滾滾、遮天蔽日,天空呈土黃色,水平能見(jiàn)度小于1.0千米。揚(yáng)沙：由于較大風(fēng)速或擾動(dòng)氣流將大量本地或附近的沙塵從地面吹起飛揚(yáng)在空中,使空氣相當(dāng)混濁,出現(xiàn)時(shí)減弱,天空呈黃色,水平能見(jiàn)度在1.0-10.0千米以。浮塵：塵土、細(xì)粒均勻地浮游在空中,使水平能見(jiàn)度小于10.0千米。雷電現(xiàn)象：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(jiàn)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。風(fēng)暴現(xiàn)象：大風(fēng)：瞬間風(fēng)速達(dá)到或超過(guò)17.0米／秒〔或目測(cè)估計(jì)風(fēng)力達(dá)到或超過(guò)8級(jí)的風(fēng)。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)。龍卷：一種小圍的強(qiáng)烈旋風(fēng),從外觀看,是從積雨云底盤(pán)旋下垂的一個(gè)漏斗狀云體。有時(shí)稍伸即隱或懸掛空中；有時(shí)觸及地面或水面,旋風(fēng)過(guò)境,對(duì)樹(shù)木、建筑物、船舶等均可能造成嚴(yán)重破壞。塵卷風(fēng)：因地面局部強(qiáng)烈增熱,而在近地面氣層中產(chǎn)生的小旋風(fēng),塵沙及其它細(xì)小物體隨風(fēng)卷起,從地面向上擴(kuò)展,形成塵柱。直徑超過(guò)2m,高度在10m以上。多形成于干燥地區(qū)的春季、夏季午后。其他現(xiàn)象：極光：在高緯度地區(qū)晴夜見(jiàn)到的一種在大氣高層輝煌閃爍的彩色光弧或光幕。亮度一般象滿月夜間的云。光弧常呈向上射出活動(dòng)的光帶,光帶往往為白色稍帶綠色或翠綠色,下邊帶淡紅色；有時(shí)只有光帶而無(wú)光弧；有時(shí)也呈振動(dòng)很快的光帶或光幕。冰針：飄浮于空中的很微小的片狀或針狀冰晶,在照耀下,閃爍可辨,有時(shí)可形成日柱或其它暈的現(xiàn)象?？山底栽浦?也可從無(wú)云的空中降落,下降速度慢,多出現(xiàn)在高緯度和高原地區(qū)的嚴(yán)冬季節(jié)。積雪：雪〔包括霰、米雪、冰粒覆蓋地面達(dá)到臺(tái)站四周能見(jiàn)面積一半以上時(shí),稱為積雪。結(jié)冰：指露面〔包括蒸發(fā)器的水凍結(jié)成冰。觀測(cè)注意事項(xiàng)：凡與水平能見(jiàn)度有關(guān)的現(xiàn)象,均以有效水平能見(jiàn)度為準(zhǔn),并在能見(jiàn)度觀測(cè)地點(diǎn)觀測(cè)判斷天氣現(xiàn)象。第四章氣壓的觀測(cè)大氣壓力與水銀氣壓表所處環(huán)境的溫度、重力加速度及緯度有關(guān),為了便于比較,國(guó)際上統(tǒng)一規(guī)定：1、以溫度0C為標(biāo)準(zhǔn)。2、g以緯度為45的海平面為標(biāo)準(zhǔn),9.80665m/s2。如果不在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下,則讀得的水銀柱高度必須訂正到標(biāo)準(zhǔn)條件下。水銀氣壓表〔1動(dòng)槽式儀器構(gòu)造：管：一根直徑約8mm,長(zhǎng)約900mm的玻璃管。外套管：用黃銅制成,保護(hù)與固定管。標(biāo)尺和游尺用來(lái)讀整數(shù)和小數(shù)。水銀槽：分上下兩部分,中間有一玻璃圈,可見(jiàn)槽水銀面。主要特點(diǎn)：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?！?定槽式槽頂上有一氣孔螺絲,空氣通過(guò)此螺絲的空隙與槽水銀面接觸。槽壁中間有一塊具有若干小洞的隔板。主要特點(diǎn)：槽部沒(méi)有調(diào)整水銀面的裝置,即沒(méi)有固定零點(diǎn),而采用了補(bǔ)償標(biāo)尺刻度的方法,以解決零點(diǎn)位置的變動(dòng),它要求管截面與槽部截面成不變的比例關(guān)系。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。動(dòng)槽式水銀氣壓表安裝：儀器安裝：將掛板牢固地固定在準(zhǔn)備懸掛氣壓表的地方。小心地從木盒<皮套>中取出氣壓表,槽部向上,稍稍擰緊槽底調(diào)整螺旋約1—2圈,慢慢地將氣壓表倒轉(zhuǎn)過(guò)來(lái),使表直立,槽部在下。先將槽的下端插入掛板的固定環(huán)里,再把表頂懸環(huán)套入掛鉤中,使氣壓表自然下垂后,慢慢旋緊固定環(huán)上的三個(gè)螺絲,將氣壓表固定。旋轉(zhuǎn)槽底調(diào)整螺旋,使槽水銀面下降到象牙針尖稍下的位置為止。安裝后要穩(wěn)定4個(gè)小時(shí),方能觀測(cè)使用。4.水銀氣壓表的本站氣壓訂正：水銀氣壓表讀數(shù)須順序經(jīng)過(guò)儀器差、溫度差、重力差三步訂正才是本站氣壓。因此,制成的氣壓表必須進(jìn)行標(biāo)定〔檢定,給出儀器在各個(gè)刻度上的訂正值。溫度差訂正：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。怎樣進(jìn)行溫度差訂正？假定：氣壓不變,溫度從t℃降到0℃水銀線脹系數(shù)：黃銅線脹系數(shù)：水銀柱收縮比黃銅標(biāo)尺多,使水銀柱降至p0處,而黃銅標(biāo)尺卻只降至pt處〔p0和pt為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的長(zhǎng)度,也表示經(jīng)儀器差訂正后的水銀氣壓表的讀數(shù)為什么要進(jìn)行重力差訂正？這種因重力不同,造成水銀柱高度與標(biāo)準(zhǔn)重力情況下的水銀柱高度的差值,稱為重力差。注意事項(xiàng)：水銀氣壓表的讀數(shù)要依次經(jīng)過(guò)儀器差、溫度差、緯度重力差、高度重力差訂正后,就可獲得本站氣壓值。為什么要進(jìn)行海平面氣壓的訂正：我國(guó)以黃海海面平均高度為海平面基準(zhǔn)點(diǎn)。海平面氣壓訂正計(jì)算計(jì)算步驟：例1：已知Ph=730.05mmHg,t0=7.4℃,th=-3.2℃,h=255m,求P0,C？解：例2：已知Ph=735.0mmHg,h=200m,th=10.0℃,=0.6℃/100,求Po,C？解：空盒氣壓表〔計(jì)原理：用金屬?gòu)椥阅ず凶鳛楦袘?yīng)元件,利用空盒的彈力與大氣壓力相平衡的原理來(lái)測(cè)量氣壓。當(dāng)大氣壓力發(fā)生變化時(shí),空盒隨之產(chǎn)生形變,把這種形變進(jìn)行一定程度的放大就可以用來(lái)指示氣壓的變化。1空盒彈性的溫度效應(yīng)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Δk,但雙金屬片的變形作用使空盒基底提高了ΔS。b、殘余氣體補(bǔ)償法：在空盒殘留一定的氣體,當(dāng)溫度升高時(shí),盒氣體的力增大,使空盒向外擴(kuò),以抵消因彈力減弱而引起的空盒壓縮?！?空盒的彈性后效a.當(dāng)氣壓變化停止后空盒的形變并不停止。例如氣壓由1000hPa降至100hPa時(shí),空盒位移由O點(diǎn)移至P點(diǎn),如果氣壓維持在100hPa不變,空盒的形變并不停止,而是繼續(xù)緩慢地由P移向P。b.空盒的升壓曲線和降壓曲線不一致。當(dāng)氣壓由1000hPa降至100hPa時(shí),檢定線為oap；然后再由100hPa回升到1000hPa時(shí),檢定線為pbo。兩條檢定線構(gòu)成一個(gè)封閉曲線,稱滯差環(huán)。優(yōu)缺點(diǎn)：空盒測(cè)壓不如水銀氣壓表精確,因此一般臺(tái)站上,只作為參考儀器。由于它便于攜帶、使用方便、維護(hù)容易,適用于野外考察或測(cè)壓準(zhǔn)確度要求不太高的觀測(cè)用。常用的氣壓傳感器類型：〔1膜盒式電容氣壓傳感器〔2振筒式氣壓傳感器〔3壓阻式氣壓傳感器自動(dòng)站中所使用的氣壓傳感器測(cè)量出來(lái)的是本站氣壓。第五章空氣溫度的觀測(cè)溫標(biāo)：〔1攝氏溫標(biāo)〔℃〔2華氏溫標(biāo)〔℉〔3熱力學(xué)溫標(biāo)〔K規(guī)定水的三相點(diǎn)為273.16K,即0.01℃玻璃液體溫度表構(gòu)造原理：構(gòu)造：其感應(yīng)部分是一個(gè)充滿液體的玻璃球或柱,一根一端封閉的玻璃毛細(xì)管與它相連。常用的測(cè)溫液體有水銀、酒精和甲苯等。溫度表可以根據(jù)不同的測(cè)溫目的,選用不同的測(cè)溫液。2.靈敏度：溫度表液體體積越大,毛細(xì)管截面積越小,液體與玻璃的相對(duì)膨脹系數(shù)越大,則溫度表的靈敏度就越高。最高溫度表的測(cè)量原理：觀測(cè)最高溫度表時(shí),發(fā)現(xiàn)溫度表水銀柱上滑,脫離開(kāi)窄管口,稍抬溫度表頂端,使水銀柱回到正常位置,再讀數(shù)〔3最低溫度表:感應(yīng)液是酒精,它的毛細(xì)管有一啞鈴形游標(biāo)。不用水銀溫度表作為測(cè)量低溫用的溫度表是因?yàn)樗y溶點(diǎn)高。觀測(cè)時(shí)將游標(biāo)調(diào)整到酒精柱的頂端,然后將溫度表平放。升溫時(shí),酒精從游標(biāo)和毛細(xì)管之間的狹縫通過(guò),游標(biāo)不動(dòng)；溫度下降時(shí),液柱頂端表面力使游標(biāo)向球部方向移動(dòng)。因此,游標(biāo)指示的溫度只降不升,遠(yuǎn)離球部的一端將指示出一定時(shí)段的最低溫度。雙金屬片溫度計(jì)1.感應(yīng)部分：利用雙金屬片曲率隨溫度變化的特性來(lái)測(cè)量溫度。電測(cè)溫度表：利用熱電動(dòng)勢(shì)原理進(jìn)行溫度測(cè)量的儀器稱為熱電偶溫度表。靈敏度與α電阻溫度系數(shù)、金屬電阻率、金屬絲長(zhǎng)度成正比,與電阻絲的截面積成反比。金屬材料的要求：氣象上,常用于測(cè)溫的金屬電阻材料,有鉑、鎳、銅幾種。儀器特點(diǎn)：缺點(diǎn)：熱敏電阻與溫度為非線性關(guān)系,穩(wěn)定性較差,互換性不好。地溫的測(cè)量：理想的測(cè)量土壤表面溫度的儀器：非接觸式的紅外輻射計(jì)。草溫和雪溫觀測(cè)的切換應(yīng)在20時(shí)進(jìn)行。氣溫測(cè)量中的防輻射設(shè)備防輻射罩：輕便防輻射罩、小型防輻射罩主要在野外考察時(shí)使用。小型防輻射罩：防輻射罩性能不如百葉箱,在特殊條件下,如靜風(fēng),用百葉箱和防輻射罩同時(shí)進(jìn)行氣溫測(cè)量,相差可達(dá)2-3度,應(yīng)注意。第六章空氣濕度的觀測(cè)露點(diǎn)溫度td: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,取一位小數(shù)。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。第七章地面風(fēng)的觀測(cè)風(fēng)向符號(hào)與度數(shù)對(duì)照表注：6強(qiáng)風(fēng)風(fēng)的平均量：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。7.3EL型電接風(fēng)向風(fēng)速計(jì)風(fēng)速部分：當(dāng)風(fēng)杯轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),帶動(dòng)渦輪,并通過(guò)撥鉤推凸輪一起轉(zhuǎn)動(dòng)。風(fēng)速電接簧片的一端在凸輪表面滑動(dòng),當(dāng)凸輪不斷轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),上面一個(gè)簧片先從凸輪最高點(diǎn)跌下來(lái),與下面一個(gè)簧片接觸,緊接著下面一個(gè)簧片也從凸輪最高點(diǎn)跌下來(lái),于是上面簧片斷開(kāi),完成一次電接。風(fēng)速越大,風(fēng)杯轉(zhuǎn)的越快,單位時(shí)間電接的次數(shù)越多。由于每吹過(guò)200m風(fēng)程〔風(fēng)杯轉(zhuǎn)過(guò)80圈,接點(diǎn)就接觸一次,記錄器風(fēng)速筆尖就在自記紙風(fēng)速坐標(biāo)上向上或向下移動(dòng)1/3格〔三次移動(dòng)一格。根據(jù)筆尖10分鐘自記紙上移動(dòng)的格數(shù),就可求出當(dāng)時(shí)的平均風(fēng)速。熱線風(fēng)速表：原理：是利用一根被加熱的金屬絲置于空氣中,散熱速率與周?chē)諝獾牧魉儆嘘P(guān),利于這種特性來(lái)測(cè)量風(fēng)速。優(yōu)點(diǎn)：比起風(fēng)杯風(fēng)速計(jì)和風(fēng)車(chē)風(fēng)速計(jì),其能更準(zhǔn)確的測(cè)量風(fēng)速隨時(shí)間的瞬間變化。微尺度風(fēng)速測(cè)量感應(yīng)器常使用熱線風(fēng)速計(jì)。第八章降水與蒸發(fā)的觀測(cè)測(cè)量降水的主要儀器承水器：是用鍍鋅鐵皮或其它金屬材料制成。我用直徑為20cm正圓形承水器,其口緣鑲有直外斜刀刃形的銅圈,以防雨滴濺失和筒口變形。承水器有兩種：一是帶漏斗的承雨器,另一種不帶漏斗的承雪器,承水器的漏斗是活動(dòng)的。漏斗的作用是防止雨量桶中收集到的降水發(fā)生蒸發(fā)。外筒：外筒放貯水瓶,以收集降水量。量杯：為一特制的有刻度的專用量杯,其口徑和刻度與雨量筒口徑成一定比例關(guān)系,所以量杯的刻度大小直接表示了降水量,不必要再進(jìn)行換算。杯上的刻度一般從0.05mm到10.5mm,每一小格代表0.1mm降水量,每一大格為1.0mm降水量。儲(chǔ)水瓶：是有一定容量并有倒水咀的玻璃瓶。雨量計(jì)--虹吸式構(gòu)造：是用來(lái)連續(xù)記錄液體降水的自記儀器。由承水器<通常口徑為20cm>、浮子室、自記鐘和虹吸管等組成。雨量計(jì)--雙翻斗式構(gòu)造：由感應(yīng)器、采集器、記錄器組成。感應(yīng)器：由承水器、上翻斗、匯集漏斗、計(jì)量翻斗、計(jì)數(shù)翻斗、干簧開(kāi)關(guān)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。雨量傳感器翻斗式：用來(lái)連續(xù)采集液體降水量的。分為雙翻斗與單翻斗兩種,其結(jié)構(gòu)和測(cè)量原理與前述的感應(yīng)器相同。雙閥容柵式：由承水器、貯水室、浮子與感應(yīng)極板,以及信號(hào)處理電路等組成。測(cè)量原理：是利用貯水室浮子隨雨量上升帶動(dòng)感應(yīng)極板,使容柵移位傳感器產(chǎn)生的電容量變化,經(jīng)轉(zhuǎn)換為位移計(jì)量的原理測(cè)得降水量。降水量觀測(cè)的誤差來(lái)源降水量測(cè)量的準(zhǔn)確與否,不僅與傳感器的性能有關(guān),還和傳感器安置的地點(diǎn)、位置、雨水濺失、蒸發(fā)損失以及風(fēng)的影響關(guān)系密切。雨水濺失：對(duì)雨量器造成的誤差約0.1～0.2mm。蒸發(fā)引起的誤差：與測(cè)點(diǎn)的位置、當(dāng)時(shí)的氣象條件、儀器本身結(jié)構(gòu)、制作材料等多因素有關(guān),其引起的平均誤差是年降水量的3%-6%。風(fēng)的影響：由于雨量器高出地面,風(fēng)對(duì)雨量器的繞流作用導(dǎo)致筒口上方出現(xiàn)局部上升氣流,阻礙雨滴落入筒,造成降水量偏小。對(duì)固體降水影響更大,影響的大小與雨滴大小、風(fēng)速及承水器安裝高度有關(guān)。測(cè)量蒸發(fā)量的主要儀器蒸發(fā)筒：由白色玻璃鋼制作,是一個(gè)器口面積為3000cm2,有圓錐底的圓柱形桶,器口正圓,口緣為直外斜的刀刃形。器口向下6.5cm器壁上設(shè)置測(cè)針座,座上裝有水面指示針,用以指示蒸發(fā)桶中水面高度。在桶壁上開(kāi)有溢流孔,孔的外側(cè)裝有溢流嘴,用膠管與溢流桶相連通,以承接因降水較大時(shí)從蒸發(fā)桶溢出的水量。溢流桶：是承接因降水較大時(shí)而由蒸發(fā)桶溢出的水量的圓柱形盛水器,可用鍍鋅鐵皮或其它不吸水的材料組成。桶的橫截面以300cm2為宜,溢流桶應(yīng)放置在帶蓋的套箱。須注意防止降落在膠管上的雨水順著膠管流入溢流桶。水圈：是安裝在蒸發(fā)桶外圍的環(huán)套,材料也是玻璃鋼。用以減少太陽(yáng)輻射及濺水對(duì)蒸發(fā)的影響。它由四個(gè)相同的弧形水槽組成。外壁高度分別為13.7cm和15.0cm。每個(gè)水槽的壁上開(kāi)有排水孔。為防止水槽變形,在外壁之間的上緣設(shè)有撐檔。水圈的水面應(yīng)與蒸發(fā)桶的水面接近。測(cè)針：是專用于測(cè)量蒸發(fā)器水面高度的部件,應(yīng)用螺旋測(cè)微器的原理制成。讀數(shù)精確到0.1mm。測(cè)針插桿的桿徑與蒸發(fā)器上測(cè)針座插孔孔徑相吻合。測(cè)量時(shí)使針尖上下移動(dòng),對(duì)準(zhǔn)水面。測(cè)針針尖外圍還設(shè)有靜水器,上下調(diào)節(jié)靜水器位置,使底部沒(méi)入水中。第九章積雪、凍土和電線積冰的觀測(cè)積雪：測(cè)站四周能見(jiàn)面積被雪〔包括米雪、霰、冰粒覆蓋超過(guò)一半時(shí)稱為積雪。觀測(cè)項(xiàng)目：雪深、雪壓。符合觀測(cè)雪深的日子,每天08時(shí)在觀測(cè)地點(diǎn)將量雪尺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,讀取雪深的厘米整數(shù),小數(shù)四舍五入。每次觀測(cè)須作三次測(cè)量,記入觀測(cè)簿相應(yīng)欄中,并求其平均值。三次測(cè)量的地點(diǎn),彼此相距應(yīng)在10m以上<丘陵、山地氣象站因地形所限,距離可適當(dāng)縮短>,并作出標(biāo)記,以免下次在原地重復(fù)測(cè)量。平均雪深不足0.5cm記0；若08時(shí)未達(dá)到測(cè)定雪深的標(biāo)準(zhǔn),之后因降雪而達(dá)到測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)時(shí),則應(yīng)在14時(shí)或20時(shí)補(bǔ)測(cè)一次；記錄記在當(dāng)日雪深欄,并在觀測(cè)簿備注欄注明。雪壓計(jì)算公式為：P＝M/100P為雪壓〔g/cm2；M為樣本重量<g>,分母100為量雪器截面積<cm2>。雪壓計(jì)算公式：P＝M/S＝50×m/50＝mP為雪壓〔g/cm2；S為圓筒截面積<50cm2>；m為秤桿刻度數(shù)；M為樣本重量<g>。因秤桿上每一刻度單位<即十個(gè)小格>等于50g,故M值用秤桿刻度度數(shù)m乘50而得。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)。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。積冰重量的測(cè)量：是指1m長(zhǎng)導(dǎo)線上冰層的重量。按下式換算成一米長(zhǎng)導(dǎo)線上的冰層重量：一米長(zhǎng)導(dǎo)線上的冰層重量=冰層重量值/被測(cè)量的冰層長(zhǎng)度*100。第十章輻射和日照時(shí)數(shù)的觀測(cè)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源泉,也是地球表面與大氣交換熱量的一種形式。氣象站用總輻射表：玻璃罩：半球形雙層石英玻璃,既防風(fēng)又能透過(guò)短波輻射。凈全輻射測(cè)量?jī)x器：上下兩個(gè)感應(yīng)面都能吸收全波段輻射。感光跡線的基本特征：夏半年〔春分至秋分,直射北半球,感光跡線位于洞孔的切平面以南,呈凹形,即偏于水平線之上且較長(zhǎng)。冬半年〔秋分至春分,直射南半球,感光跡線位于洞孔的切平面以北,呈凸形,即偏于水平線之上且較短。用總輻射與散射輻射計(jì)算日照時(shí)數(shù)：臨時(shí)性措施,不能長(zhǎng)期使用。第十一章自動(dòng)氣象觀測(cè)系統(tǒng)自動(dòng)氣象觀測(cè)系統(tǒng),從狹義上說(shuō)是指自動(dòng)氣象站,從廣義上說(shuō)是指自動(dòng)氣象站網(wǎng)。自動(dòng)氣象站,是一種能自動(dòng)收集、處理、存儲(chǔ)或傳輸氣象信息的裝置。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(guò)通信電路組成。自動(dòng)氣象站常用傳感器：氣壓——振筒式氣壓傳感器、膜盒式電容氣壓傳感器氣溫——鉑電阻溫度傳感器濕度——濕敏電容濕度傳感器風(fēng)向——單翼風(fēng)向傳感器風(fēng)速——風(fēng)杯風(fēng)速傳感器雨量——翻斗式雨量傳感器蒸發(fā)——超聲測(cè)距蒸發(fā)量傳感器輻射——熱電堆式輻射傳感器地溫——鉑電阻地溫傳感器日照——直接輻射表、雙金屬片日照傳感器第十二章高空溫壓濕風(fēng)的探測(cè)測(cè)量三維溫壓濕的方法：探空氣球攜帶無(wú)線電探空儀升空〔主要：資料具有較高的精確度和分辨率；形成了一個(gè)比較嚴(yán)密的全球探測(cè)網(wǎng)。其中,探空氣球攜帶無(wú)線電探空儀升空是測(cè)量高空溫壓濕的常規(guī)方法。無(wú)線電探空儀的測(cè)量單位：氣壓：百帕<hPa>溫度：攝氏度<℃>相對(duì)濕度：百分?jǐn)?shù)<％>露點(diǎn)溫度：攝氏度<℃>高度：位勢(shì)米<gpm>,1位勢(shì)米≈0.980665動(dòng)力米五九型轉(zhuǎn)筒式電碼探空儀,簡(jiǎn)稱GZZ型探空儀,發(fā)射機(jī)頻率：一種是24.5MHz；一種是400MHz。五九型轉(zhuǎn)筒式電碼探空儀誤差：1.測(cè)溫誤差：滯后誤差<雙金屬片的熱滯系數(shù)>、和輻射誤差、元件沾濕誤差、氣球的熱空氣尾流。2.測(cè)濕誤差：腸膜性能不穩(wěn)定、滯后系數(shù)隨溫度降低而加大,在-30度以下幾乎無(wú)法使用。3.測(cè)壓誤差：彈性后效、溫度效應(yīng)變低頻式探空儀,簡(jiǎn)稱RS-90探空儀：采用雙濕度元件〔濕敏電容；硅單晶空盒；感溫瓷中封入兩根鉑絲作為電容極板。根據(jù)隨氣流飄動(dòng)的物體在空中運(yùn)動(dòng)的軌跡,從而測(cè)定出風(fēng)向、風(fēng)速。這類方法稱軌跡法,在高空觀測(cè)中廣泛采用。高空風(fēng)測(cè)量中使用的示蹤物一般是灌滿氫氣的氣球,即測(cè)風(fēng)氣球。氣球軌跡法測(cè)風(fēng)的定位參量至少需要方位角、仰角、垂直距離。氣球只飄浮在某一高度<等密度面>上,一般稱為平移氣球。作用在氣球上的力：定義凈舉力A為氣球所受浮力與重力之差：式中E稱為總舉力,是氣球排開(kāi)空氣的重量與球氣體重量之差.氣球升速公式：氣球的運(yùn)動(dòng)方程為：氣球的上升速度計(jì)算公式：因此,我們控制球重及凈舉力,就可改變球的升速。在凈舉力及球重不變時(shí),空氣密度越小,升速越大,因而,氣球的升速隨高度會(huì)稍有增大。光學(xué)測(cè)風(fēng)經(jīng)緯儀：主要觀測(cè)氣球仰角和方位角。氣球高度由升速和施放時(shí)間推算。無(wú)線電經(jīng)緯儀：利用無(wú)線電定向原理,跟蹤氣球攜帶的探空儀發(fā)射機(jī)信號(hào),測(cè)得氣球仰角和方位角。氣球高度則由探空資料計(jì)算得出。測(cè)風(fēng)雷達(dá)：利用雷達(dá)測(cè)定飛升的氣球位置。不僅測(cè)定氣球的角座標(biāo),而且能測(cè)定氣球與雷達(dá)的距離,即斜距。由仰角、方位角、斜距計(jì)算高空風(fēng)。二次雷達(dá)測(cè)風(fēng)法：把氣球上的反射靶換成回答器,就能增強(qiáng)回波的強(qiáng)度,這種雷達(dá)叫二次雷達(dá)。氣球上的回答器收到地面雷達(dá)發(fā)來(lái)的詢問(wèn)脈沖后,立即發(fā)射一個(gè)脈沖代替反射波,稱為回答脈沖,回答脈沖被地面接收機(jī)接收,確定仰角、方位角、斜距。GPS的組成：GPS衛(wèi)星：向用戶連續(xù)發(fā)送定位信息；接收和儲(chǔ)存地面監(jiān)控站發(fā)出的衛(wèi)星導(dǎo)航電文等信息,并適時(shí)地發(fā)送給用戶;接收并執(zhí)行地面監(jiān)控站發(fā)來(lái)的指令；提供精確的時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)地面監(jiān)控系統(tǒng)：監(jiān)視衛(wèi)星的運(yùn)行；確定GPS時(shí)間系統(tǒng)；跟蹤并預(yù)報(bào)衛(wèi)星星歷和衛(wèi)星鐘狀態(tài)；向每顆衛(wèi)星的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器注入衛(wèi)星導(dǎo)航數(shù)據(jù)GPS接收機(jī)：是用戶部分的核心,與天