气象学与气候学试验指导

. 气象学与气候学实验指导气象学与气候学实验指导 前言根据高等专科师范院校地理系教学大纲的要求，为了配合气象学与气候学的 教学，帮助学生掌握气象观测、天气图分析的技能，了解天气预报的方法， 并能进行气候资 料的统计和气候调查，编写了气象学与气候学实习试用教材。本教材包括三部分内容 一是气象观测着重介绍地面气象要素（包括气温、湿度、气压、风、云、天气现象、能见 度等）的观测；二是天气预报简介如何看电视中的天气预报，天气预报中的符号，如何看 天气预报图；三是气候资料整理和气候调查。 一观测场地的要求 1、观测的目的 （1）通过大量的、系统的、连续的观测，掌握大气中不断发生的各种物理现象和物理 过程的基本规律和特点，并将所观测的资料进行分析综合整理得出正确的结论。 （2）通过观测使学生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）通过观测初步学会气象观测的基本技能和方法。 （4）通过观测初步学会建立小型气象园的步骤、要求等。 2、环境要求 场地代表本地区较大范围气象要素特点和天气、 气候特征的地方， 避免局部地形的影响。 一般要求场地平坦空旷， 四周没有高大建筑物、树林和大水池的地方。 观测场地的边缘与四 周孤立障碍物的距离，至 少是该障碍物高度的三倍以上，成排的障碍物，至少是该障碍物 高度的 10 倍以上，四周不应种高秆作物，以保证气流的通畅。 3、场地大小的要求 观测场地大小应为2525m2；如果条件限制，可为16（东西向）20（南北向）m2。 Word 资料 . 中学气象园的大小可根据学校场地的条件而定，尽可能符合国家气象局的规定，可采用 1620m2 的面积，但不要小于 54m2，否则仪器相距太近，相互遮挡，影响观测质量， 而且影响活动的进行。 4、观测场内的要求 观测场地要求平整，不应有洞穴、坑洼， 突起的地方，否则仪器安置不易达到水平的要 求。由于一般地区下垫面绿色植物分布的面积最广， 所以观测场内应种植浅草， 土壤应保持 当地的结构特征，同时在场内要铺设0.3－0.5 米宽的小路（不能用沥青铺面） ，保持场内整 洁，方便行走，以免踏平草层。为了保护场内仪器设备，观测场四周应设高度为 1.2 米的稀 疏围栏（铁丝网、铁栏杆、竹围栏等,保持气流通畅。围栏的北面正中开一个小门，方便出 入。要保持场内整洁，当草高超过 20 厘米时，要剪短，将草及时运出场地。在冬季降雪时， 除小路和百叶箱顶壁的积雪可以清除外，场内积雪应保持原状，使其自然融化。 二观测场内的仪器的安置 观测场内仪器的安置应当保持一定距离，互不影响，具体要求如下 1.仪器高的安排在北面，低的安在南面，东西成行，大体对称。 2.仪器设备应安置在东西走向的小路的南侧，便于观测人员观测时能迅 速从北面接近仪器。观测次数多的仪器，尽量接近中间小路。 3.百叶箱内的温度表安置的高度规定为1.5 米。 4.测量降雨量的雨量器的安置高度规定为70 厘米。 5.测量风的仪器安置在距地面10 米以上。 6.观测场内的日射、日照仪器应在开阔的地方，并放在平台上。而且日 射仪器事先需要测定反射率。 三观测时间 Word 资料 . 1.每日以北京时间 02、08、14、20 时进行四次气候观测，部分观测站、哨仅进行08、 14、20 三次气候观测。 2.定时观测项目表 时间 02 20 0814 0814 80 云、能见度、天 观测 时间 气现象、空气的 温度、湿度、风、 气压、0－40 厘 米地温 降水、冻土、 雪深、雪压、 地 面 最 低 温 度 － 降水、蒸发、最高、最 低气温和地面最高、 最日 照 计 低气温， 并调整观测表换纸 放回原位 20日落后 320厘 米地温、 换温度、 气压、 湿 度 自 记 纸 3.温度、湿度气压等要素尽可能接近正点观测，而目测项目如云、能见度等可在正点观 测前进行观测。 4.气象要素均以北京时间20 时日界，自记记录以24 时为日界，日照计以日落为界。 5.中学气象园观测项目， 每天观测三次， 在不影响教学工作的前提下， 可以提前一小时， 在 07、13、19 时观测。 实验二空气温度的观测 空气温度是表示冷热程度的物理量。 它是最基本的气象要素之一。 大气中所发生的热力 过程和许多天气现象都与大气温度有密切关系。同时，气温也是构成一地气候的重要因素， 特别是农作物的生长、发育与气温、地温有着密切的关系。 为了能定量的表示温度， 就必须选定一个衡定温度的标准尺度， 简称温标，我国采用的 是摄氏温标（℃） ，它是以标准大气压力下的纯水的冰点为0o，沸点定为 100o，以冰点和 沸点作为两个基点，其间划分成100 等分，每等分称为1o。 Word 资料 . 一测温原理 任何物质温度变化都会引起它本身的物理特征与几何形状的改变。利用物质这一特性， 确定它与温度间的数量关系， 就可以作为测温仪器的感应部分， 制成各种各样的温度表。 常 用的温度表有以水银或酒精为感应液的玻璃液体温度表。 水银和酒精都具有比较明显的热胀冷缩的特性。 水银和酒精相比较， 具有导热快，比热 小，易提纯，沸点高（356.9℃）蒸汽压小，不与玻璃发生浸润作用等优点，所以用水银用 感应液的温度表灵敏度和精确度都较高。但是由于水银冰点比酒精高（－38.9℃） ，测定低 温不适宜，而酒精冰点低（－117.3℃） ，用来测定低温比较好。但酒精本身具有膨胀系数 不够稳定，纯度较差，容易蒸发，以及与玻璃起浸润作用等缺点，所以一般情况下，不使用 酒精温度表，只有在气温低于－36℃时，才按照地面气象观测规范规定使用酒精温度 表。因此，除了最低温度表用酒精作为感应液外，一般温度表多用水银。 当温度表与空气接触时， 球部与空气间便发生热量交换。 如果空气湿度升高，温度表球 部便吸收空气中的热量，球部的玻璃和水银（酒精）都受热而膨胀，然而水银（酒精）膨胀 量远比玻璃大，所以一部分水银（酒精）被迫进入毛细管中，于是毛细管内水银柱便随之升 高，直到热量交换平衡时为止。这时水银柱（酒精柱）随之下降。反之，气温降低时，毛细 管内的水银柱（酒精柱）随之下降，直到热量交换平衡为止。 因此，温度表水银柱（酒精柱） 的示度也能表示气温的高低。 二几种液体温度表 1. 普通温度表（干湿球温度表） 普通温度表是由球部、套管、白磁刻板及顶部所组成的水银温度表。它的特点是 如前 所述毛细管内水银柱的示度， 随着被测物的温度变化而变化。 因而可以测出任意时刻被测物 Word 资料 . 的温度。气象站、哨是用一对规格相同的普通温度表测定空气的温度和湿度， 因此又称为干 湿球温度表。 2. 最高温度表 最高温度表也是一种水银温度表。用以测定一定时间内的最高温度。它与普通温度不同 的地方在于球部。最高温度表的球部有一玻璃针， 伸入毛细管，使球部与毛细管之间形成一 窄道。温度升高时，球部水银体积膨胀，压力增大，迫使水银挤过狭管回至球部，因而水银 柱就在狭管处断裂， 于是狭管以上这段水银柱的顶端， 就保持在过去一段时间内温度表所感 受到的最高温度示度上。 最高温度表为了防止重力作用， 应水平安放，为了防止水银柱滑向 头部，也可将头