校园气象站场地的选择

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校园气象站场地的选择

一、观测场

地面气象观测大多数项目都要在专门建立的气象观测场所内进行,建设校园气象站,首先要进行观测场地的选择、规划和设计。

1.观测场是取得地面气象资料的主要场所,应当选在能较好反映本地较大范围的主要气象要素特点的地方。因为复杂的外在因素会影响气象要素的变化,造成观测不准确,观测结果不能真实地反映该地自由大气的实际变化情况,影响观测资料的代表性。同时会影响视界的广阔。一般学校特别是城市内学校基本上没有能够满足上述要求的条件。我们可以把观测场地的地址选在教学楼的楼顶,这样就可以最大幅度地排除观测场地四周200米以内的障碍物的影响。教学楼的出入与疏散通道都比较宽敞,不妨碍多人出入,而且观测场内的仪器容易得到保护,可以避免外界人为的破坏。至于场地的面积,我们可以采取分块的方法,在不同的楼顶安装不同的仪器。教学楼一般都是连体工程,在不违背所安装的仪器之间规定的间距、高低仪器排列方向和次序的原则基础上进行规划设计就可以了。观测大地温度的仪器仍须安装在地面,这些仪器既占不了多大面积,又可以不避开障碍物。

2.在观测场动建之前,首先要对本站子午线进行界定。因为整个观测场内室外仪器的定位、排列、安装以及气象工作室位置的确定都与方位有关。界定子午线常采用罗盘测定法、太阳高度测定法和北极星测定法等。

接着,要测定本站经纬度。因为经纬度是影响天气变化的因素,是计算制作气象产品的重要依据。测定本站经纬度可以采用地图查算法、经纬仪测定法等。

海拔高度是影响天气要素数值的因素之一。在气象观测上,很多数据都要进行海平面数值换算,如气压等;一些现代化的仪器在安装时就要输入本站海拔高度,如自动气象仪等。所以要进行本站海拔高度的测定。本站经纬度(精确到分)和本站海拔高度(精确到0.1米)的数据要刻在观测场内固定的标志上。

二、工作室

气象工作室(专业气象站称观测值班室)是气象站的心脏部位,是整个气象站组织工作的基础,是气象数据处理和气象产品制作的中心。

.1.工作室应建在观测场的北边,与观测场的距离不能太远,也不能靠得太近,大约相距30米左右为佳。如果观测场是规划在教学楼楼顶的,工作室的位置尽可能安排在同一楼层,不过,安排在下一个楼层也可以。

2.工作室的面积一般在10平方米左右,如果条件允许或考虑到学生多人参与活动,尽量安排大些的房子,为学生提供自由宽敞的活动空间。工作室的墙壁四周及顶部都要求刷上白色涂料漆。

3.气象工作室内要安放室内观测仪器,在工作室的一角要隔一小间暗室,大小视安装仪器的数量而定,一般不得小于两个平方米,装推拉门,暗室内装气压表,置放气压计,配上一盏15--40W的红色

电灯。工作室内还要置放工作台、文件柜、绘图桌等工作设施。工作台上置放电接风向风速仪的显示器、自动记录器、上位计算机等;文件柜内置放附属品、备品、耗材、气象观测资料等;绘图桌供绘制天气图和制作天气预报等气象产品的制作之用。工作室内还要安装集中控制和分配供电电源的配电箱。

观测仪器

百叶箱

作用:(安装温、湿度仪器用的防护设备)防止太阳对仪器的直接辐射和地面对仪器的反射辐射,保护仪器免受强风、雨、雪等的影响,并使仪器感应部分有适当的通风,能真实地感应外界空气温度和湿度的变化。

原理:白天,空气对太阳辐射的吸收能力弱于任一种温度感应元件;夜晚,空气的红外辐射能力又弱于任一种温度感应元件的表面。百叶箱为木质结构,四壁做成双层百叶窗式,箱底和箱顶由数块高低不同的木板做成,然后再在顶上覆盖防雨顶板。整个箱体涂成白色,以利于对太阳辐射的反射。百叶箱四壁和顶层、底层的结构完全可以保障箱内外空气的自由流通,还可避免降水和强风的影响。这样的结构,使得百叶箱内具有很好的通风性能,同时又使箱内仪器不受太阳直接照射和雨雪的影响,从而保障了空气温度的湿度观测数据的代表性。放置方式:整个百叶箱用支架安置在观测场内,箱底略低于1.5米,箱门朝北安装,是为了防止观测时阳光直接照射箱内的仪器。

百叶箱应能满足下列条件:

(1)内部之温度分布均匀。(2)内部之温度与箱外气温相同。(3)能容纳放置之仪器。(4)使用辐射热影响最小之材质。

最低温度计

作用:测定某一时段间隔内(通常为一天)最低温度的仪器。

原理:最低温度计为酒精温度计,在最低温度计酒精柱内,置一黑色指标,为一长约2厘米之两端呈球状之玻璃棒,当温度下降时,酒精收缩,因酒精柱顶之表面张力作用,指标随之移动,即向酒精球部后退,当温度上升时,酒精柱上升,而指标因无外力推动仍留原处,故指标离酒精球较远之一端为表示在某一时段间隔内的最低温度。

放置方式:最低温度计置於百叶箱内木架上,水平横置,球部在左,顶端在右

毛发湿度计

作用:测量大气中湿度

原理:毛发有很多细孔,当大气中湿度增加时,细孔吸湿而伸长,湿度减小时,细孔放出水汽而收缩,其变量带动指针,即可知湿度。

放置方式:以一束脱脂处理后之毛发,上端固定在金属架上,下端连接槓杆和指针,杆上有可伸缩之小铜锤,使毛发伸直,顶端有一小螺丝,为调整指针之位置用,为使指针轴减少摆动,可装置游丝一个予以控制。

蒸发皿

作用:量测蒸发量

原理:自土壤表面或自由水面因蒸发而失去之水量,称为蒸发量。20公分口径蒸发皿多为铜或不锈钢材料作成,直径20公分,深约10公分,开口处尖锐如刃,形同雨量器。器外套一向外弯曲同材质之栅网,以防鸟类窃饮器内之水。观测时先以雨量量杯量入定量软水,至一定时间(通常为一天),将水倒入量杯量之,二者差额即为蒸发量。

干湿计

作用:量测大气中之湿度

原理:大气中湿度大时,球部之湿气与大气之湿气平衡,温度保持恒定,若大气湿度降低时,湿球之水气蒸散而吸热,使温度下降。

放置方式:使用 2 支温度计,其中一支感温球部包上白色脱脂之纱布,系一棉线至水盂中,水盂盛入蒸馏水,使水盂之蒸馏水经棉线至纱布处,浸湿感温球部,是为湿球。另一支温度计则未浸湿,是为乾球。

土壤温度计

作用:测量土壤温度

原理:是由一個陶土管和一個真空表組成。陶土管是儀器的感應部件,具有許多細小的孔隙,陶土管被水浸潤后,在孔隙中形成一层水膜。當充滿水而且密封的土壤濕度計插入水份不饱和土壤時,水膜便與土壤水連結起來,使儀器內部的水產生負壓。這樣,真空表指示的負壓,就是土壤水吸力。

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