海洋与气象实验

实验海洋水文和气象要素观测

一、实验目的

进行海洋水文和气象要素观测是《航海气象与海洋学》课程大纲的要求。通过实验，既使学生进一步认识和理解主要水文和气象要素的含义，又使学生掌握这些要素的观测、记录和计算方法，为日后进行船舶海洋水文气象辅助测报工作打好基础。

二、实验内容

1、气象项目：海面有效能见度、云、天气现象、风、气压、空气温度和湿度。

2、水文项目：表面海水温度、盐度、海发光、风浪和涌浪。

三、各项目的观测

（一）能见度的观测

视力正常的人在四周海面1/2以上视野范围内能见到的最大水平距离，称为海面有效能见度。能见度以千米（km）为单位，所谓“能见”，在白天指目力能辨认出目标物的形体和轮廓，在夜间指能清楚地看见目标灯的发光点。“不能见”是指看不清目标物的轮廓，分不清其形体，或者所见目标灯的发光点模糊，灯光散乱。

观测时参照表1，选择较高、视野开阔的地方（夜间应站在不受灯光影响处）。白天观测应根据海天交界处的清晰程度判定海面有效能见度。当海天交界处完全看不清楚时，则按经验判定。

(二) 云的观测

云的观测主要是判定云状，估计云量和目测最低云的云底高度。云的观测应尽量选择在能看到全部天空和海天线的位置上进行。观测云时，如阳光较强，需戴黑色（或暗色）眼镜。

1、云状的观测和记录方法

观测时，应注意当时云的外形特征、结构、色泽、高度和伴随的天气现象。根据不同地理纬度，不同季节，结合结构特点和云底高度，将云分成三族十属。

低云族：有积云、积雨云、层积云、层云、雨层云（碎雨云）五属

中云族：有高层云、高积云两属

高云族：有卷云、卷层云、卷积云三属

云状按国际简写字母，分高、中、低三族记入记录表相应栏内。同族云出现多属时，云量多的云状在前，云量相同时，记录的先后次序自定。无云时（包括某一族）相应云状栏空

白。无法判断云状时，相应栏记“―”。

2、云量的观测和记录方法

云量的观测包括总云量和低云量的观测。将全部天空分成10等份，全天无云记0，天空完全为云所遮蔽时记10，天空为云所遮蔽，但从云隙中可见蓝天，则记10‐；云占全天1/10，总云量记1，云占全天2/10，总云量记2，其余依此类推。天空有少许云，云量不足0.5时,总云量也记0。总云量记入记录表相应栏内。低云量是指天空被云所遮蔽的成数，记录方法同总云量。

3、最低云底高度的观测和记录方法

云高只测定低云云底高度。观测时结合当时的季节，天气条件及不同地理纬度进行目测。以m为单位记入相应栏内。

4、几种特殊情况的云量、云状的观测和记录

（1）因雾使天空的云量、云状无法辨明时，总、低云量记10，低云状栏内记“≡”。因雾使天空的云量、云状不能完全辨明时，总、低云量记10，低云状栏内记“≡”，可见的云状记相应栏内。

（2）因霾使天空的云量、云状全部或部分不明时，总低云量记“―”，低云状栏记“∞”，相应栏记录可辨明部分的云状；若透过这些现象能完全辨明云量、云状时，则按正常情况记录。

（三）天气现象的观测

天气现象指在大气中、海面上或船体（或其他建筑物）上产生或出现的降水、水汽凝结物（除云外）、冻结物、干悬浮物和声、光、电等现象，也包括一些风的特征。船舶观测的天气现象有：霾、轻雾、雷暴、龙卷、雾、毛毛雨、雨、雨夹雪、雪、阵雨、冰雹和雷雨等12种。

现在天气是指在定时观测时出现的天气现象。过去天气是指在定时观测之前6h内出现的天气现象。此外，还有一些视区内出现的天气现象应随时观测和记录。在观测天气现象的时间内所观测到的天气现象用天气现象符号分别记录在现在天气现象栏（表2）

(四) 风的观测

风的观测包括风向和风速。WMO规定海面风的观测应采用正点观测前10min内的平均风速及相应的最多风向。

1、手持风向风速表测风

手持（轻便）风向风速表携带方便，但在观测时要注意选择迎风面没有障碍物，离高大上层建筑较远的位置。该仪器由三部分组成：风向部分（风向标、方向盘和套管制动器）、

风速部分（十字形护架、旋杯、启动杆、风速表主体及风速刻度盘）和手柄。

观测程序：

（1）取出仪表安装好

（2）选择有代表性的测风位置，将套管制动器向下拉，再往右转一角度，使罗盘处

于自由状态，然后把仪器垂直举过头。

（3）待方向盘按地磁方向稳定后，用拇指按一下启动杆，此时刻度盘的红色时针及

风速指针均开始走动。

（4）读风向值。红色箭头所指方向盘方位即风向，要求读至整数位（如箭头摆动，

可读摆动的平均值）。

（5）1分钟后，时针回到原位停下，风速指针也自动停止转动。将套管制动器向左传一角度，使恢复原位，以固定罗盘。

（6）读取风速值。风速指针所指刻度是指示风速，要求读至0.1米/秒,以此值从风速检定曲线图中查出风速.

（7）观察完毕,将仪器拆开放入盒内.

2、目力测风

目力测风是在仪器发生故障情况下使用的一种方法。

风向和风力均可以用海面征状来判断。海面的小波（或涟漪）的波峰线是与风向垂直的，故可由波峰线的方向来决定风向，在风力为六级以上时，风向可由白浪花带的方向决定，因为这时白浪花带的方向与风向垂直。

（五）空气温度和湿度的观测

空气温度和湿度的观测，是要得到空气的温度、绝对湿度、相对湿度和露点四个量

值。下面采用通风干湿表观测空气的温度和湿度。

1、风通干湿表的构造

风通干湿表的主要部分是两支规格相同的温度表。温度表的球部装在两组平行的双重套管里。管的外壳镀镍，以反射太阳辐射。干湿表的头部安装风扇，使温度表的球部有常定速度的气流通过，使测湿系数固定不变。

2、观测方法

（1）观测前四分钟把仪器挂好。将湿球纱布用下述方法浸润：观测员一手拿住灌满了

蒸馏水的橡皮囊，一手放开铜夹。轻压橡皮囊使水达到玻璃管中固定标志处后，即夹紧

铜夹。然后用管里的水润湿纱布，注意不要溢出。持续五、六秒钟后，放松铜夹，使管

中的水流回皮囊，并拿走滴管。湿球纱布润湿之后，再小心地上好风扇发条，但不要上

得太紧，以剩下一转为限。

（2）进行读数。读数时，观测员必须注意不要让风将自身的热量带到仪器上去，特别注意不要用手触摸外套管。当气温高于0℃时，读数方法同干湿球温度表。当气温在0—10℃时，观测前半小时把仪器拿到室外挂好，随即把湿球纱布润浸并通风。待观测时再通风一次。（3）当风速大于4米/秒时，观测前应将防风罩套在风扇向风面裂口上，使其开口（即自小到大的方向）顺着风扇旋转的方向。

2、观测结果的计算