气象学与气候学实验指导资料

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25×25m2；如果条件限制，可为16（东西向）×20（南北向）m2。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16×20m2的面积，但不要小于5×4m2，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

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

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。

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，也可将头部稍放高一点。