文档介绍：自然地理学
实验指导书
林惠花、肖宝玉、陈秀玲、刘强编
自然地理气象实验部分
实验一气象观测场和温度的观测
一目的与要求
了解气象观测场地的建立条件及掌握常见的温度观测方法
二主要内容
1 观测场地的选择要求和观测场内的仪器布置;
2 百叶箱的结构与作用;
3 常用的温度观测仪器与观测方法;
三气象观测场的建立要求及测温仪器构造及原理
(一)观测场地的选择要求
地面气象观测的主要项目都是在观测场内通过各种仪器进行的,观测场地的选择是否适宜,对观测资料的代表性、准确性和比较性影响很大。观测场地的选择关键在于站址的选择。站址应选择在能代表大范围的天气、气候特点的地区,除某些根据特殊需要而建立的专业台站外,一般要求建在平坦空旷,四周没有高大建筑物、树林和大水库的地方。这是因为:在复杂地形影响下,风、云、温度、湿度等要素均有显著差异,不能真实反映这个地区自由大气的实际变化情况;树林及建筑物等障碍物对辐射、温度、降水,特别是风都有显著影响,如建筑物密集的城市,由于建筑物吸热和散热都较快,人类活动频繁,使得城镇温度比农村偏高,湿度较农村偏低,同时建筑群会影响空气的运行,既减小风速,也能改变风向。此外,城镇空气固体悬浮物多,能削弱太阳辐射,使能见度下降,这对日辐射和日照观测均会造成影响;如果台站设在工业城市最多风向的下风方,经常受吹来烟尘的影响,将会影响资料的代表性。因此观测场地距障碍物应保持一定的距离。通常观测场离的距离应视障碍物的性质而定:孤立的障碍物离观测场地的距离应在3倍以上障碍物的高度;连续的或成片的障碍物离观测场地的距离应在10倍以上障碍物的高度。
场地的选择总体要求是要有代表性,避免局地因素的影响。
观测场地不宜过小,否则场内安置的仪器难以保持一定的间隔,容易彼此遮挡,影响通风。普通观测场有25m*25m和20m*16m两种规格。
观测场地要求平整。由于一般地区绿色植物分布的面积最广,所以观测场内应种植浅草(不长草的地区例外),以更好代表这一地区下垫面特征。为了保护场地和仪器设备,。围栏的北面正中开一小门,以便出入。—,以利于保护草层,保持场内整洁,方便行走。
图1 地面气象观测场
(二)观测场内的仪器布置要求
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:
仪器高的安排在北面,低的安在南面,东西成行,大体对称;
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;
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测量降雨量的雨量器的安置高度规定为70cm;
测量风的仪器安置在距地面10m以上;
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)百叶箱的结构与作用
百叶箱的结构请通过实物的观察来认识。百叶箱,四周是由两排薄的木板百叶组成,木板向内向外倾斜与水平方向成45o角。箱底由三块木板组成,中间木板比两侧的木板高出一些,箱盖有两层,其间空气能流通。为了避免太阳直接照射仪器,百叶箱要漆成白色,以防吸热过多,影响箱内气温。
图2 百叶箱
百叶箱分大小两种,大百叶箱是安装温度、湿度自记仪器的,小百叶箱是安装干湿球和最高、最低温度表的。
百叶箱应水平地牢固地安装在一个特制的架子上,支架应牢固地埋入地下,其顶端高出地面125cm。箱门朝正北。
箱内仪器的安装:小百叶箱内的各种温度表都安置在箱内特制的铁架上,干湿球温度表应垂直固定在铁架两侧,干球在东,湿球在西,,湿球的下方是一个带盖的水杯,水杯口离湿球约3cm,湿球温度表球部包扎一条纱布,纱布通过杯盖上的狭缝引入水杯内。
最高温度表平放在铁架下面横梁上的钩中,;最低温度表放在最下面的钩上,,二支表球部都向东。
大百叶箱内的温度计安装在前面的木架上,;湿度计放在后面稍高的木架上。
百叶箱的作用如下:
保持一定的通风与风速;
防止太阳的直接辐射;
防止仪器受到风、冰雹等的直接损坏。
(四)主要的测温仪器的结构与原理
1 玻璃温度表
结构:主要由感应部位、套管、刻度尺、毛细管等组成。
测温液体与测温原理:测温液体是水银或酒精。
测温原理是热胀冷缩: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(℃)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(-℃),测定低温不适宜,而酒精冰点低(-℃)