石大气象学与气候学实验课件

气象学与气候学实验师范学院地理系

说明本课程共有8个实验（实习）内容，见下表项目学时备注地面观测场的建立2空气温、湿度的观测2气压、风的观测2蒸发、降水云和日照的观测2简易天气图分析与绘制2地面自动气象观测4不计入总学时区域气候统计8气候类型判断2不计入实验学时实验一地面观测场的建立

教学目的

掌握观测场建立的标准和要求，场内仪器布置原则实验仪器普通温度表、最高温度表、最低温度表、自计温度计、百叶箱、地面温度表、直管地温表等。教学过程

一、地面气象观测场建立的目的和观测项目及观测的特点

1、目的：地面气象观测是用气象仪器对近地面层的物理现象及其变化过程进行测定；用肉眼对大气的一些现象如云、光、电进行观测，为天气预报、气候分析和科学研究提供气象情报和积累基本资料。2、项目：气压、气温、湿度、降水、风向风速、积雪、蒸发、云、天气现象、能见度、日照、地温、冻土等。3、特点：代表性、准确性、比较性。二、观测场的选择

地面气象观测的主要项目都是在观测场内进行通过各种仪器进行的，观测场的选择是否适宜，对观测资料的代表性、准确性和比较性影响较大。1、应选在能代表大范围天气、气候的地点；2、要建在平坦空旷、四周无高大建筑物、水体和森林的地方；3、场内地面水平、无洞穴、坑洼和突起；4、场内铺植浅草（20CM为宜），土壤保持当地结构特征。5、观测场地不宜过小，否则场内仪器安装难以保持一定距离，容易相互遮挡，影响通风。一般为25*25或20*16，中学气象园的面积可视实际情况和观测项目的多少而定，但不得小于5*4。另外，场地四边东西南北方向一致，周边为铁丝网、铁栅栏或竹木围档，决不能用砖石砌墙。三、仪器布置的原则：

1、保持一定距离，互不影响；2、仪器布置北高南低；3、常用仪器在中央小路附近；4、观测场门开向北面；5、大、小百叶箱内温度表、温、湿度计安置的高度规定为距地面1.5M，雨量筒、雨量器和蒸发皿的高度以距地面70CM为宜，安置日照仪的地方地形开阔，东西无障碍，风向风速仪的高度不低于10M。四、观测方位：

1、罗盘法；（优点是方便，缺点是误差大）。2、太阳高度法

晴天，在空旷地上竖一条3米高的直杆。杆在地上的竖立点为A点，上午10时左右，以A为圆心，以杆在地面上的影子为半径，画圆弧，得接触点B，在B点作记号。下午2时之前在直杆外等候，等到下午直杆的影子由短增长到刚好和圆弧相接时，得C点，在C处作记号。连接BC，平分BC，得点D，连接AD并延长，即为所求的本站子午线。NCBDA杆太阳高度法测方位五、观测时间及顺序

地面观测分定时和不定时观测2种。1、观测时间为北京时间：02、08、14、20时；中学气象园可进行3次观测：08、14、20。为不影响正常教学，也可提前1小时进行。2、观测程序：短时间内变化不大的如云、能见度安排在前，变化快的则尽可能正点观测，尤其是气压，需要在接近正点的第56-58分钟观测，具体见下表：时间2、8、14、2081420日落后观测项目云、能见度、天气现象、气温、湿度、风、气压、做自记记录降水冻土雪深雪压最低气温80-320厘米地温、换气压、温湿自记纸降水、蒸发、最高最低气温、最高最低地温，并调整日照计换指气象要素均以北京时20时为日界，自记则以北京时24时为日界。实习报告设计一个面积为20*16的中学气象园。中学气象园平面图20M16M123456789N注:1.风向风速仪2.备用百叶箱3.小百叶箱4.大百叶箱5.雨量筒(器)6.蒸发皿7.日照计8.地表温度场9.地下温度场实验二

空气温度、湿度观测一、温度观测

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。目的要求

熟悉观测温度的仪器；理解其构造原理，掌握观测温度的方法。测温原理

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。如果空气温度升高，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，反之则下降。实验仪器

最高温度表、最低温度表、干球温度表、湿球温度表、通风干湿表、双金属温度计。

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，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。

观测最高温度后，应按规定进行调整。其方法是：用右手紧握表中上部，球部向下，把手伸出和身体约成30o角，在水平面45o范围内剧烈甩动几次，待其示度与干球温度相差不到0.2o时为止，最后，将调整好的最高温度表放回原来位置上时，注意手不能触及球部，先放球部，后放表身。最高温度表的水银柱是只上升不下降的，如果发现最高温度表水银柱已经下降，则此表已失去了最高温度表的性能，不能继续使用，应予以撤换。3.

最低温度表

测定一定时间间隔内的最低温度，用最低温度表。它的构造特点是：毛细管较粗，内贮透明的酒精，在毛细管内酒精中有一个哑铃形的玻璃游标。当温度下降时，酒精柱收缩，由于酒精柱顶端与游标接触时，其表面张力作用，带动游标下降；当温度上升时，酒精膨胀，酒精柱可以经过游标周围慢慢向前流动，而游标因顶端对管壁的摩擦力及本身的重力作用，仍停留在原位不动，因此它可以指示出一定时间间隔内曾经出现过的最低温度。观测最低温度表之后，要进行调整，先将球部向上抬起，使游标到达酒精柱的顶端，与酒精面相接触，然后将最低温度表水平安装好。空气温度表的安装

测定空气温度的仪器，应放在防止太阳直接照射，又能防止强风、雨淋、雪盖，并能使空气自由流通的保护装置内。目前观测台站用的保护装置就是百叶箱。

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。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。

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，干湿球温度应垂直固定在铁架两侧，干球在东，湿球在西，球部离地面1.5米，湿球的下方是一个带盖的水盂，水盂口离湿球约3厘米，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盂内。最高温度表平放在铁架下面横梁上的钩中，球部中心离地为1.5米；最低温度表放在最下面的钩上，二支表球部都向东。百叶箱内外要保持清洁，大雨、大雪后，要及时将箱内的雨水擦干净，以免影响记录的准确性。温度表的观测

按规定时间首先读干球，后读湿球，记录之后再复读一次，然后读最高温度，最低温度，复读记录后，调整最高、最低温度表，放置最高温度表时，要先放球部，后放头部以免水银上滑。观测温度表须注意下列事项：

①必须保持视线和水银柱顶端高度齐平，以避免由于视差而使读数偏高或偏低。

②温度表是很灵敏的仪器，所以读数时应迅速，勿使头部、手和灯接近表的球部，不要对着温度表呼吸。

③观测后应复读一次读数，避免发生读错，特别是5o、10o或零上零下看颠倒等大差错。上述温度表观测后，然后观测大百叶箱内的自记温度计、湿度计。自记温度计自记温度计是气象上常用的几种自记仪器中的一种。自记仪器是自动记录气象要素在一天或一周内连续变化情况的一种仪器。从仪器上还能知道气象要素在某段时间内的极值及其出现时间。温度计由感应部分、传递放大部分、自记部分组成。

自记部分是将传递放大的结果自动记录下来的部分。包括自记钟、自记纸和自记笔等。一般自记钟分日转和周转两类。自记钟上放有记录纸，其纸上与纵轴垂直的水平线表示温度，通常每格为1℃。竖的弧线为时间线。自记钟旋转一圈之后，就更换自记纸（每日一次或一周一次），规定在14时观测后换纸。自记笔尖内装有特制的墨水，由于自记钟时刻在运转，温度不断在变化，这样笔尖在自记纸上就连续画出温度随时间变化的曲线。操作步骤①温度计的观测次数和温度表一样，每次读数后要用笔尖画短线做一记号。②换纸时应注意写上年、月、日和上纸的时间及取下纸的时间。③将纸裹在钟筒上卷紧，水平线对齐，底边紧贴筒底边缘并以压条固定。④转动钟筒，使笔尖正对当时时间。⑤推回笔档，使笔尖与钟筒接触，做记号，重新检查一遍后，关上合盖。二、地面温度的观测

地温包括地面土壤温度（地面温度）和地中土壤温度（地中温度）。站、哨一般可根据需要观测地面（包括0厘米、最高、最低温度）浅层（地中5、10、15、20厘米）和较深层（地中40、80、160、320厘米）三个层次的地温地温表

测定地温用的仪器有：地面温度表、地面最低温度表、地面最高温度表。这三支温度表与测定气温的干球温度、最高和最低温度表相同，只是由于地面温度变化范围较宽，它们的测量范围也较大。并被安装在观测场的南边的地表面，球部一半埋于土中，一半露于外面，三支地温表并排放在地段中央偏东的地面上；由北向南为地面温度表（1）、地面最低温度表（2）、地面最高温度表（3）、它们相互的距离为5－6厘米。在观测地面温度表时，不得将表取离地面读数（被水淹时例外）。地在温度表被雪覆盖，巡视时应将其放置在雪面上，读数时若球部又被雪盖，仍照常读数。曲管地温表

曲管地温表是测量浅层地温的仪器。其温度表球部附近的管子弯曲成135o角。玻璃套管下部（自球部到温标的起点）用石棉灰充填，再用棉花堵塞和火漆固定，以防止玻璃管内空气的对流。

曲管地温表用来测定较深层不同深度的地中温度，它是由外管和湿度表两部分组成的。

自东向西按5、10、15、20厘米深度顺次排列，每支表相隔10厘米。5厘米深的曲管地温表与地面最低温度表头部，相距20厘米。

直管地温表

直管地温表安置在观测场地南边有自然覆盖物（草皮）2×4平方米地段上，与地面最低温度表和曲管地温成一直线，从东向西，由浅入深（40、80、160、320厘米），彼此间隔50厘米。

深度为80、160、320厘米直管地温表仅在14时观测一次，地面最高、最低温度表仅在20时观测一次，并随即进行调整。

在观测直管地温表时，应特别注意视线与水银柱顶保持垂直，否则将产生较大的误差；观测直管地温表时，要站在台架上，把温度表从外管取出后，用身影遮住温度表，但不要用手握住球部，读数要迅速，注意安全。然后轻轻地把温度表插入管中。三、空气湿度观测空气湿度通常用水汽压、绝对湿度、饱和差、露点温度表示。湿度观测方法有两种：干、湿球温度表测湿法和毛发湿度表测湿法。干、湿球表测定湿度的原理

方法是用两支相同的温度表，其中一支温度表的球部缠有湿润的纱布，称为湿球，另一支用来测定空气温度，称做干球。在未饱和的空气中，由于湿球纱布上的水分不断蒸发，而蒸发所需要的热量来自于湿球本身及流经湿球周围的空气，致使湿球温度下降。当湿球因蒸发所消耗的热量和从周围空气中获得热量相平衡时，湿球温度就不再继续下降，结果干、湿球温度示度出现了一个差值。这个差值大小，取决于蒸发的快慢程度，而蒸发的快慢又取决于空气的湿度大小以及当时的气压和风速。空气湿度愈小，湿球水分蒸发快，湿球温度降得愈多，干湿球差就愈大；反

之，湿度大，湿球水分蒸发得慢，湿球降低的少，干湿球差值就小。另外当气压小和风速大时也利于湿球蒸发，使干湿球差值小，因此可以利用干湿球温度差来测定

空气的湿度。计算空气湿度的基本公式是：

e=Et′-AP(t-t′)

式中：e：绝对湿度

Et′：湿球t′时的饱和水汽压

t：干球温度

t′：湿球温度

A：干湿表系数，它不是一个常数。其值决定于湿球附近的空气流速。在实际工作中，湿度的计算是利用气象常用表第一号进行查算的。湿球温度表的使用和观测测定空气湿度的准确度与湿球温度示度是否准确有很大关系，要使湿球示度准确，主要在干湿球表面有良好蒸发和热量交换，这就要求选择吸水性好的纱布及用纯净的蒸馏水来润湿纱布等。

（一）选择吸水性能良好的纱布纱布应保持清洁、柔软、无灰尘。一般一周更换一次纱布。如遇大风、沙暴天气，应随时更换纱布，换布时把手洗干净，用清水将表的球部洗净，再把长10厘米左右的纱布在蒸馏水中浸湿，然后把它缠在水银球部，纱布在球部上重叠的部分，不得超过球部表面积的四分之一，再用纱线将球的上部和下部做好活扣扎紧。（二）湿球纱布要用蒸馏水浸湿，不得用河水、泉水。因含有杂质的水湿润纱布会使蒸发量减少，湿球示度偏高，所以规定用蒸馏水。纱布下的水盂，应经常装满水。如因空气过于干燥，纱布吸水不及时，则应在观测前巡视仪器时用水盂将纱布浸湿，以保证观测正常进行。（三）在湿球纱布结冰时，应把水盂从百叶箱内取走，以防冻裂。湿球上纱布应在球部以下2－3毫米处剪断，由于湿球结冰后，不能再用水盂供水时，在每次观测时均应润湿纱布，这一步称做溶冰。湿球温度一般比干球温度低或者相等。但在降水、浓雾天气情况下，可能发现湿球比干球温度高的现象，这时应以干球为准，将湿球示度改成与干球温度相等来查算湿度。毛发湿度表和湿度计

人的头发经过脱脂后会随着空气相对湿度变化而有改变长度的特性。实验表明，当相对湿度由0％增加到100％时，毛发伸长量为原来长度的2.5％，但在不同湿度上其伸长

量是不均等的。利用这一特性可以制成毛发湿度表和毛发湿度计。（一）毛发湿度表感应部分为单根脱脂的人发，人发的上端固定在架子上部的调整的螺丝上，下端则固定在架子下部的弧钩上，弧钩与一小锤连接，小锤可使毛发拉紧。弧钩和指针固定在同一轴上，指针的尖端在刻度上移动，刻度尺上刻着相对湿度百分数的刻度。当空气中相对湿度大时，毛发伸长，小锤下压，指针向右移动；反之，相对湿度变小时，指针就

向左移动。毛发湿度表观测读数时，要使视线垂直于刻度盘，并对准指针的尖端，读取指针所指的数值，只读整数，小数四舍五入。指针超过刻度线100以外，应用外推法读数，利用90－100％刻度间距，从100％推延出去，然后估计读数，照常记录。（二）湿度计湿度计是自动记录相对湿度连续变化的仪器。它的构造也分三部分。感应部分是一束毛发，传递放大部分比较特殊，是采用两次放大的杠杆装置，自记部分（自记钟、纸、笔），与自记温度计相同。湿度计安放在大百叶箱温度计的后方。湿度计的读数方法同温度计，但只取整数，不记小数，当湿度计笔尖100超过时，估计读数，若笔尖超出钟筒，则在记录栏内记“－”表示缺测。超出范围较大，需进行调整。湿度计时间记号的方法与换纸方法与温度计相同。湿度计的毛发应保持清洁，切勿用手触摸。毛发上如有雾淞、冰、雪等，就轻敲金属架，使它脱落。如敲不下，只能把湿度计暂时放在室内，使它自然干燥。切勿把仪器接近火炉。放回室内这段时间的记录，作缺测处理。毛发测湿仪器常产生如下一些误差：首先毛发对相对湿度的感应存在着滞后性，试验表

明，毛发表的指标常常落后于湿度的实际变化。气温愈低，滞后时间愈长。到－40℃以下，毛发几乎失去感应能力。另外，毛发本身的长度也随温度的变化而胀缩，同时，固定毛发的金属架随温度的升降也有胀缩，这些都是引起毛发测湿误差的原因。实习要求

完成实习报告实验三气压、风的观测观测目的要求

通过实习，使学生了解气压表、空盒气压计的构造原理，掌握气压观测方法和数据订正方法以及风向、风速的观测方法。

实验仪器

动槽式水银气压表、空盒气压表、自计气压计；电接风向风速计，轻便风向风速计。

一、气压气压的观测，通常包括测定本站气压，以及根据本站气压计算出海平面气压。本站气压是指气象台站所安置的气压表的海拔高度上的大气压力。测定本站气压通常用水银气压表和气压计，野外观测时常用空盒气压表。水银气压表—动漕式水银气压表动槽式水银气压表其构造可分为内管、套管和水银槽三部分。内管：是一根直径为8毫米，长约1米左右的玻璃管。玻璃管经洗净并抽成真空后，用纯净和干燥的水银灌满，就成为水银气压表的内管。内管装在气压表外部的套管中，用数个软木圈支柱，开口的一端插在盛满水银的槽里。套管：是用黄铜制成，管的上半部前后都开有长方形窗孔，用来观测内管中水银

柱的高低。窗孔边上有刻度尺和游尺是用来测定气压整数和小数的。套管下部装有一

支附属温度表，其球部在内管与套管之间，用来测定水银及铜管的温度。套管的下端与水银槽连接。

水银槽：分为上下两部分，中间有一玻璃圈可以看见槽内水银面。槽的上部为一由很软的羊皮制成的皮囊，其特性是能通空气而不漏水银。皮囊的一头牢固紧扎在玻璃内管上，，木杯中央凸出成圆筒形，内管即通此木杯而伸入槽内。用来指示刻度零点的象牙针固定在木杯的平面上，尖端向下。槽的下部有一皮囊，呈圆袋状，袋口扎在一硬木制的木杯下部，此木杯分成上下二截，以螺旋紧连着，上下木杯的外面有一用以调节水银面的调整螺旋，螺旋的顶部有一小木托顶住下皮囊以免皮囊摩损。动槽式气压表观测步骤和方法

1、首先观测附属温度表，精确到0.1℃。2、调整水银槽内的水银面与象牙针尖恰好相接，直到象牙针尖相接完全无空隙为止。3、调整游尺，使其底边与水银柱顶相切，调整过程中视线和游尺的底边必须始终保持在同一平面上，从上往下调，在水银柱顶与游尺底边相切两旁还应露出三角形空隙时为止。4、读数并记录。先在标尺上读整数，从游尺上读取小数，精确到0.1毫米（毫巴）。读整数时，应以稍低于游尺零线或与游尺零线相齐的标尺刻度为准；读小数时，应以标尺上某一刻度线相齐的标尺刻度为准。5、降低水银面。读数后旋底部螺旋使水银面离开象牙针尖约2－3毫米，目的是使象牙针尖不致被水银磨秃，使刻度零点位置升高。水银气压表读数订正

水银气压表读数只是表示测得的水银柱高度。由于各气压表精确度不同，所测出的数值往往是不同的，即使用同一支气压表进行测量，由于温度不同、地理位置不同、测量的数值也会各有差异。这说明水银气压表的示度，不仅随气压的变化而改变，而且还随仪器的改变、温度、重力的改变而变化。因此，直接从水银气压表测得的气压数值，并不能代表真正的本站气压值。（一）器差订正每支水银气压表都有一定误差。这种仪器自身的误差叫仪器差（简称器差）。器差主要是由于内管真空不良，水银不纯，刻度不均等原因所造成的。因此，每支气压表必须和标准气压表比较，得出误差值，编成检定证。器差可从检定证上直接查取。订正方法：

1、根据测得气压读数，从检定证相应的气压值范围内查出订正值。

2、把气压读数与订正值相加，取代数和，即为经器差订正后的气压值。例如：气压读数为761.0毫米，检订证上查得订正值为－0.2，则订正后的气压值为：

761.0＋（－0.2）＝760.8毫米（二）温度订正

水银气压表在制作过程中，是以附温0℃时的水银柱长度和黄铜标尺的长度作为标准长度。当附温不等于0℃时，由于水银和黄铜刻度标尺膨胀系数不同（水银膨胀系数α＝0.0001818，黄铜膨胀系数β＝0.000184）也就引起了两者相对位置发生改变。这种由于温度影响而引起的气压示度的改变值，称水银气压表的温度差。当附温在0℃以上时，由于水银的膨胀比黄铜大得多，如果这时依照水银柱高度读数就会偏高，因此应减去一段由于水银柱与黄铜膨胀不同造成的气压差，如图5－6。即温度差应为负值。如果附温在0℃以下时，水银收缩比黄铜多，水银柱示度偏低，因此就加上一段水银柱高度，即温度差为正值。温度差订正值可从《气象常用表》第二号第一表中直接查取。气压计

气压计是自动记录气压连续变化的仪器。其准确度不如水银气压表。气压计在构造上与其他自记仪器相似，可分为感应部分，传递放大部分和自记部分。感应部分：由几个空盒串联而成的，最上的一个空盒与机械部分连接，最下一个空盒的轴固定在一块双金属板上，双金属板上用以补偿对空盒变形的影响。传递放大部分：由于感应部分的变形很小，常采用两次放大。空盒上的连接片与杠杆相连，此杠杆的支点为第一水平轴，杠杆借另一连接片与第二水平轴的转臂连接。这一部分的作用是将空盒的变化以放大后传到自记部分去。这样以两次放大能够提高仪器的灵敏度。自记部分与其他自记仪器相同。气压计应水平安放在水银气压表附近，离地高度以便于观测为宜。气压计读数要精确到0.1毫巴，其换纸时间和方法与其他自记仪器相同。二、风的观测

风的观测包括风向和风速的观测。风向是指风吹来的方向，一般分为16方位也可用角度表示。例如北（N）、东（E）、西（W）、南（S）四个方位，分别以360°（0）、90°、180°、270°表示。风速是指单位时间内空气流动的水平距离，以米/秒为单位。目前气象台站用来测定风的仪器有EL型电接风向风速仪，轻便测风器等。在没有仪器或仪器失灵的情况下可根据某些物体被风吹动的情况用目力来判定。

EL型电接风向风速仪

L型电接风向风速仪是电感应器、指示器和记录器三部分组成。感应器：感应器安装在室外10－12米高的杆子上。感应器的上部为风速部分，由风杯、交流发电机、蜗轮等组成；感应器的下部为风向部分，是由风标、风向方位块、导电环、接触簧片等组成。指示器：指示器放在室内桌上用来观测瞬时风向和瞬时风速的。它由电源瞬时风向指标盘、瞬时风速指示盘等组成。记录器：记录器也置于室内，用来记录风向风速连续变化。它是由八个风向电磁铁，一个风速电磁铁、自记钟、自记笔、笔档、充放电线路等部分组成。观测方法：

①打开指示器的风向风速开关，观测两分钟风速指针摆动的平均位置，读取整数，记在观测簿相应栏中。风速小的时候，把风速开关拨到“20”挡，读0－20米/秒标尺刻度；风速大时，应把风速开关拨到“40”挡，读0－40米/秒标尺刻度。观测风向指示灯，读取2分钟的最多风向，用十六方位的缩写记录。静风时，风速记0，风向记c；平均风速40超过米/秒，则记为＞40。

②自记纸更换方法、步骤与温度计基本相同，只是更换时间为13时。轻便三杯风向风速仪

轻便三杯风向风速表用于测量风向和一分钟时间内的平均风速。轻便三杯风向风速表由风向仪，风速、手柄三部分组成。风向仪：包括风向指针、方位盘、制动小套管部件。风速表：由十字护架，感应组件旋杯，和风速表主机体组成。旋杯是风速表的感应元件，它的转速与风速有一个固定的关系。风速表主要就是根据这个基本原理制成的。手柄：由一段空心管和一个带螺纹的零件组成。以上三部分可以通过螺纹连接在一起。安置和使用：风向风速表可以手持使用，也可安置在固定地点使用。仪器安在四周开阔无高大障碍物的地方。安装高度以便于观测为限，并保持仪器垂直，机壳侧面向风。观测时将方向下小套管拉下再右转一角度，此时方向盘就可以按地磁子午线的方向稳定下来。风向与方向盘所对的读数就是风向。如果指针摆动，可读摆动的中间值。用手指压下风速按钮，风速指针就回到零位。放开风速按钮后，红色时间小指针就随风速指针开始走动，经一分钟后铜指针停止转动。接着时间指针转到最初位置也停止下来，结束了风速的测量。风速指针所示数值称为指示风速。以这个风速值从风速检定曲线图中查出实际风速值即为所测之平均风速。如欲进行下一次观测时，只要再压一下风速按钮就可以了。当观测完毕时，务必将小套管向左转一角度，使其恢复原来位置，这时方向盘就可以固定不动。小心地将风向仪和手柄退下，放入仪器盒内。目测风力风向

在测风仪器发生故障或没有测风仪器时，也可用目力来测风力，风向作为正式记录。根据风对地面物体的影响而引起的各种征象，将风力分为13级，最小为0级，最大为12级。如以目力来测风作为正式记录，则应估计风力等级并换算成相当的风速。目测风向一般是旌旗、布条、炊烟的方向以及人体感觉等方法，按八个方位进行估计。目测风向和风力时，观测者尽是站在空旷地方，多选几种物体，仔细观测。观测时，

应连续看两分钟，以平均情况记录，风力等级

风力等级

陆地上面物体征象相当风速米/秒范围中数0123456789101112静烟直上烟能表示风向，树叶略有摇动人面感觉有风，树叶有微响树叶及小枝摇动不息，旗子展开能吹起地面灰尘和纸张，树的小枝摇动有叶的小树摇摆，内陆的水面有小波大树枝摇动，电线呼呼有声，撑伞困难大树摇动，大树枝弯下来，迎风步行感觉不便可折毁树枝，人向前感到阻力甚大烟囱及平房屋顶受到损坏，小屋遭到破坏树木可被吹倒，一般建筑物遭破坏大树可被吹倒，一般建筑物遭到严重破坏陆上少见，摧毁力极大0.

0－0.20.

3－1.51.

6－3.32.

4－5.45.5－7.98.0－10.710.8－13.813.9－17.117.2－20.720.8－24.424.5－28.428.5－32.6＞32.60.

10.

92.54.16.79.412.315.519.022.626.530.630.6实习报告要求写出实验步骤、实习主要内容以及实习结论实验三气压、风的观测观测目的要求

通过实习，使学生了解气压表、空盒气压计的构造原理，掌握气压观测方法和数据订正方法以及风向、风速的观测方法。

实验仪器

动槽式水银气压表空盒气压表自计气压计电接风向风速计轻便风向风速计一、气压

气压的观测，通常包括测定本站气压，以及根据本站气压计算出海平面气压。本站气压是指气象台站所安置的气压表的海拔高度上的大气压力。测定本站气压通常用水银气压表和气压计，野外观测时常用空盒气压表。水银气压表

—动漕式水银气压表动槽式水银气压表其构造可分为内管、套管和水银槽三部分。内管：是一根直径为8毫米，长约1米左右的玻璃管。玻璃管经洗净并抽成真空后，用纯净和干燥的水银灌满，就成为水银气压表的内管。内管装在气压表外部的套管中，用数个软木圈支柱，开口的一端插在盛满水银的槽里。套管：是用黄铜制成，管的上半部前后都开有长方形窗孔，用来观测内管中水银

柱的高低。窗孔边上有刻度尺和游尺是用来测定气压整数和小数的。套管下部装有一

支附属温度表，其球部在内管与套管之间，用来测定水银及铜管的温度。套管的下端与水银槽连接。

水银槽：分为上下两部分，中间有一玻璃圈可以看见槽内水银面。槽的上部为一由很软的羊皮制成的皮囊，其特性是能通空气而不漏水银。皮囊的一头牢固紧扎在玻璃内管上，，木杯中央凸出成圆筒形，内管即通此木杯而伸入槽内。用来指示刻度零点的象牙针固定在木杯的平面上，尖端向下。槽的下部有一皮囊，呈圆袋状，袋口扎在一硬木制的木杯下部，此木杯分成上下二截，以螺旋紧连着，上下木杯的外面有一用以调节水银面的调整螺旋，螺旋的顶部有一小木托顶住下皮囊以免皮囊摩损。动槽式气压表观测步骤和方法

1、首先观测附属温度表，精确到0.1℃。2、调整水银槽内的水银面与象牙针尖恰好相接，直到象牙针尖相接完全无空隙为止。3、调整游尺，使其底边与水银柱顶相切，调整过程中视线和游尺的底边必须始终保持在同一平面上，从上往下调，在水银柱顶与游尺底边相切两旁还应露出三角形空隙时为止。4、读数并记录。先在标尺上读整数，从游尺上读取小数，精确到0.1毫米（毫巴）。读整数时，应以稍低于游尺零线或与游尺零线相齐的标尺刻度为准；读小数时，应以标尺上某一刻度线相齐的标尺刻度为准。5、降低水银面。读数后旋底部螺旋使水银面离开象牙针尖约2－3毫米，目的是使象牙针尖不致被水银磨秃，使刻度零点位置升高。水银气压表读数订正

水银气压表读数只是表示测得的水银柱高度。由于各气压表精确度不同，所测出的数值往往是不同的，即使用同一支气压表进行测量，由于温度不同、地理位置不同、测量的数值也会各有差异。这说明水银气压表的示度，不仅随气压的变化而改变，而且还随仪器的改变、温度、重力的改变而变化。因此，直接从水银气压表测得的气压数值，并不能代表真正的本站气压值。（一）器差订正每支水银气压表都有一定误差。这种仪器自身的误差叫仪器差（简称器差）。器差主要是由于内管真空不良，水银不纯，刻度不均等原因所造成的。因此，每支气压表必须和标准气压表比较，得出误差值，编成检定证。器差可从检定证上直接查取。

订正方法：

1、根据测得气压读数，从检定证相应的气压值范围内查出订正值。

2、把气压读数与订正值相加，取代数和，即为经器差订正后的气压值。例如：气压读数为761.0毫米，检订证上查得订正值为－0.2，则订正后的气压值为：

761.0＋（－0.2）＝760.8毫米（二）温度订正

水银气压表在制作过程中，是以附温0℃时的水银柱长度和黄铜标尺的长度作为标准长度。当附温不等于0℃时，由于水银和黄铜刻度标尺膨胀系数不同（水银膨胀系数α＝0.0001818，黄铜膨胀系数β＝0.000184）也就引起了两者相对位置发生改变。这种由于温度影响而引起的气压示度的改变值，称水银气压表的温度差。当附温在0℃以上时，由于水银的膨胀比黄铜大得多，如果这时依照水银柱高度读数就会偏高，因此应减去一段由于水银柱与黄铜膨胀不同造成的气压差，如图5－6。即温度差应为负值。如果附温在0℃以下时，水银收缩比黄铜多，水银柱示度偏低，因此就加上一段水银柱高度，即温度差为正值。温度差订正值可从《气象常用表》第二号第一表中直接查取。气压计

气压计是自动记录气压连续变化的仪器。分为感应部分，传递放大部分和自记部分。感应部分：由几个空盒串联而成的，最上的一个空盒与机械部分连接，最下一个空盒的轴固定在一块双金属板上，双金属板上用以补偿对空盒变形的影响。传递放大部分：由于感应部分的变形很小，常采用两次放大。空盒上的连接片与杠杆相连，此杠杆的支点为第一水平轴，杠杆借另一连接片与第二水平轴的转臂连接。这一部分的作用是将空盒的变化以放大后传到自记部分去。这样以两次放大能够提高仪器的灵敏度。自记部分与其他自记仪器相同。气压计应水平安放在水银气压表附近，离地高度以便于观测为宜。气压计读数要精确到0.1毫巴，其换纸时间和方法与其他自记仪器相同。二、风的观测

风的观测包括风向和风速的观测。风向是指风吹来的方向，一般分为16方位也可用角度表示。例如北（N）、东（E）、西（W）、南（S）四个方位，分别以360°（0）、90°、180°、270°表示。风速是指单位时间内空气流动的水平距离，以米/秒为单位。目前气象台站用来测定风的仪器有EL型电接风向风速仪，轻便测风器等。在没有仪器或仪器失灵的情况下可根据某些物体被风吹动的情况用目力来判定。

EL型电接风向风速仪

EL型电接风向风速仪是电感应器、指示器和记录器三部分组成。

感应器：感应器安装在室外10－12米高的杆子上。感应器的上部为风速部分，由风杯、交流发电机、蜗轮等组成；感应器的下部为风向部分，是由风标、风向方位块、导电环、接触簧片等组成。

指示器：指示器放在室内桌上用来观测瞬时风向和瞬时风速的。它由电源瞬时风向指标盘、瞬时风速指示盘等组成。

记录器：记录器也置于室内，用来记录风向风速连续变化。它是由八个风向电磁铁，一个风速电磁铁、自记钟、自记笔、笔档、充放电线路等部分组成。观测方法：

①打开指示器的风向风速开关，观测两分钟风速指针摆动的平均位置，读取整数，记在观测簿相应栏中。风速小的时候，把风速开关拨到“20”挡，读0－20米/秒标尺刻度；风速大时，应把风速开关拨到“40”挡，读0－40米/秒标尺刻度。观测风向指示灯，读取2分钟的最多风向，用十六方位的缩写记录。静风时，风速记0，风向记c；平均风速40超过米/秒，则记为＞40。

②自记纸更换方法、步骤与温度计基本相同，只是更换时间为13时。轻便三杯风向风速仪

轻便三杯风向风速表用于测量风向和一分钟时间内的平均风速。轻便三杯风向风速表由风向仪、风速、手柄三部分组成。风向仪：包括风向指针、方位盘、制动小套管部件。风速表：由十字护架，感应组件旋杯，和风速表主机体组成。旋杯是风速表的感应元件，它的转速与风速有一个固定的关系。风速表主要就是根据这个基本原理制成的。手柄：由一段空心管和一个带螺纹的零件组成。以上三部分可以通过螺纹连接在一起。风向风速表可以手持使用，也可安置在固定地点使用。仪器安在四周开阔无高大障碍物的地方。安装高度以便于观测为限，并保持仪器垂直，机壳侧面向风。观测时将方向下小套管拉下再右转一角度，此时方向盘就可以按地磁子午线的方向稳定下来。风向与方向盘所对的读数就是风向。安置和使用如果指针摆动，可读摆动的中间值。用手指压下风速按钮，风速指针就回到零位。放开风速按钮后，红色时间小指针就随风速指针开始走动，经一分钟后铜指针停止转动。接着时间指针转到最初位置也停止下来，结束了风速的测量。风速指针所示数值称为指示风速。以这个风速值从风速检定曲线图中查出实际风速值即为所测之平均风速。如欲进行下一次观测时，只要再压一下风速按钮就可以了。当观测完毕时，务必将小套管向左转一角度，使其恢复原来位置，这时方向盘就可以固定不动。小心地将风向仪和手柄退下，放入仪器盒内。目测风力风向

在测风仪器发生故障或没有测风仪器时，也可用目力来测风力，风向作为正式记录。根据风对地面物体的影响而引起的各种征象，将风力分为13级，最小为0级，最大为12级。如以目力来测风作为正式记录，则应估计风力等级并换算成相当的风速。目测风向一般是旌旗、布条、炊烟的方向以及人体感觉等方法，按八个方位进行估计。

目测风向和风力时，观测者尽是站在空旷地方，多选几种物体，仔细观测。观测时，应连续看两分钟，以平均情况记录。风力等级

风力等级

陆地上面物体征象相当风速米/秒范围中数0123456789101112静烟直上烟能表示风向，树叶略有摇动人面感觉有风，树叶有微响树叶及小枝摇动不息，旗子展开能吹起地面灰尘和纸张，树的小枝摇动有叶的小树摇摆，内陆的水面有小波大树枝摇动，电线呼呼有声，撑伞困难大树摇动，大树枝弯下来，迎风步行感觉不便可折毁树枝，人向前感到阻力甚大烟囱及平房屋顶受到损坏，小屋遭到破坏树木可被吹倒，一般建筑物遭破坏大树可被吹倒，一般建筑物遭到严重破坏陆上少见，摧毁力极大0.

0－0.20.

3－1.51.

6－3.32.

4－5.45.5－7.98.0－10.710.8－13.813.9－17.117.2－20.720.8－24.424.5－28.428.5－32.6＞32.60.

10.

92.54.16.79.412.315.519.022.626.530.630.6实习报告要求写出实验步骤、实习主要内容以及实习结论目的要求：初步掌握降水、蒸发仪器的使用、观测、记录方法。实验仪器：雨量筒、雨量杯、虹吸式雨量计、小型蒸发皿。实验学时：1课时实验四蒸发、降水的观测一、降水观测观测仪器:雨量筒、虹吸式雨量计翻斗式雨量计

连续记录降水量随时间变化和测量累积降水量的有线遥测仪器。分感应器和记录器两部分，其间用电缆连接。感应器用翻斗测量，它是用中间隔板间开的两个完全对称的三角形容器，中隔板可绕水平轴转动，从而使两侧容器轮流接水，当一侧容器装满一定量雨水时（0.1或0.2毫米），由于重心外移而翻转，将水倒出，随着降雨持续，将使翻斗左右翻转，接触开关将翻斗翻转次数变成电信号，送到记录器，在累积计数器和自记钟上读出降水资料。

虹吸式雨量计

虹吸式雨量计是可连续记录降水量和降水时间的仪器。其上部盛水漏斗的形状和大小与雨量器相同。

当雨水经过漏斗导入量筒后，量筒内的浮子将随水位升高而上浮，带动自记笔在自记纸上划出水位上升的曲线。当量筒内的水位达到10毫米时，借助虹吸管，使水迅速排出，笔尖回落到零位重新记录。自记钟给出降水量随时间的累积过程。小雨是指24小时内降水量不超过10毫米的雨，小到中雨为5毫米~16．9毫米，中雨为10毫米~24．9毫米，中到大雨为17毫米~3