天气现象的仪测

15
18.
雾淞

空气中水汽直接凝华， 或过冷却雾滴直接冻 结在物体上的乳白色 冰晶物，常呈毛茸茸 的针状或表面起伏不 平的粒状，多附在细 长的物体或物体的迎 风面上，有时结构较 松脆，受振易塌落
16
19.
吹雪

由于强风将地面积雪 卷起，使水平能见度 小于10.0千米的现象。
20.
雪暴


为大量的雪被强风卷 着随风运行，并且不 能判定当时天空是否 有降雪。 水平能见度一般小于 1.0千米。
大量的烟存在空气中，使水平能见度小于10.0千米。 城市、工矿区上空的烟幕呈黑色、灰色或褐包，浓时 可以闻到烟味。

烟幕

21
28.
霾


大量极细微的干尘粒等均匀地浮游在空中，使 水平能见度小于10.0千米的空气普遍混浊现 象。 霾使远处光亮物体微带黄、红色，而使黑暗物 体微带兰色。
22
29
17
21.
龙卷


一种小范围的强烈旋 风，从外观看，是从 积雨云(或发展很盛的 浓积云)底盘旋下垂的 一个漏斗状云体。 有时稍伸即隐或悬挂 空中，有时触及地面 或水面，旋风过境， 对树木、建筑物、船 舶等均可能造成严重 破坏。
18
22.

积雪
雪(包括霰、米雪、冰粒)覆盖地面达到台站 四周能见面积一半以上时，称为积雪。
单翻斗雨量传感器

该传感器也是用来自动测量降水量的仪器， 主要由承水器(口径为159.6mm)、过滤漏 斗、翻斗、干簧管和底座等组成。
降水通过承水器，再通过一个 过滤斗流入翻斗里，当翻斗流 入一定量的雨水后，翻斗翻转 ，倒空斗里的水，翻斗的另一 个斗又开始接水，翻斗的每次 翻转动作通过干簧管转成脉冲 信号（1脉冲为0.1mm）传输到 采集系统。仪器测量范围04mm/min。 37
50
Vaisala DRS511/DRS511B Road & Runway Sensor
51

美国超声波雪深传感器
1、测量范围：0.05～1.2m； 2、准确度：±(0.2%全量程)； 3、分辨率：1cm；
52
7.4.2 电线积冰探测器
53
7.4.3 红外辐射地表温度表



用玻璃温度表测低温有诸多问题。 有效的地温测量方法是测量它在该温度下 的红外辐射通量，再换算成地表温度值。 红外辐射温度表的探测波长范围可选在 0.7~20μm，一般的仪器多采用8~14μm 波段。
9.
米雪

白色不透明的比较扁的或比较长的小颗粒固态 降水, 直径常小于1毫米，着硬地不反跳。
8
10.
冰粒


透明的丸状或不规则 状的固态降水，较硬， 着硬地一般反跳。 直径小于5毫米。 有时内部还有末冻结 的水，如被碰碎，则 仅剩下破碎的冰壳。
9

冰雹



坚硬的球状、锥状或形 状不规则的固态降水， 雹核一般不透明，外面 包有透明的冰层，或由 透明的冰层与不透明的 冰层相间组成。 大小差异大，大的直径 可达数十毫米。 常伴随雷暴出现。
24

32
极光


在高纬度地区(中纬度地区也可偶见)晴夜见到 的一种在大气高层辉煌闪烁的彩色光弧或光幕。 亮度一般象满月夜间的云。光弧常呈向上射出 活动的光带，光带往往为白色梢带绿色或翠绿 色，下边带淡红色；有时只有光带而无光弧； 有时也呈振动很快的光带或光幕。
25
33

大风
瞬间风速达到或超过17.0米／秒(或目测估计 风力达到或超过8级)的风。
23.

结冰
指露天水面(包括蒸发器的水)冻结成冰。
19
24.

沙尘暴
由于强风将地面大量 尘沙吹起，使空气很 泥浊，水平能见度小 于1.0千米。
25.

扬沙
由于风大将地面尘沙 吹起，使空气相当混 浊，水平能见度在 1.0千米至10.0千米 以内。
20

浮尘


尘土、细沙均匀地浮游在空中，使水平能见度小于 10.0千米。 浮尘多为远处尘沙经上层气流传播而来，或为沙尘暴、 场沙出现后尚未下沉的细粒浮游空中而成。
10
11.

冰针
飘浮于空中的很微小的片状或针状冰晶，在 阳光照耀下，闪烁可辨，有时可形成日柱或 其日晕的现象。 多出现在高纬度和高原地区的严冬季节。

11
13.
雾


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大量微小水滴浮游空中，常呈乳白色，有雾时 水平能见度小于1.0千米。 高纬度地方出现冰晶雾也记为雾。
微小水滴或已湿的吸湿性质粒所构成的灰白色 的稀薄雾幕，出现时水平能见度为1.0—10.0 千米以内。

6
4.
雪


固态降水，大多是白色不透明的六角分枝的星状、六 角形片状结晶，常缓缓飘落，强度变化较缓慢。 温度较高时多成团降落。
开始和停止都较突然、强度变化大的降雪。
5.
阵雪

6.
雨夹雪

半融化的雪(湿雪)，或雨和雪同时下降。 开始和停止都较突然、强度变化大的雨夹雪。
7
7.
阵性雨夹雪

8.
霰

白色不透明的圆锥形或球形的颗粒固态降水， 直径约2—5毫米，下降时常呈阵性，着地常反 跳，松脆易碎。
38

双翻斗雨量传感器装在室外，主要由承水器 (常用口径为20cm)、上翻斗、汇集漏斗、计 量翻斗、计数翻斗和干簧管等组成。采集器或 记录器在室内，二者用导线连接，用来遥测并 连续采集液体降水量。
•双翻斗雨量传感器与记录器连接作为连续测量降水量的
仪器称为双翻斗雨量计。
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光学雨量计

工作原理：
尘卷风


因地面局部强烈增热，而在近地面气层中产生 的小旋风，尘沙及其它细小物体随风卷起，形 成尘柱。 很小的尘卷风，直径在两米以内，高度在十米 以下的不记录。
23
30

雷暴
为积雨云云中、云间或云地之间产生的放电 现象。 表现为闪电兼有雷声，有时亦可只闻雷声而 不见闪电。

31

闪电
为积雨云云中、云间或云地之间产生放电时 伴随的电光。 但不闻雷声。
54
第七章 习题
1.
2.
3. 4. 5. 6.
简述雨量筒的构造、放置、使用方法？ 简述翻斗式雨量计的结构和测量原理？ 简述光学雨量计的测量原理？ 哪些天气现象与能见度有关？ 如何区别雾和霾？ 浮尘、扬沙、沙尘暴之间如何区别？
55
7.4 其它

介绍三种与天气现象仪测的小型元件。
49
7.4.1 下垫面状态探头

这种探头首先使用于高速公路的自动站系统中， 英文称 Pavement Surface Sensor。 它实际上是一个组件，包括：

一支地面温度表 一支浅层土壤温度表 一片电导板 一片电化学极化板

该元件只能定性地输出地表的几种状况，包括干、 湿润、湿、化学性湿润、霜、雪和结冰。

测量雨滴经过一束光线时， 由于雨滴的衍射效应引起光 的闪烁，闪烁光被接收后进 行谱分析，其谱分布与单位 时间通过光路的雨强有关。
40
7.2 激光云高仪

原理：

发射低功率的激光束遇到云层将往下反射或者 散射回波，检测发射激光与回波信号的时间差 △t ,即可得到检测云层的高度 h = c△t/2 (c为光速)
14.
轻雾

12
15.
露


水汽在地面及近地面 物体上凝结而成的水 珠. (霜融化成的水珠，不 记露)。
13
16.

霜
水汽在地面和近地面物体上凝华而成的白色 松脆的冰晶； 或由露冻结而成的冰珠。 易在晴朗风小的夜间生成。


14
17.
雨凇

过冷却液态降水碰到 地面物体后直接冻结 而成的坚硬冰层，呈 透明或毛玻璃状，外 表光滑或略有隆突。
天气现象的观测
1
本章要求


掌握天气现象的观测方法 掌握雨量计的基本原理和结构
2
主要内容



降水量的测量 激光云高仪 闪电定位系统 其它天气现象
3
序

云和天气现象这类目测内容将改为仪器观 测 天气现象大致分为六类： 1. 地面凝结 2. 降水 3. 雾 4. 雷电 5. 光 6. 强风相关
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人工观测12小时（每日北京时08、20时定 时观测）和日降水量。 自动观测每分钟、小时、日降水量。
32
7.1 降水量的测量

雨量筒：


构造：金属外层护套上部为一接水器，直径 20cm，上缘采用一个圆环硬铜箍，节水口下 为一漏斗，雨水收集后由漏斗注入到取样玻 璃瓶内。 放置：安装高度70cm 使用：每天人工读取四次时段内的降水总量， 用口径远小于雨量筒接水面积的特制量杯读 水，精确至±0.05mm

时间到达法：


以上两种方法都需要三个以上的 测站才能准确定位。
42
ADTD闪电定位网主要用来探测云地闪， 并且能区分正负极性。ADTD闪电定位 网由ADTD闪电定位仪、中心数据处理 站、用户数据服务网络及图形显示终 端组成。
性能指标 ◆探测效率： 80%-90% ◆探测范围：0~600km、平均300km 行定位 处理，给出每个闪电回击的准确位置 ◆测向精度：理论随机误差是0.5度
◆回击分辨率：云地闪为3ms
◆时间精度：相对世界时130ns ◆环境温度：-40度到+55度
◆工作温度：-40度到+80度
◆相对湿度：0-100% ◆降雨：7.6cm/hr 在风速为65km/h ◆无故障时间: 30000小时以上 43
44
电场仪：测量大气电场
45
天气现象监测系统


可以测量各种类型的 降水，包括雨、雨夹 雪、冰雹、雪、混合 降水和大雾的精确量 值和形态及速度。 通过对空气中粒子的 种类、大小、速度指 标的测量，分析给当 前天气现象实况。尤 其适合交通领域的天 气现象的实况监测和 预警。
46
The Vaisala Present Weather Detector PWD22.
47
Vaisala Weather Sensor FD12P
The surface of the capacitive precipitation sensor "feels" the amount of water that falls on it. When frozen precipitation collects on the surface it is heated in a carefully controlled manner. The resulting water is measured to find the water equivalent of the frozen precipitation. 48
4
天气现象
1.
雨

滴状的液态降水，下降时清楚可见，强度变化 较缓慢，落在水面上会激起波纹和水花，落在 干地上可留下湿斑。
开始和停止都较突然、强度变化大的液态降水， 有时伴有雷暴。
2.
阵雨

5
3.

毛毛雨
稠密、细小而十分均匀的液态降水，下降情 况不易分辨，看上去似乎随空气微弱的运动 飘浮在空中，徐徐落下。 迎面有潮湿感，落在水面无波纹，落在干地 上只是均匀地润湿地面而无湿斑。
34

飑
突然发作的强风，持续时间短促。 出现时瞬间风速突增，风向突变，气象要素 随之亦有剧烈变化，常伴随雷雨出现。
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27
28
29
30



降水：从天空降落到地面上的液态或固态 (经融化后)的水。 降水量：某一时段内的未经蒸发、渗透、流 失的降水，在水平面上积累的深度。以毫米 （mm）为单位，取1位小数。 降水强度 ：单位时间或某一时段内的降水 量，通常测定5分钟、10分钟和1小时内的 最大降水量。

加上加热装置可测降雪量
33
34
虹吸式雨量计
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用来连续记录液体降水的自记仪器，它由承 水器(通常口径为20cm)、浮子室、自记钟 和虹吸管等组成。 • 有降水时，降水从承水器经漏斗进水 管引入浮子室。浮子室是一个圆形容
器，内装浮子，浮子上固定有直杆与 自记笔连接。浮子室外连虹吸管。 • 降水使浮子上升，带动自记笔在钟筒 自记纸上划出记录曲线。 • 当自记笔尖升到自记纸刻度的上端( 一般为10mm)浮子室内的水恰好上升 到虹吸管顶端。虹吸管开始迅速排水 ，使自记笔尖回到刻度“0”线，又 重新开始记录。自记曲线的坡度可以 表示降水强度。 • 由于虹吸过程中落入雨量计的降水也 随之一起排出，因此要求虹吸排水时 36 间尽量快，以减少测量误差。
Vaisala Ceilometer(model CL31)
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7.3 闪电定位系统

方位测定法：

这种仪器利用南北向和东西向的两 个正交环形天线把观测场地观测到 的天电分成两个方向上的分量，再 由增益和相移都匹配的一对放大器 把分量信号放大到适合处理的振幅。
测定闪击的电磁波从落地点传播到 探头所需的时间。