现代大气探测学第九讲1降水与蒸发的观测
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降雨蒸发观测实验报告1. 实验目的本实验旨在通过观测降雨与蒸发过程,探究降雨后蒸发速率的变化规律,并对相关气象因素进行分析和讨论。
2. 实验装置与材料- 实验装置:降雨模拟装置、蒸发速率测量仪- 实验材料:模拟降雨液、蒸发速率测量仪记录表3. 实验方法1. 将降雨模拟装置放置在室外开阔区域,确保装置与任何建筑物或遮挡物保持距离。
2. 将模拟降雨液加入降雨模拟装置中,等待液体均匀喷洒出来,确保水滴大小和强度一致。
3. 将蒸发速率测量仪放置在装置下方,待仪器正常工作之后开始记录实验数据。
4. 每间隔10分钟记录一次蒸发速率,并将数据记录在蒸发速率测量仪记录表中。
5. 实验结束后,关闭降雨模拟装置,收集已使用的模拟降雨液,清洗实验装置。
4. 实验结果与分析根据实测数据,我们将蒸发速率与时间进行图示和分析。
下表为实验部分数据记录:时间(分钟)蒸发速率(单位:ml/min)0 0.210 0.1820 0.1630 0.1540 0.1350 0.1260 0.1... ...通过绘制蒸发速率与时间的曲线图,我们可以观察到以下规律:1. 初始时刻的蒸发速率较高,随着时间的推移,蒸发速率逐渐减小。
2. 在离降雨结束后的一段时间内,蒸发速率保持相对稳定,但逐渐趋向于一个较低的稳定值。
根据以上观察结果,我们可以得出以下结论和分析:1. 降雨后的蒸发速率与时间成反比关系,即降雨后初始蒸发速率较高,随着时间推移,蒸发速率逐渐减小。
2. 实验中观察到的蒸发速率趋向于一个较低的稳定值,这可能与环境湿度、风速等气象因素有关。
3. 实验数据还可以为降雨及蒸发过程的气象学研究提供参考依据,提高气象预测的准确性和精度。
5. 实验结论通过本次降雨蒸发观测实验,我们得出以下结论:1. 降雨后的蒸发速率与时间成反比关系,随着时间推移,蒸发速率逐渐减小。
2. 实验中观察到的蒸发速率趋向于一个较低的稳定值,这可能与环境湿度、风速等气象因素有关。
降水的测量原理降水是指地球上大气中的水分以液滴或固态形式从空中向地面下降的现象。
降水的测量原理主要是通过观测降水量和降水形态来确定降水的强度和类型。
下面将从降水量的测量原理和降水形态的测量原理两个方面进行详细阐述。
一、降水量的测量原理降水量是指在一定时间和一定面积内的降水水量。
常用的降水量测量单位有毫米(mm)、厘米(cm)、英寸(inch)等。
测量降水量的方法有雨量计法、蒸发皿法、雷达测量法等。
1.雨量计法雨量计是测量降水量最常用的设备之一。
雨量计的原理是利用一个特殊形状的漏斗,将降水收集到一个容器中,并通过量杯或标尺来记录收集到的降水量。
雨量计要求水流顺畅,漏斗口径较大,以确保较大的接收面积。
2.蒸发皿法蒸发皿法是通过测量降水后的蒸发量来间接计算降水量。
蒸发皿是一个浅而宽的容器,将容器中的水充分蒸发,然后根据蒸发前后的重量差计算降水量。
但是蒸发皿法的测量结果受到环境因素的影响较大,适用性有限。
3.雷达测量法雷达测量是一种利用雷达波束与降水之间的相互作用原理来测量降水量的技术。
雷达发射出的电磁波束遇到降水后会被散射,散射回来的信号经过处理后可以得到降水的强度和分布情况。
雷达测量不受限于地面点位,可以对较大范围的降水进行监测。
二、降水形态的测量原理降水形态是指降水的物理状态,主要包括雨、雪、雹、霰等。
测量降水形态的方法主要有观测形态外貌法、气象雷达识别法等。
1.观测形态外貌法观测形态外貌法是通过直接观察降水的形态外貌特征来判断降水的形态。
例如,雨是液态降水,雪是固态降水,雹是冰雹,霰是由雨和雪组成的降水形态。
观测形态外貌法简单直观,但准确性较低。
2.气象雷达识别法气象雷达识别法是一种利用雷达测量数据对降水形态进行识别的方法。
雷达可以通过回波强度、频率、时间等参数来判断降水的形态。
例如,回波强度较强的区域一般为雨区,回波强度较弱的区域一般为雪区。
气象雷达识别法可以较准确地判断降水的形态。
综上所述,降水量的测量原理主要通过雨量计法、蒸发皿法和雷达测量法来测量降水量,降水形态的测量原理主要通过观测形态外貌法和气象雷达识别法来判断降水的形态。
实验五人工雨量器、翻斗式雨量计和虹吸式雨量计巩固对降水的基本含义的理解,了解气象站观测降水量仪器的构造原理、观测方法、步骤和注意事项。
降水的观测一、实验目的二、实验仪器三、实验概述降水是从云中降落或从大气沉降到地面的液态或固态的水汽凝结物,包括:雨、雪、0.2mm 冰雹、露、雾凇、白霜和雾、吹雪。
对液态降水通常以毫米为单位。
日降水量应当读到,最好读到0.1mm 。
周和月的降水总量,至少应精确到1mm 。
日降水量的测量应定时进行。
少于0.2mm的降水通常作为微量降水。
降雪测量以厘米及其十分位为单位,读到0.2cm。
少于0.2cm的降雪通常作为微量降雪。
每日地面雪深的测量读到厘米的整数位。
就天气和气候应用来说,一般观测时次是每小时、每3小时和每日。
降水强度是指单位时间的降水量,通常测定5分钟、10分钟、1小时内的最大降水量。
强度分7类:①微雨:总降雨量不超过0.1毫米的雨。
②小雨:0.1~2.5mm/h、在12小时内总降雨量不超过5毫米或24小时内降雨量不超过10毫米。
③中雨:2.6~8.0 mm/h、在12小时内降雨量5~15毫米,或24小时内降雨量在10~25毫米之间。
④大雨:8.1~15.9 mm/h、12小时内降雨量超过15毫米,或24小时内降雨量在25~50毫米之间。
⑤暴雨:>16.0 mm/h。
12小时内降雨量在30~50毫米之间,或24小时内降雨量在50~100毫米之间。
⑥大暴雨:24小时内降雨量在100~250毫米之间。
⑦特大暴雨:24小时内降雨量超过250毫米。
1、雨量器构造:雨量器是观测降水量的仪器,它由雨量筒与量杯组成(见图6.1)。
雨量筒用来承接降水物,它包括承水器、贮水瓶和外筒。
我国采用直径为20cm正圆形承水器,其口缘镶有内直外斜刀刃形的铜圈,以防雨滴溅失和筒口变形。
承水器有两种:一是带漏斗的承雨器,另一种不带漏斗的承雪器。
外筒内放贮水瓶,以收集降水量。
量杯为一特制的有刻度的专用量杯,其口径和刻度与雨量筒口径成一定比例关系,量杯有100分度,每1分度等于雨量筒内水深0.1mm(图6.1)。
降水量观测方法降水量观测包括测量记录降雨、降雪、降雹的水量,根据需要也可测记雪深、冰雹直径、初霜和终霜日期及雾、露、霜现象。
常规降水量的观测,在观测场地、雨量站考证、观测仪器与安装、观测记录等方面均应严格按照有关降水量观测的规范开展工作。
第一节观测场地要求降水量观测场地的查勘内容包括:地名和交通、通信条件等;附近雨量站分布情况;自然地理特征和水体分布情况;当地降水和气温等气候特征;雷电情况;场地周围障碍物情况。
查勘后场地环境应满足观测资料具有可靠性、代表性和一致性的要求。
降水量观测场地环境与设置,必须满足以下要求。
(1)降水量观测应设置地面观测场。
当地面观测场环境不符合要求时,可设置杆式观测场。
特殊情况下,专用雨量站可设置房顶观测场。
(2)除本站需备份观测外,观测场不宜设置3套及以上同类型的观测设备。
(3)地面观测场环境与设置应符合下列要求。
1)观测场应避开强风区,其周围应空旷、平坦,不受突变地形、树木和建筑物的影响。
2)观测场不能完全避开建筑物、树木等障碍物的影响时,雨量器(计)至障碍物边缘的距离应大于障碍物顶部与承雨器口高差的2倍。
3)在山区,观测场不宜设在陡坡上、峡谷内和风口处,应选择相对平坦的位置,使承雨器口至山顶的仰角不大于30°。
4)场内仪器之间、仪器与栏栅之间的间距不小于2m。
仅设一台雨量器(计)时为4m×4m,设置雨量器和自记雨量计各一台时为4m×6m。
5)场内地面应平整,保持均匀草层,草高不宜超过20cm。
设置的小路和门应便于观测,路宽不大于0.5m。
6)观测场四周应设置不高于1.2m的防护栏栅,栏栅条的疏密不应影响降水量观测精度,多雪地区应考虑在近地面不致形成雪堆。
7)有积水的观测场,应在其周围开挖排水沟,防止场地内积水。
8)观测场应设立警示标志,划定保护范围。
承雨器口至障碍物顶部高差的2倍距离为保护范围,不应有建筑物,不应栽种树木和高秆作物。
9)水面蒸发站的降水量观测场地设置应符合《水面蒸发观测规范》(SL 630—2013)的要求。
降水量 指从天空降落到地面上的液态或固态(经融化后)降水,未经蒸发、渗透和流失而在水平面上积聚的深度。以mm为单位,取一位小数。纯雾、露、霜、雾淞、吹雪、冰针的量按无降水处理,当其与降水伴见时也不扣除其量
降水强度:指单位时间的降水量。 通常测定5分钟、10分钟和1小时内的最大降水量。
降水量观测误差 1.雨水溅失 2.蒸发损失 3.风的影响
测量内容 降水量,降水强度
蒸发 量由于蒸发而消耗掉的水层的厚度 蒸发量=原量+降水量-余量
雨量器、雨量计器口变形或器口不水平,对降水量测定的准确度有何影响?为什么? 有一定影响。雨量计器口变大会使最后收集的雨量增多,雨量计器口变小会使最后收集的雨量变少。总之会有误差的!
用雨量器测量降水量。仪器的放大率与什么因素有关? 承水器口的横截面积 进水管的横截面积 浮子室的横截面积
虹吸式雨量计的作用原理?仪器的放大率与什么因素有关?仪器的精确度主要与什么因素有关? 测量原理:当雨水通过承水器和漏斗进入浮子室后,水面即升高,浮筒和笔杆也随着上升(由于笔杆总是做上下运动,因此雨量自记纸的时间线是直线而不是弧线),下雨时随着浮子室内水集聚的快慢,笔尖即在自记纸上记出相应的曲线表示降水量及其强度。当笔尖到达自记纸上限时(一般相当于10mm),室内的水就从浮子室旁的虹吸管排出,流入管下的盛水器中,笔尖即落到0线上。若仍有降水,则笔尖又重新开始随之上升,而自记纸的坡度就表示出了降水强度的大小。由于浮子室的横截面积与承水口的面积不等,因而自记笔所记出的降水量是经过放大了的。 设A1为承水器口的横截面积,A2为进水管的横截面积,A3为浮子室的横截面积,A4为虹吸管的横截面积,θ为虹吸管与浮子室的夹角。当降水量为H时,浮子上升的高度为h A1H=(A2+A3+A4)h,令h/H=n A1/(A2+A3+A4)
精确度和雨量计的清洁还有型号有关 翻斗式遥测雨量计的构造原理。 翻斗式遥测雨量计是由感应器、记录器和电源组成的有线遥测雨量仪器。感应器由承水器、上翻斗、计量翻斗、计数翻斗、干簧管等组成。记录器由计数器、记录笔、自记钟、控制线路板等构成。 承水器收集的降水通过接水漏斗进入上翻斗,积到一定量时由于重力作用上翻斗翻转,水进入汇集漏斗。再注入计量翻斗时,将不同强度的降水调节为较均匀的降水强度,以减少由于降水强度不同造成的测量误差。当计量翻斗承受的降水量为0.1mm时,计量翻斗将降水倒入计数翻斗,使计数翻斗翻转一次。计数翻斗在翻转时,与其相关的磁钢对干簧管扫描一次,干簧管因磁化而瞬间闭合一次。这样,降水量每次达到0.1mm时,就送出一个开关信号,采集器就自动采集存储0.1mm降水量
降雨蒸发观测实验报告实验目的:本实验旨在观测降雨蒸发过程,并分析其影响因素。
实验器材:1. 降雨模拟装置:包括喷雾装置和水源。
2. 平坦的试验台面。
3. 水量测量器:如薄口烧杯或量筒。
4. 实验记录表格。
5. 实验参与者。
实验步骤:1. 确保试验台面干燥且平坦。
2. 准备喷雾装置,并将其放置于试验台面上。
3. 将水源接入喷雾装置,并调整水流量和喷雾强度,以模拟不同降雨强度。
4. 在试验开始前,使用水量测量器准确测量喷雾装置输出的水量。
5. 在开始降雨模拟后的特定时间间隔内,记录试验台面上的积水量。
6. 持续观测并记录积水量,直至积水完全蒸发。
实验数据记录:时间间隔(分钟)积水量(毫升)-----------------------------------0 XX5 XX10 XX15 XX20 XX25 XX30 XX数据分析:根据上述数据,可以绘制出降雨蒸发过程的积水量-时间曲线图。
通过观察图像,我们可以得出一些结论:1. 随着时间的推移,积水量逐渐减少,说明蒸发作用起着至关重要的作用。
2. 降雨强度越大,积水量减少的速度也越快。
3. 环境温度和湿度会对蒸发速率产生影响。
在相同降雨强度下,较高的温度和较低的湿度会加速蒸发过程。
实验小结:降雨蒸发是一个复杂的过程,受到降雨强度、环境条件等多种因素的影响。
通过本实验的观测和数据分析,我们更加深入地了解了降雨蒸发的过程和影响因素。
这些知识可以有助于我们更好地理解和预测实际降雨蒸发的情况,进而提高相关领域的应用和研究。
备注:请在实验报告中按照实际情况填写具体数据。
大气探测学教案
讲授过程中,首先介绍大气探测的概述和发展概况,通过大量的图片资
料和影视资料,介绍当前大气探测学发展过程,严重挑战和困难。
激发学生的学习动机和学习兴趣。
通过这些讲授告诉学生当前大气探测发展的前沿,科技革新给探测带来的日新月异的进步,从而引出学习大气探测学的重要性。
初步介绍云观测的意义,云的形成与演变和天气变化有着密切的联系,与云有关的天气谚语,云对航空气象,人工影响天气的作用。
并结合视频资料,激发学生学习动机。
其次,介绍怎样判定云状,估计云高,通
过什么仪器和设备来测定云高,观测时的注意事项。
教学基本内容
与教学设计
(含时间分配)
第2周,第3、4次课
第4周,第7、8次课。