气象学实习指导书

气象学实验（实习）指导书实验（实习）项目⏹地面观测场的建立⏹温度和湿度的观测⏹气压和风的观测⏹蒸发与降水的观测⏹云的观测实验（实习）一地面观测场的建立实验（实习）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。

实验（实习）课时：1课时教学过程：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。

观测场仪器布置参考图四、观测方位1、罗盘法；2、太阳高度法五、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：气象要素均以北京时20时为界，自记则以北京时24时为日界。

六、实验（实习）报告设计中学气象园。

要求：面积为20*16实验（实习）二温度和空气湿度的观测实验（实习）目的：1.在室内了解温度表的构造、特性、误差及其消除方法等，目的是熟悉温度表；2.到观测场了解空气温度和土壤温度的观测方法。

实验仪器：百叶箱、最高温度表、最低温度表、自记温度计、干球温度表、湿球温度表、通风干湿表、地面温度表、直管地温表。

实验（实习）课时：2课时教学过程：一、百叶箱中的温度观测百叶箱的四边是由两排薄的木板及叶组成,木板向内倾斜成450角，箱底由三块木板组成，每块宽101mm，中间一块比边上两块稍高些，箱盖有两层，其间空气能自由流通。

百叶箱应具有良好的反辐射能力，故内外均涂以白色，以减少辐射影响。

百叶箱有大、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。

百叶箱应水平牢固地安装在一个高出地面125cm的特别的架子上，箱门对正正北，门下放一个小台阶梯，以便观测。

箱架四足要牢固地埋在地下。

埋入地下部分。

必须涂上防腐柏油，在有强风地区，百叶箱的四角应加上牵绳。

二、百叶箱内仪器安装小百叶箱内各仪器都安置在箱内特别的铁架上，干湿球温度有应垂直固定在铁架的两端，干球在东，湿球在西，球部地面1.5米,湿球的下方是一个带盖的水盂，水盂固定在铁架下面的横梁上，盂口离湿球约3cm，湿球纱布通过杯盖的狭缝引入盂内，浸入水中。

最高温度表应水平放置在铁架下面横梁上的铁钩上（头部略高），球部中心离地面1.5米，最低温度计放在较低的钩上，球部中心离地1.52米，二支表球部均向东。

大百叶箱内的温度计安置在前面的木架上，感应部分中心离地1.5米；温度计应放在后面稍高的木架上，其高度以便于观测为准。

百叶箱内外应保持清洁，大雨、大雪后，要及时将箱内的雨水擦干净，以免影响记录的正确性。

三、温度和湿度的观测1、原理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。

干球温度表、湿球温度表、毛发湿度表、最高温度表、最低温度表等在百叶箱中的位置如图三所示。

干球温度表湿球温度表毛发湿度表最高温度表最低温度表水杯图三干湿球温度表是两支相同的温度表，一支用来测定空气温度，称作干球，另一支温度表的球部缠有湿润的纱布，称为湿球。

在未饱和的空气中，由于湿球纱布上的水分不断蒸发，而所需要的热量来自于蒸发湿球本身及流经湿球周围的空气，致使湿球温度下降，因此一般情况下，湿球温度表的读数比干球温度表低。

毛发湿度表是根据人的头发脱脂后会随着空气相对湿度的变化而有所改变长度的特性制成的。

毛发湿度表是由毛发、指针和刻度盘构成的。

当空气湿度增大时，毛发伸长；当空气湿度减小时，毛发收缩。

毛发伸长或收缩，指针随即在刻度盘上向右或向左转动，指示出当时空气的相对湿度的数值。

用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。

最高温度表能用来测量一天中的最高气温，它的构造与一般温度表不同，它的感应部分内有一玻璃针，伸入毛细管，使感应部分与毛细管之间形成一窄道。

当温度升高时，感应部分水银体积膨胀，挤入毛细管；而温度下降时，毛细管内的水银，由于通道窄，却不能缩回感应部分，因而能指示出上次调整后这段时间内的最高温度。

最低温度表能用来测量一天中的最低气温，最低温度表如图四所示，它里面的感应液是酒精，它的毛细管内有一哑铃形游标。

当温度下降时，酒精柱便相应下降，由于酒精柱顶端张力作用，带动游标下降；当温度上升时，酒精膨胀，酒精柱经过游标周围慢慢上升，而游标仍停在原来位置上，因此它能指示上次调整以来这段时间内的最低温度。

游标右端点指示位置即为最低温度读数。

2、观测程序对空气温度和湿度的观测是地面观测中最重要的部分。

温度和湿度观测测定的是离地面1.5米高度处的气温和湿度。

气温测定的项目有定时气温、日最高气温和日最低气温。

观测程序依干球温度表、湿球温度表、最低温度表酒精柱、最高温度表、最低温度表游标进行。

观测结束后要及时调整最高温度表水银柱和最低温度表游标。

3、观测注意事项（1）熟悉仪器的刻度。

温度观测要求记录到0.1度，初次使用一支温度表，应先了解其最小刻度单位。

（2）避免视差。

视线应于水银柱顶端附近刻度线是否直来较正。

（3）动作迅速。

因温度表感应较快所以读数时动作要迅速，先读小数后读整数，同时注意勿使头，手和灯接近球部，并尽量不要对温度表呼吸。

（4）复读。

观测时要坚持复读，避免发生误读或零上零下的颠倒差错。

温度在0℃以下时，记录时应在读数前加负号。

4、湿度计算根据干湿球温度表的读数可以查算空气的相对湿度。

气象部门已编写了《湿度查算表》（气象常用表第一号）供大家方便查阅。

相对湿度以百分数表示，取整数。

由于多数学校没有《湿度查算表》，因此建议使用下列经验公式估算相对湿度近似值：相对湿度=100%—A×(干球温度读数—湿球温度读数)%经验公式中的A 是订正系数，不同的干球温度选用不同的A 值，见下表：例：已知干球温度23.4℃，湿球温度18.8℃，根据经验公式选用A = 8估算相对湿度：相对湿度=100%—8×(23.4—18.8)%=100%—8×4.6%=63%相对湿度有日变化。

夜间相对湿度较大，秋冬季节夜间多雾，相对湿度可达80%甚至更大。

早晨日出后随气温升高相对湿度相应地迅速降低。

中午前后相对湿度达一天中最小值，一般多在50%及以下。

夏秋季节中午时分相对湿度往往可能为30%或更小。

中午时分相对湿度如果在80%及以上，应注意天气是否有变坏的趋势。

相对湿度的观测还应注意其多日间的变化。

如发现近几天相同时刻的干湿球温度差变得越来越接近即相对湿度越来越大，则往往可能是天气将转阴雨的征兆。

四、地温的观测地温包括地表温度，地表最低、最高温度，浅层（5,10,15,20厘米）的地中温度。

地面温度表（又称0厘米温度表），地面最高温度表和地面最低温度表的构造和原理，与测定空气温度用的干球温度、最高和最低温度表相同，只是测量范围大小不同，地面温度表和地面最高温度表的最高示度为80℃。

它们在地面的位置如图所示。

曲管地温表（5,10,15,20厘米）是测量浅层地温的仪器，它们在地面的位置如图所示。

0 厘米温度表最低温度表 最高温度表五、实习（实验）要求写出实习（实验）报告5cm 15cm 20cm10cm实验三气压、风的观测实验（实习）目的：通过实习，使学生了解气压表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。

实验（实习）课时：2课时。

教学过程一、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。

（一）、水银气压表—动漕式水银气压表1、气压表测压原理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。

水银气压表2、气压观测步骤和方法（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。