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《气象学与气候学》实验技能培训实验一气温和湿度的观测一、目的与要求熟悉各种观测温湿度的仪器，掌握观测的方法。二、主要内容空气温度的观测、空气湿度的观测三、仪器用品干湿球温度表、最高温度表、最低温度表、温度计及自记纸、通风式干湿温度表、毛发湿度表、湿度计及自记纸。四、原理方法1．温度表：观测温度的仪器通常都为各种类型的液体温度表。温度表的感应部分呈球形或圆柱形，其中充满酒精或水银。与感应球相连的是一根一端封闭，粗细均匀的毛细管。这种温度表就是利用感应液体随温度改变而引起体积膨胀，有毛细管中液柱的位置变化来测定温度的。最低温度表：使用来测定某段时间的最低温度，，它以酒精为测温液。其构造特点是：在毛细管内的酒精柱中放一枚蓝色能滑动的哑铃型指标，当温度下降时，球部酒精收缩，酒精柱下降，并借助酒精柱表面张力而是小指标也随之下降；当温度上升时，酒精膨胀，酒精柱上升，而小指标本身因为重力缘故，原封不动，这是小指标离球部远端的示度，即某一时间间隔内的最低温度。最高温度表：是用来测定一定时间间隔内最高温度的一种特殊构造的水银温度表。这种温度表接近内管镶有一根玻璃针，当温度上升时，水银球部水银膨胀，压力增大，迫使水银挤过狭管上升；但当温度下降时，因无足够的压力使水银挤过狭管回到球部，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，就保持住过去一段时间内温度表所感受的最高温度示度。2干湿球温度表：干球温度表用来测定任意时刻的瞬时温度。湿球温度表用来测定水气达到饱和时的温度。湿球温度表的读数小于干球温度表的读数，从干湿球温度表的差值就可以测出湿度的大小。3通风式干湿温度表：他测定湿度的原理与干湿球测试的原理一样。区别在于它有个通风器，通风器的主要作用是使空气不断地流过温度表的球部，使温度表准确的感应外界空气的冷热和干湿的变化。4毛发湿度表：当相对湿度增大或减小时，毛发也相对的伸长或缩短，指针随刻度盘向右或向左转动，指示出相对湿度数值。5温度计：由三部分组成，感应部分为膨胀系数不同的金属片紧密的焊接在一起成双金属片。双金属片一端固定，另一端能伸缩操动杆杆带动笔尖，当温度上升时，整个金属片像膨胀系数小的一面弯曲；温度下降时，则向相反方向弯曲，这样双金属片形变通过敢干的放大带动笔尖在自记纸上的示度高低表示出温度的变化。记录部分由日转或周转一周的自记钟，钟筒外面卷着自记纸。使用时，笔尖对准当时的时间和温度值，然后再笔尖上蘸些自己墨水，使笔尖靠在自记纸上即可。6湿度计：它的构造和原理与温度计相似，只是感应部分为一束毛发而已。五、观测方法和注意事项(一)温度的观测观测顺序：按干球、湿球、最高最低一次进行。1干湿球温度的测定（1）首先检查纱布湿润情况，如果水分不足应及时加水或补充湿润。（2）先读干球温度表的读数t，再读湿球温度表的读数t/，并作记录。（3）再复读一次，并作记录。2最高温度的测定（1）读数（2）最高温度表的调整。取出最高温度表，手握表身，感应球部向下，臂向外伸约30度，用大臂将温度表前后甩动，直到示度和干球温度表读数一样为止。（3）轻轻地放入到原处。3最低温度的测定（1）读数（2）最低温度表的调整。把球部向上抬升，以使游标到达酒精表面，然后放回原处呈水平状态。4温度计自记钟旋转一圈以后，就应该更换自记纸。步骤如下：（1）在新纸上填写年月日即观测站名称（2）作时间记号，拨开笔档，取下自记纸，记下时间（3）将新纸裹在钟筒上，卷紧、水平线对齐，底边紧贴筒底缘并以压纸条固定。（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。注意事项：（1）熟悉仪器的刻度。最小刻度为0.2℃。（2）观测干球温度表时，为了避免观测者体温对于温度表的影响，注意避免对着温度表呼气，动作要敏捷，可以采用先读温度小数，再读整数的办法。（3）观测干湿球温度表时，要避免视差。视线应与水银柱顶端在同一视线上。（4）温度计上自记纸的纪录要经过订正后才能使用。（二）湿度的观测1干湿球温度表观测湿度7947.011.6,10)(02735.80APhPaEEEttAPEetttt2通风干湿表（1）先把仪器挂好，仪器离地面高度视观测目的而定。（2）在读数前4-5分钟用滴管湿润湿球纱布，并上好发条，但不要上的过紧。（3）读取干球和湿球表的读数并作记录。（5）查取查算表订正。3毛发湿度表的观测观测时视线要通过指针并与刻度盘垂直，读出指针所在的刻度线，取整数记录。4毛发湿度计的观测定时观测时，根据自记纸上笔尖的位置读出相对湿度（只记整数），并作时间记号，方法同温度计。换纸步骤同温度计一样。注意事项：不要用手随便摸毛发。六、观测记录的整理和分析（1）先把干湿球读数作器差订正，根据订正后的温度值计算出测定时刻的水气压、相对湿度、露点、饱和差。（2）写出实习报告，把各项观测值机计算结果按下表填写实习报告包括目的要求、观测仪器、实习内容、实习步骤和观测记录整理和分析五个部分，要求认真完整仔细。表1空气温湿度观测记录表仪器名称时间观测项目水气压（hPa）相对湿度（%）露点（℃）饱和差（hPa）百叶箱干湿表干球湿球通风干湿表干球湿球毛发湿度表相对湿度实验二气压和风的观测一、教学目的和要求通过实习，了解常用观测气压、风的仪器原理及结构，掌握光测方法，学会气压、风的观测。二、主要内容（1）对照仪器熟悉其结构、性能及使用方法。（2）进行风向、风速、气压的观测并作好记录三、观测仪器观测仪器主要有：电接风速风向仪、动槽式气压表。四、原理和方法1电接风向风速计：由感应器、指示器和记录器三部分组成。感应器安装在室外10-12米的杆子上，指示器和记录器在室内。（1）感应器：感应器分为风速表和风向表两部分。风速表由风杯和小发电机组成。当风杯在风力作用下旋转时，带动小发电机的转子旋转而产生电流。风速愈大，风杯转动的愈快，产生的电流愈大。风向标用来测定风向。他的头部为平衡锤，尾部为风向尾翼。由于风标尾翼比平衡锤的面积大，所以当风与风向标头部的平衡锤成某一角度吹来时，风标尾翼的两侧所受到的风力相等，因而停止转动。所以风向标头部平衡锤所指的方向就是风的来向。（2）指示器：指示器是由电接风向、风速计的指示部分，以观测瞬时风向风速。由风速表产生的电流经过电缆输送到指示器内通过瞬时风速指示电表，电流表的表面直接刻成风速标尺，最小刻度为1m/s。指示器出瞬时风速指示电表外，还有一个八灯的风向指示盘，把个灯泡表时八个方位，从灯泡上就可以读出风向的方位来。（3）记录器：记录器由风速、风向记录录、自记钟、笔档、电路接线板组成。2动槽式气压表的原理根据水银柱的重量和大气压力平衡的原理来测定气压五、观测方法1风的观测方法（1）风速的观测：在风速较小的情况下，把风速电表下面扳键开关向下扳，读0-20m/s的标尺；如果风速较大，就把扳键开关向上扳，读0-40m/s的标尺。指针所指的数值就是这一瞬间的风速。一般观测两分钟，取其摆动平均位置读数。（2）把八灯盘下面的扳键开关向上扳，就会有一个或两个灯泡亮，既可读出这一瞬间的风向。观测两分钟灯泡经常亮的方向极为两分钟最多风向。2气压的观测（1）观测附属温度表，读数精确到一位小数。（2）轻敲表身，目的是避免水银附着在管壁。（3）调整水银槽内的水银面，使水银面与象牙针相接（4）调整游尺，使视线与水银柱顶端处于同一水平面上，然后转动游尺螺旋，使游尺正面的底恰好与水银柱顶端图面相切。（5）调整好游尺后，便可进行读数。在外套管刻度线上，靠近游尺零度刻度下最近的一条线，即为读数的整数位。而从游标上可找到一条与主尺刻度线相重的游尺刻度，此值即为读数的小数位。（6）读数后应重复检查一次。观测后则应防敌水银面，使其象牙针尖离开。实验三日照、降水和蒸发的观测一、目的要求通过教学，了解常用的测定蒸发、降水、日照等仪器的结构、原理和使用方法，学会蒸发、降水和日照的观测方法。二、观测仪器小型蒸发器、雨量器、暗筒式日照计三、原理1日照计的原理：暗筒式日照计由金属筒、隔光板、支架和底座等部分构成。金属筒称为暗筒，筒的两侧各有一个小孔，前后位置错开，筒上有隔光板，使上下午日光分开，每日中午除短时间外，其余时间之有一个小孔有光射入。筒内装涂有感光液的日光纸，纸上有时间刻度线，当直射光线入射感光纸上，即现感光点，随着太阳在空中的位移，纸上出现感光迹线，如有云，感光迹线即中断。从而根据感光迹线长短可以测定出当天世纪日照时数。2虹吸式雨量计原理该仪器由承水器、浮子室、自记钟、虹吸管等组成。当雨水通过承水器进入浮子室后，浮子和笔杆即随水面升高而上升。下雨时笔尖就在自记纸上记录出相应的曲线，从而表示出降水量、降水时间、降水强度。当笔尖到达自记纸上限时，浮子室内的水从虹吸管中排出，流入管下的标准容器中，笔尖立即落到零线处。若停止降水，笔尖停止上升，自记线条为一水平线；降水强度越大，自记线的陡度则越大。三、观测方法1日照观测不管晴天、阴天、雨天，每日日没后换纸一次，换上新纸时，要使纸上10时线对准筒上的白线，直上两孔分别对准纸上二小孔，然后套上弹簧夹，盖紧筒盖，切勿漏光。换下日照纸，用铅笔已感光迹线画出一条平行线。依照铅笔线计算逐时的日照时数。2降水的观测把储水瓶中的水倒入雨量杯中，读数时，把雨量杯放在水平桌面上，此时杯中的水已处于水平位置。再看杯内的水面的高度与那一刻度相符合，然后将读书记下来。用虹吸式雨量计每天20时换纸，根据自记纸上笔尖的上升次数，就可以计算出降水量。并且可以计算出单位时间的降水量。3蒸发量的观测在前一天20时用雨量杯盛清水20mm，倒入蒸发器中，经24小时后，即到本日20时用雨量杯量蒸发器的水量，所食雕的水量即为日蒸发量。实验四气候类型的分析依据给定的资料分析它的气候类型。要求分析出个站气候类型并说明形成原因。各站气温和降水资料(见实习指导书)样题一、解释下列现象的成因（每题8分，共40分）1、低纬地面平均气温比高纬度高得多，而在对流层顶部高纬度气温却比低纬度要高。2、对流层的逆温现象。3、暴雨总是在夏季发生。4、纬度40度以上的大陆东岸和低纬度的大陆西岸往往是世界上的多雾区。5、夏季风一般高温多雨，冬季风一般寒冷干燥，南亚的夏季风强于冬季季风，而东亚冬季风强于夏季风。二、简答（每小题6分，共30分）1、天气和气候有什么区别？2、什么是气温的非绝热变化？其方式有哪些？3、大气冷却的方式有哪些？那些对于云的形成有重要作用？那些对于雾的形成很重要？4、摩擦层中，为什么由高空到地面风速会不断减小风向向左（北半球）偏转？5、气团形成的条件有哪些？为什么南北两极地区会成为气团的源地？三、有人说温室气体的增加地球会持续增温，而有人说不会，试分析之。（10分）四、试论地形与降水和气温的关系（20分）