空气湿度的观测与查算

课前准备（1）地温四组遮蔽地、水浇地、沙地、裸地。（2）百叶箱清洗及仪器摆置。（3）温度表调试：地面最低、最高。百叶箱最低、最高湿球蒸馏水（4）演示仪器：毛发湿度表、湿度计湿度查算表最后一组读数后撤仪器一、实习目的和要求1、了解干湿球温度表、毛发湿度表和湿度计的构造原理和安装使用方法；2、掌握空气湿度观测、查算和记录整理方法。干湿球温度表的结构由两支相同的普通温度计组成，一支用于测定气温，称干球温度计；另一支在球部用蒸馏水浸湿的纱布包住，纱布下端浸入蒸馏水中，称湿球温度计。由于包住湿球温度计的纱布吸水后蒸发吸热，所以示数比干球温度计的示数小。湿球的纱布常常要换新的。当空气干燥时，湿球温度计的纱布蒸发快，吸热多，两个温度计的示数差就比较大。两个温度计的示数差越大，说明空气越干燥。当空气中水蒸气很多时，湿球温度计的纱布蒸发慢，吸热少，两温度计的示数差就小。两个温度计的示数差越小，说明空气越潮湿。二、实验原理三、实习仪器普通干湿球温度表、毛发湿度表、湿度计、通风干湿表。四、实习内容1、对照仪器，认识各种湿度表（计）的用途及构造特征，并将结果写在实习报告中；2、在气象观测场及室内内进行规范的空气湿度的观测，做好记录并做好器差订正、湿度查算和数据分析。大气湿度是表示大气中水汽量多少的物理量。与云、雾、降水等密切相关。地面空气湿度是指地面气象观测规定高度（即1.25～2.00米，国内为1.5米）上的空气湿度。是由安装在百叶箱中的干湿球温度表和湿度计等仪器所测定的（基本站每日定时观测4次，基准站每日定时观测24次）。日常生活中所指的湿度为相对湿度，用RH%表示。相对湿度（f）即为空气中实际水汽压（e）同温度下饱和水汽压（E）的比值（用百分数表示）。𝑓=eΕ×100%相对湿度直接反映空气距离饱和的程度。当其接近100%时，表明当时空气接近于饱和。当水汽压不变时，气温升高，饱和水汽压增大，相对湿度会减小。干湿球温度表是用于测定空气的温度和湿度的仪器。它由两支型号完全一样的温度表组成，气温由干球温度表测定，湿度是根据热力学原理由干球温度表与湿球温度表的温度差值计算得出正常观测读数要准确到0.1℃。温度在0℃以下时,加负号(“-”)。溶冰观测气温只要不低于-10℃，仍用干湿球温度表测空气湿度。当湿球纱布冻结后，为保持湿球的正常蒸发，应从室内带一杯蒸馏水对湿球纱布进行溶冰，待纱布变软以后，在球部以下2-3mm处剪掉纱布，然后把水杯取走以防冻裂。观测前进行湿球溶冰：将湿球球部浸入蒸馏水（水温与室温相当）杯中，使冰层完全溶化。然后移开水杯，用杯沿将聚集在纱布头的水滴除去。待湿球示数达到稳定不变时读数并记录。右上角标记“B”。如果湿球温度很快上升至0℃，稍停一会再上升，表示冰已溶化湿度的计算：“干湿球法”测定空气湿度的原理湿球球部被纱布湿润后表面有一层水膜。空气未饱和时，湿球表面的水分不断蒸发，所消耗的潜热量直接取自湿球周围的空气，使得湿球温度低于空气温度（即干球温度），它们的差值称作“干湿球温差”。干湿球温差的大小取决于湿球表面的蒸发速度，而蒸发速度又取决于空气的潮湿程度。若空气比较干燥，水分蒸发快，湿球失热多，则干湿球温差大；反之，则干湿球温差小。此外，蒸发速度还与气压、风速等有关。公式如下：e=𝑒𝑠𝑤−𝐴𝑃𝑡−𝑡𝑤e为水汽压（hPa）；𝑒𝑠𝑤为湿球温度下的饱和水汽压（hPa）；P为本站气压（hPa）；t为干球温度（℃），即气温；𝑡𝑤为湿球温度（℃）；A是与通风速度和温度感应部分的形状有关的测湿系数，根据干湿表型号和通风速度来确定。不同型号干湿表的测湿系数A值干湿表型号（通风速度m/s）Ai×10-3/℃湿球未结冰湿球结冰通风干湿表（2.5）0.6620.584百叶箱通风干湿表（3.5）0.6670.588百叶箱球状干湿表（0.8）0.7950.795百叶箱柱状干湿表（0.4）0.8150.719百叶箱球状干湿表（0.4）0.8570.756毛发湿度表：毛发湿度表是根据脱脂人发能随空气湿度大小而改变长度的特性，用人发制成的测定空气相对湿度的仪器。毛发湿度表的精度较差，当日平均温度高于-10℃时，它的读数只作参考；只有在气温为-10℃以下时它的读数经订正后才作为正式记录使用。如读数时指针超出刻度范围，用外延法读数。加“（）”记录若为上超，按90到110的刻度尺距离外延到110；若为下超，按10到0的刻度距离外延到-10湿度计：湿度计是自动记录相对湿度连续变化的仪器，它由感应部分（脱脂人发）、传动机械（杠杆曲）、自记部分（自记钟、纸、笔）组成。通风干湿表：通风干湿表主要用于野外考察或自动气象站在气温或湿度采集出现故障时进行补测时使用。它由干湿球温度表、通风装置、金属管套、双层保护管和上水滴管等组成。其作用、原理与百叶箱干湿球温度表基本相同。主要不同：温度表球部装在与风扇想通的管形套管中，利用机械或电动通风装置，使风扇获得一定转速，球部处于≥2.5m/s的恒定速度的气流中。由于球部双层金属护管表面镀有镍或铬，还良好的反射体，能防止太阳对仪器的直接辐射。湿度查算表：利用百叶箱干湿球温度表测定湿度（干湿表法）是我国气象台站测定空气湿度的主要方法。中国气象局编制的《湿度查算表（甲种本）》（2006），可供百叶箱通风干湿表、通风干湿表、球状和柱状干湿表（自然通风）等型号干湿表查算。2000年以后，我国气象台站开始推广使用自动气象站。虽然使用自动气象站测量空气湿度，不需湿度查算表，但是多数用户不可能都使用自动气象站，还需使用干湿球温度表测定湿度。此外，当自动气象站出现故障时，还得用干湿表法来查算湿度。查算方法：表1和表2每栏居中的数值为干球温度，订正参数（n）、湿球温度（tw）、水汽压（e）、相对湿度（U）和露点温度（td）等项目均用其括号中的符号列出。查表若气压恰好为1000hPa（本站气压的个位数四舍五入），根据湿球结冰与否，决定使用表1或表2，找到相应的干、湿球温度值，即可查出e、U、td值。例1：t=-4.2（℃），tw=-5.6B（℃），P=1001.1（hPa）在表1（湿球结冰部分，p16）找出干球温度-4.2栏，在此栏中找到tw=-5.6，与它并列的e=3.0hPa，U=67%，td=-9.4℃例2：t=17.6（℃），tw=13.2（℃），P=997.5（hPa）在表2（湿球未结冰部分，p96）找出干球温度17.6栏，在此栏中找到Tw=13.2，与它并列的e=12.2hPa，U=61%，td=9.9℃查算方法：若气压不是1000hPa，则必须对湿球温度进行气压订正。订正方法：先在干球温度栏中找出与tw并列的订正参数n(在首行或末行)，然后用n值和当时的本站气压（个位数四舍五入）在表3中查出湿球温度订正值△tw。当气压P＜(＞)1000hPa时，△tw为正值，将在湿球温度tw加上(减去)此值。再用干球温度和订正后的湿球温度tw，从表2(或表1)中查取其他数值。例3：t=12.4（℃），tw=6.5（℃），P=1018.4（hPa）在表2（湿球未结冰部分，p78）找出干球温度12.4栏，tw=6.5时，n=15在表3（p293）上用n值和P=1020查到△tw=-0.1℃，订正tw’=6.5-0.1=6.4℃表2上用t=12.4和tw’=6.4查出e=5.6hPa，U=39%，td=-1.2℃例4：t=1.8（℃），tw=-1.9B（℃），P=892.7（hPa）在表1（湿球结冰部分，p26）找出t=1.8栏中tw=-1.9时n=11表3（p294）上用n值和P=890查得△tw=0.2℃，订正tw’=-1.9+0.2=-1.7℃表1上用t=1.8和tw’=-1.7查出e=3.2hPa，U=47%，td=-8.4℃表1或表2Twn表3P,n△twTw’=tw+△tw表1或表2t,tw’e,U,td百叶箱内温度表的读数顺序：按干球、湿球温度表，最低温度表酒精柱，毛发湿度表，最高温度表，最低温度表游标次序读数，调整最高、最低温度表，温度计和湿度计读数并作时间记号。地温观测观测顺序：按0cm、最低、最高和5、10、15、20cm地温的顺序读数。观测地面温度时，应俯视读数，不准把地温表取离地面。读数记入观测簿相应栏，并进行器差订正。各种温度表读数要准确到0.1℃。温度在0℃以下时，应加负号（“-”）。读数记入观测簿相应栏内，并按所附检定证进行器差订正。如示度超过检定证范围，则以该检定证所列的最高（或最低）温度值的订正值进行订正。记录观测场旁边的显示屏数据与上周数据对比分析土壤温度的观测1）比较不同土壤类型的地表温度日较差，根据土壤热特性简述差异成因2）画图比较观测的不同土壤类型的土壤温度随深度的变化特点，并分别指出属于日射型、辐射型还是过渡型？如果存在差异，简述原因。土壤温度的观测记录观测时间：天气情况：地面温温度日较差仪器组号项目地面温度地中温度0cm最高最低5cm10cm15cm20cm一水浇地读数器差订正后二沙地读数器差订正后三裸地读数器差订正后四遮蔽地读数器差订正后百叶箱温湿度的观测百叶箱温湿度的观测记录观测时间：气压：项目室内气象观测场干球湿球最高最低毛发表(%)干球湿球最高最低毛发表(%)读数器差订正后e（hPa）U（%）Td（℃）