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1、海南大学环境与植物保护学院 何春生 农业气象实验 环境科学实验教学示范中心 海南大学环境与植物保护学院 何春生 实验项目 n日照时数的观测 n温度的观测 n空气湿度的观测 n自记仪器的使用 n气压和风的观测 n云的观测 n蒸发与降水的观测 n气候资料的统计整理 海南大学环境与植物保护学院 何春生 实验一 日照时数的观测 n实验目的 通过实验，了解暗筒式日照计的构造、安装及使用原 理等。 n实验器材、设备 暗筒式日照计、日照纸、感光显影药剂、指南针、直 尺等 海南大学环境与植物保护学院 何春生 暗筒式（乔唐式）日照计 海南大学环境与植物保护学院 何春生 构造及安装 1.仪器构造 暗筒式日照计又称
2、乔唐式日照计，由金属圆筒(底端 密闭，筒口带盖，两侧各有一进光小孔，筒内附有压纸 夹)、隔光板、纬度盘和支架底座等构成。它是利用太阳 光通过仪器上的小孔射入筒内，使涂有感光剂的日照纸 上留下感光迹线，来计算日照时数。 2.安装 日照计要安装在开阔的，终年从日出到日没都能受到 阳光照射的地方。如安装在观测场内，要先稳固地埋好 一根柱子(高度以便于操作为宜)，柱顶要安装一块水平 而又牢固的台座(比日照计底座稍大)，座面上要精确测 定南北(子午)线，并标出标记。再把仪器安装在台座上 ，仪器底座要水平，筒口对准正北，并将日照计底座加 以固定。然后，使支架上的纬度线对准当地纬度值 海南大学环境与植物保护
3、学院 何春生 日照纸的涂药 1.药品及药液配制 药品：赤血盐、枸橼酸铁铵。 药液配制：赤血盐、枸橼酸铁铵分别与水的比 例一般为1:10和3:10，实际操作时应根据药的质量与实际 经验灵活掌握配制。 用两个容器分别配好药液。每次配量不可过多 ，以能涂刷10张日照纸的用量为宜 ，以免涂了药的日照 纸久存失效。 2.涂药的方法和要求 混合涂药法：将已配制好的两种药液，等量混 在一起，搅匀，然后按要求进行涂刷。 两步涂药法：先将已配制好的枸橼酸铁铵药液 ，按要求涂在日照纸上，阴干后供逐日使用。每天换下日 照纸后，再在感光迹线处用脱脂棉涂上赤血盐，便可显出 蓝色的迹线。 海南大学环境与植物保护学院 何春
4、生 涂药注意事项 涂刷日照纸应在暗处或夜间弱灯光(最好是红 灯光)下进行。涂药前，必须先用脱脂棉把需涂 药的日照纸表面逐张擦净(去掉表面油脂，使纸 吸药均匀)。 另用脱脂棉蘸药液涂在日照纸上，涂 药应薄而均匀。涂好药的日照纸，应在暗处阴干 后暗藏备用，严防感光。涂药后，用具应洗净， 用过的脱脂棉也不能再使用。 暗筒式日照计日照纸所用药品质量好 坏，以及涂药方法是否得当，是造成该仪器测量 误差的主要原因。但只要严格按照操作规程，就 能保证记录质量。 海南大学环境与植物保护学院 何春生 换纸与记录整理 每日在日落后换纸，即使是全日阴雨，无日照记 录，也应照常换纸，以备日后查考。上纸时，注意使 纸上
5、10时线对准筒口的白线，14时线对准筒底的白线 ；纸上两个圆孔对准两个进光孔，压纸夹交叉处向上 ，将纸压紧，盖好筒盖。 换下的日照纸，应依照感光迹线的长短， 在其下描划铅笔线。然后，将日照纸放入足量的清水 中浸漂3-5分钟拿出(全天无日照的纸，也应浸漂)； 待阴干后，再复验感光迹线与铅笔线是否一致。如感 光迹线比铅笔线长则应补上这一段铅笔线，然后按铅 笔线计算各时日照时数以及全天的日照时数。如果全 天无日照，日照时数记0.0。 海南大学环境与植物保护学院 何春生 实验步骤 n室内配置药剂并涂抹在日照纸上 n将涂好药剂的日照纸安装进日照计中 n安装日照计 n日落后，取出日照计中的日照纸并处理 n
6、计算日照时长 海南大学环境与植物保护学院 何春生 实验报告 n填写实验报告，将处理好的日照纸附上 。 n回答思考题： 1.查找资料，回答日照计的感光阈值并 讨论其对日照时数观测记录的影响。 2.分析两种不同的涂药方法对日照时数 观测的差异。 海南大学环境与植物保护学院 何春生 实验二 温度的观测 n实验目的 了解温度测量仪器的构造及原理及其使用范围；学会 玻璃液体温度表的安装、调整、误差及其消除，温度表 的检查及维修方法；能正确地测定空气及土壤温度。 n仪器设备 玻璃液体温度表（干球温度表、湿球温度表、最高温 度表、最低温度表、曲管地温表），红外线温度计，半 导体点温计，三角板一套和直尺一把，
7、指南针一个。 海南大学环境与植物保护学院 何春生 温度测量原理 n接触式测温 接触式的特点是测温元件直接与被测对象相 接触，两者之间进行充分的热交换，最后达到热平衡， 这时感温元件的某一物理参数的量值就代表了被测对象 的温度值。 优点：直观可靠。 缺点：是感温元件影响被测温度场的分布，接触不良等 都会带来测量误差，另外温度太高和腐蚀性介质对感温 元件的性能和寿命会产生不利影响。 n非接触式测温 非接触测温的特点是感温元件不与被测对象相接触， 而是通过辐射进行热交换，故可避免接触测温法的缺点 ，具有较高的测温上限。此外，非接触测温法热惯性小 ，可达千分之一秒，故便于测量运动物体的温度和快速 变化
8、的温度。 海南大学环境与植物保护学院 何春生 温度测量仪器种类 对应于两种测温方法，测温仪器亦分为接触式和非接 触式两大类。 接触式仪器又可分为： 膨胀式温度计(包括液体和固体膨胀式温 度计、压力式温度计)、 电阻式温度计(包括金属热电阻温度计和 半导体热敏电阻温度计)、 热电式温度计(包括热电偶和P-N结温度计 )以及其它原理的温度计。 非接触式温度计又可分为辐射温度计、亮 度温度计和比色温度计，由于它们都是以光辐射为基础 ，故也统称为辐射温度计。 海南大学环境与植物保护学院 何春生 温度表、温度计 海南大学环境与植物保护学院 何春生 玻璃液体温度表 n干球温度 表 n最高温度 表 n最低温
9、度 表 n曲管地温 表 海南大学环境与植物保护学院 何春生 空气温度的观测方法 n用玻璃液体温度表测气温需要的环境条件 n在百叶箱中测量空气温度的步骤 海南大学环境与植物保护学院 何春生 地温的观测 海南大学环境与植物保护学院 何春生 实验步骤 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.到观测场进行空气温度和土壤温度 的观测记录，回到室内，进行器差订正 ，计算出正确值； 3.完成实习报告。 海南大学环境与植物保护学院 何春生 思考题 n试述玻璃液体温度表的观测原理。 n为什么最低温度表要用酒精作测温液体？其它温度表 用水银作测温液体？ n普通温度表、最高
10、、最低温度表、曲管地温表的构造 有何不同？ n最高、最低温度表的测量原理是什么？观测后如何调 整？ n用玻璃液体温度表测量空气温度需要满足哪些环境条 件？为什么？对于土壤温度又怎样？ 海南大学环境与植物保护学院 何春生 实验三 空气湿度的观测 n实验目的 了解测定空气湿度的原理、测湿仪器的构造，掌握空 气湿度的观测方法。 n实验器材 干湿球(球状)温度表，阿斯曼通风干湿表，百叶箱， 计算器，纱布，纱线、蒸馏水。 海南大学环境与植物保护学院 何春生 空气湿度测量原理与方法 n热平衡法：潮湿物体表面水分蒸发带着热量，使其温度下降 ，其温度下降值与蒸发速度正相关，测量其温度变化值可以推算 空气的水汽
11、压。 n几何形变：某些物体的长度、形状等与空气相对湿度相关， 测量其形变值，推算空气相对湿度。 n露点法：当未饱和空气降低温度时，其相对湿度增加，温度 降低到其露点时，空气达到饱和而结露，测量这时的空气温度值 即为其露点温度。 n电学特性：某些物体的介电系数等随空气湿度不同而改变， 测量其电学性质而推算空气的相对湿度。 n光谱吸收：水汽对特定波长的辐射有强烈的吸收，测定特定 波长的电磁波在空气中衰减率而计算空气湿度。 n称重法：用吸湿性材料吸收流过其空气中的水汽，称重其增 加量，除以空气流量可得到空气的绝对湿度值。 海南大学环境与植物保护学院 何春生 测湿仪器 海南大学环境与植物保护学院 何春
12、生 测湿仪器 海南大学环境与植物保护学院 何春生 干湿球法测湿原理 n e = Etw AP（t tw） nE = 6.1078 * exp（17.269 * t /（237.3 + t） n干湿表系数 干湿表型号 A10-3（-1） 湿球未结冰湿球结冰 通风干湿表（通风速度2.5m/s）0.6620.584 球状干湿表（自然通风）*0.8570.756 柱状干湿表（自然通风）*0.8150.719 球状干湿表（自然通风速度0.8m/s）0.79470.7947 柱状干湿表（通风速度3.5m/s）0.6670.588 海南大学环境与植物保护学院 何春生 通风干湿表 n型号 n构造 n使用方法
13、n注意事项 海南大学环境与植物保护学院 何春生 实习步骤 1了解百叶箱于湿球温度表的安置方法和湿球温度 表使用方法。 2了解阿斯曼通风干湿表的构造和使用方法。 3进行空气湿度的观测，记录于实习报告中，并用 相应的湿度计算公式计算其水汽压、相对湿度、绝对湿 度、饱和差和露点温度。 海南大学环境与植物保护学院 何春生 思 考 题 n1干湿球温度表为何可用来测空气湿度？ n2如何才能测得正确的空气湿度? n3比较百叶箱干湿球温度表与通风干湿表的优缺点 。 海南大学环境与植物保护学院 何春生 实习四 温湿度自记仪器的使用 n实验目的 了解温度计、湿度计等气象自记仪器的构造原理，掌 握仪器的读数，换纸方
14、法和记录的整理方法。 n实验器材 温度计，湿度计，温度、湿度自记记录纸。 海南大学环境与植物保护学院 何春生 双金属片温度自记仪 n感应部分 n传递放大 部分 n记录部分 海南大学环境与植物保护学院 何春生 使用步骤 n1安装 温度计、湿度计应稳固地安装在大百叶箱 内，温度计安置下面的架子上，底座保持水平，感应部 分中心离地1.5m。 n2观测和记录 在每天定时观测时间02、08、14、 20点进行观测。根据自记笔尖在自记纸上的位置观测读 数。读数时，视线与笔尖保持同一高度，取一位小数， 记录于观测薄相应栏中，并作时间记号，方法是轻轻按 动一下记时按钮，使纸上划出一条短垂线。无记时按钮 的仪器
15、须打开盒盖，轻抬自记笔杆，便作出时间记号。 在换下的自记纸上，要把定时观测的实测值即经过器差 订正后的干球温度和自记读数分别读记在相应的时间线 上，自记记录以时间记号为正点。 海南大学环境与植物保护学院 何春生 使用步骤 3换纸步骤 自记钟在旋转一圈后就应该更换自记纸。步骤如下 ： (1)在准备换上新的自记纸上写明时间(起止的年月日)、地点和换 上纸人的姓名。 (2)揭开盒盖，作一终止记录时间记号，拨开笔档，取下自己钟( 也可以不取下)，在自记迹线终端上角记下记录终止时间。 (3)松开压纸条，取下自记纸，上好钟机发条(根据具体情况，不 一定每天上)勿上过紧。 (4)换上已准备好的新纸。上纸时，
16、要求自记纸紧贴钟筒；底边靠 近钟筒突出的下缘两端的刻度线要对齐，并注意勿使压纸条挡住有效 记录的起止时间线。 (5)在自记迹线开始记录一端的上角，写上记录开始时间。 (6)把自记钟装上后，按反时针方向旋转自记钟，以消除大小齿轮 间的空隙，使笔尖对准记录的开始时间，拨回笔挡，作一时间记号； (7)最后盖好仪器盒盖，并重新检查一遍。注意添加笔尖墨水。 (8)把换下来的自记纸，写上换下时间和换下纸人的姓名。 海南大学环境与植物保护学院 何春生 自记记录处理 n时间订正 自记记录纸上的时间订正是以02、08、14、20点四次定时观测时所作 的时间记号为订正的基础。这些记号常常与自记纸上时间线并不符合。有 的超过正点线，时间差为正，有的不到正点线，时间差为负。时间订正时 假定两个记号之间的自记钟运转速度呈相等的。因此，如果两个记号与时 间线相差的时间不同，则每小时时间的相差数应按平均相差的速度来计算 ，即采用总变差的平均分配法来订正。 n数值订正 1.选择正点百叶箱中观测数据作为订正标准； 2.将各正点自记仪器读数与标准比较，计算误差； 3.采
