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1、第九章 地温和地面状态的观测 .地面温度和土壤温度观测 .冻土的观测 .地面状态的观测 一、 概述 地温：下垫面温度和不同深度的土壤温度统称 下垫面温度：地面温度、草温、雪温、最高、最低 浅层地温：离地面5、10、15、20cm深度的温度 深层地温：离地面40、80、160、320cm深的温度 记录：以摄氏度() 单位，取一位小数。 仪器： 人工站：玻璃液体地温表 自动站：铂电阻地温传感器。 二、玻璃液体地温表 地面温度表（0cm，地面最高、最低温度表） 曲管地温表（浅层地温表，5、10、15、20cm） 直管地温表（深层地温表，40、80、160、320cm ） 曲管与普通表的相同点：结构和
2、原理基本同上。 曲管与普通表的不同点：表身下部伸长，长度不一 ，并且在感应部分上端弯折，与表身成135夹角 。 （一）地面和曲管地温表 地面和浅层地温的观测地段，设在观测场内南面平整出的裸地上，地段 面积为24m2。地表疏松、平整、无草，并与观测场整个地面相平。 地面三支温度表须水平地安放在地段中央偏东的地面，按0cm、最低、 最高的顺序自北向南平行排列，感应部分向东，并使其位于南北向的一 条直线上，表间相隔约5cm；感应部分及表身，一半埋入土中，一半露 出地面。埋入土中部分的感应部分与土壤必须密贴，不可留有空隙；露 出地面部分的感应部分和表身，要保持干净。 曲管地温表安装在地面最低温度表的西
3、边约20cm处，按5、10、15、 20cm深度顺序由东向西排列，感应部分向北，表间相隔约10cm；表身 与地面成45夹角，各表表身应沿东西向排齐，露出地面的表身须用叉形 木(竹)架支住。 1、安装时，须按上述要求，先在地面划出安装位置，然后 挖沟。表身露出地面的沟壁(称南壁)呈东西向，长约40cm ，沟壁往下向北倾斜，与沟沿成45坡；沟的北壁呈垂直 面，北沿距南沿宽约20cm；沟底为阶梯形，由东至西逐 渐加深，每阶距地面垂直深度分别约为5、10、15、 20cm，长约10cm。沟坡与沟底的土层要压紧。然后安放 地温表，使表身背部和感应部分的底部与土层紧贴，各表 的深度、角度和距离均符合安装要
4、求，再用土将沟填平。 填土时，土层也须适度培紧，使表身与土壤间不留空隙。 整个安装过程，运作应轻巧，以免损坏仪器。 2、为便于正确安装地温表和日后检查深度变化，在安装前 用米尺和量角器量准地温表埋置的深度部位，并在表身的 相应处做一红漆记号，安装后的土面应与记号平齐。 3、为了避免观测时践踏土壤，应在地温表北面相距约40cm 处，顺东西向设置一观测用的栅条式木制踏板。踏板宽约 30cm，长约100cm。 观测和记录 时间：0、5、10、15、20cm在2、8、14、20时 地面最高温度表：每日20时，并随即进行调整 地面最低温度表：每日20时，并随即进行调整 每日8时观测，但是不调整 顺序：要
5、踏在踏板上，按0cm、最低、最高和5、 10、15、20cm地温的顺序读数 方法：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，以为单 位，取一位小数。 被水淹时： 1未漂浮，可照常观测。水平地取出水面，迅速 进行读数。 2漂浮于水中，则记录从缺。（备注） 被雪埋住时： 1在降雪或吹雪停止后，将表从雪中取出安装在 未被破坏的雪面上。 2当发现表身下陷雪内，或在巡视时被雪埋住时 ，均应重新安装。 3读数时若感应部分又被雪盖，可照常读数。 拨雪观测： 1在积雪较浅或积雪时间较短的地区，当积雪掩没曲管 地温表时，可以把雪拨开观测(沿地温表表身拨开一道缝 ，露出刻度线即可，
6、并备注。 2积雪时间较长且积雪较深的地区，积雪掩没曲管后， 即停止观测。 3有积雪但未掩盖曲管地温示度或不是地面积雪将曲管 温度表刻度埋住，而仅是温度表身迎风面上的积雪将示度 遮住的情况，应照常读数。 特殊情况： 1、地面温度表损坏，可用地面最低温度表酒精柱读数代替 。 2、当地面温度值降到-36.0以下时，只读地面最低温度表 的酒精柱和游标示度，并以经器差订正后的酒精柱读数作 为0cm记录，地面最高温度表停止观测，记录从缺。 （ 水银的凝固点-38.9） 3、曲管有一支损坏时，可以换其中损坏的一支，不需成套 撤换。 观测地段和仪器维护 裸地表土应保持疏松、平整、无草，雨后造成地表板结时，应及
7、时将 表土耙松。 必须经常注意地面三支温度表感应部分的安装状态，切实做到一半埋 入土中(球部与土壤须密贴)，一半露出地面；露出地面部分要保持干 净，及时擦试掉沾附在上面的雨、露、霜、尘土等。每天20时观测后 和大风、雷雨天气过后，应认真检查一次，保证安装正常。 每月检查一次曲管温度表的安装状况。安装深度、角度超过允许误差时 ，应立即纠正。 场地有积水或遇有强降水时，为防止地面的三支温度表漂动，可用竹 、木或金属丝做成的叉形物叉住表身。 在夏季高温的日子里，为防止地面最低温度表失效，应在早上温度上 升后观测一次地面最低，记入观测簿8时栏，随后将地面最低温度表 收回，并使其感应部分向下，妥善立放室
8、内或于阴蔽处。20时观测前 巡视时再放回原处(游标须经调整)。若遇雷雨天气，因可能有显著降 温，应提前将表放回原处，以免漏测最低温度。 在可能降雹之前，为防止损坏地面温度表和曲管地温表，应罩上防雹 网罩，雹停后立即取掉。 冬季，为防止潮湿土壤冻结时冻住和损坏地面三支温度表，可事先用 等量的凡士林和机油的混合物，涂抹表身贴地的一面；但在调整温度 表时，注意勿使表从手中滑脱。 （二）直管地温表 直管地温表是装在带有铜底帽 的管形保护框内，保护框中部 有一长孔，使温度表刻度部位 显露，便于读数。保护框的顶 端连接在一根木棒(或三节棒) 上，木棒长度依深度而定。整 个木棒和地温表(保护框)又放 在一根
9、硬橡胶套管内。木棒顶 端有一个金属盖，恰好盖住硬 橡胶套管。木棒上几处缠有绒 圈，金属盖内装有毡垫，以阻 滞管内空气对流和管内外空气 交换，也可防止降水等物落入 。 为什么底部装有铜屑？ 使温度表具有必要的滞后 性，以便使在从地中抽出 温度表进行读数的短时间 内，示度保持不变。 观测地段与仪器安装 a 、在观测场南面，面积为 34m2,草层应与观测场上草 层同高。 b、安装应自东向西，由浅而 深，表间隔约50cm，在地 段中部排列成一行。 C、为了保护地段的草层和有 积雪时的积雪层，在地温表 北边约30cm处，应设置一 个木制观测台架。架宽约 30cm，长度按观测方便而 定，高度与地温表外管露
10、出 地面的高度相同. 观测和记录 时间：40cm地温表于每日2、8、14、20时观测 80、160、320cm地温表每日14时观测一次 。 方法：同地面、曲管地温表。 观测深层地温时，应 在台架上按由浅至深的顺序，把直管地温表从套 管中迅速取出读数；观测后将表轻轻插回套管， 盖好顶盖。 特殊情况：观测时，若正降大雨，为了不使雨水落 入直管地温表的套管中，可适当延迟直管地温表 的观测。在积雪时，直管地温表照常观测。在积 雪较深的地区，为避免积雪掩没直管露出地面部 分，应事先在管外再附加一个套筒，并加顶盖。 套筒顶盖须系一根绳子，绳的下端系在直管表顶 盖的环上，用以观测时提取地温表。 仪器维护 经
11、常注意检查直管地温表的套管内有无积 水。检查时，可在长棒上缚以吸水物来进 行。若发现有水，应及时用竹杆或长棒缚 上海绵、棉花等易吸水物反复插入管内将 水蘸干。若管内经常积水，则应查明原因 ，视情况进行修理或更换硬橡胶套管。 每月检查一次地温表安装状况，并经常注 意地温表保护框的清洁，特别要清除保护 框铜底帽上的泥垢。 三、铂电阻地温传感器 原理：与铂电阻气温传感器相同。 不同点：测量土壤温度的传感器外形较粗， 时间常数较大。 地温传感器共12支，其中地表温4支， 5cm,10cm,15cm,20cm,40cm,80cm,160c m,320cm共8支。 均为标准的4线制铂电阻测温。 铂电阻的计
12、算公式：Rt=Ro*(1+At+Bt2) 安装：设在原安装地面温 度表和曲管地温表东侧的 裸地内，地表应疏松、平 整、无草，并与观测场地 相平。地面温度传感器一 半埋入土中，一半露出地 面。埋入土中部分必须与 土壤密贴，不可留有空隙 ，露出地面部分应保持干 净。与地面温度传感器连 接的电缆掩埋入浅土层中 。 5、10、15、20cm感 应器穿入相应的板条 孔中，感应头朝南。 板条全长250mm，宽 30mm，厚5mm。板 条用木料或硬塑料等 不易导热的材料制成 。 维护 保持安放地面温度传感器和浅层地温传感器的裸 地地面疏松、平整、无草，雨后及即时耙松板结 的地表土；安放深层地温传感器的场地应
13、与观测 场地面一致。 查看地面温度传感器和浅层地温传感器的埋设情 况，保持地面温度传感器一半埋在土内，一半露 出地面，擦拭沾附在上面的雨露和杂物，浅层地 温安装支架的零标志线要与地面齐平。 铂电阻地面温度传感器被积雪埋住时仍按按正常 观测，但需在观测簿备注栏注明。 深层地温传感器的安装与维护 安装深层(40、80、160、320cm)地温传感器各安装在一 根木棒(或三节棒)上，木棒的长度依深度而定。整个木棒 及传感器放在专用套管内。木棒顶端有一个金属盖，用以 盖住专用套管。木棒上几处缠有绒圈，金属盖内装有毡垫 ，以阻滞管内空气对流和管内外空气交换，也可防止降水 等物落入。专用套管安装在人工观测
14、的直管地温表套管的 南侧50cm处，并一一对应。然后将传感器安装在相应的 专用套管内。 维护 雨后和雪融后应检查深层地温硬橡胶套管内是否有积水， 如有积水，应用头部缚有棉花或海棉的竹杆插入管内将水 吸干，如发现套管内经常积水，则应检查原因，进行维修 。 草面（或雪面）温度传感器的安装与维护 （1） 安装 草温/雪温的观测区域位于裸地地温观测区西侧，草地面积 约1 m2。传感器安装在距地6cm高度处，并与地面大致平 行。连接电缆大部分埋设在土壤中，但在传感器一端有 0.5m左右的电缆露出地面，可方便移动。 在冬季，当有 降雪但未掩没草层时，继续进行草温观测。当积雪掩没草 层时，将传感器置于原来位
15、置的雪面上，这时测量雪面温 度，并在观测簿备注栏内注明起止日期。积雪融化后，继 续观测草温。 （2） 维护 当草株高度超过10cm时，应修剪草层高度。 观测雪温期间，应经常巡视雪温传感器，使其置于积雪表 面上。其操作方法与人工观测地面温度表有积雪时的操作 方法相同。 9.2冻土的观测 一、概述 二、构造和安装 三、观测和记录 四、维护 一、概述 1、定义： 冻土是指含有水分的土壤因温度下降到0 或以下而呈冻结的状态。 2、观测： 承担冻土观测的气象站，应根据埋入土中 的冻土器内水结冰的部位和长度，来测定 冻结层次及其上限和下限深度。冻土深度 以厘米（cm）为单位，取整数，小数四舍 五入。 二、构造和安装 1、构造 外管 标有0cm刻度线的硬橡胶管 内管 有cm刻度的橡皮管 (管内有固定冰用的链子或 铜丝、线绳)，底端封闭， 顶端与短金属管、木棒及 铁盖相连。内管中灌注当地干净的水(河水、井水 、 自来水等)至刻度的0线处。 2、安装： 安装在有自然覆盖物的地段。 安装在直管地温表320cm的西边，相距约50cm。 外管、
