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1、气象观测的仪器及内容石岩镇平安学校唐尚峰教学目标:1了解气象观测的仪器,观测的内容.2培养学生的观察和分析能力.教学重点:气象仪器的作用.教学难点:气象仪器正确的观察和使用方法.教学过程:带领学生到气象点进行实地观察气象仪器,教师讲解介绍.提到“地面气象观测”，人们一般会想到四四方方的气象观测场，洁白的百叶箱、温度计、风向标等，并把这些理解为地面的观测。不过这样理解并不全面，因为天上的云、大气中的声、光、电等天气现象，也都属于地面气象观测的范围。所以地面气象观测的定义应为：利用气象仪器和目力，对靠近地面的大气层的气象要素值，以及对自由大气中的一些现象进行观测。地面气象观测的内容很多，包括气温、
2、气压、空气湿度、风向风速、云、能见度、天气现象、降水、蒸发、日照、雪深、地温、冻土、电线结冻等。一般说来，气象台站的地址应选在能代表其周围大部分地区天气、气候特点的地方，并且尽量避免小范围和局部环境的影响，同时应当选在当地最多风向的上风方，不要选在山谷、洼地、陡坡、绝壁上。观测场要求四周平坦空旷并能代表周围的地形，观测场附近不应有任何物体。孤立、不高的个别障碍物离观测场的距离，至少要在障碍物高度的三倍以上；宽大、密集、成片的障碍物，距离要在障碍物高度的十倍以上。观测场周围十米范围内不能种植高杆作物，以保证气流畅通。气象台站的房屋一般应建在观测场的北面。另外，一个气象台站建成之后，要长期稳定，不
3、要轻易搬家，因为轻易搬家不仅会影响观测资料的连续性，影响使用，还会造成很大浪费。仪器安装的原则可以用以下二十四个字表示：保持距离，互不影响；北高南低，东西成行；靠近小路，便于观测。地面气象观测分为定时观测和不定时观测两类。定时观测是气象台站的基本观测，主要目的是为天气预报提供依据，积累资料，了解一个地方的气候变化规律，为经济建设服务。一般地说，一天内观测次数越多，越能反映一个地方气象要素的变化。但为了节约人力、物力，可以在一天中选择适当的有代表性的时间来进行。气象工作者经过统计发现，每天选择适当时间观测4次与观测24次（1次/每小时）的日平均值非常接近。因此国家气象局规定，“国家基本气象站”每
4、天必须进行2点、8点、14点、20点这4个时次定时观测，昼夜要守班；“国家一般气象站”每天只进行8点、14点、20点3次观测，夜间不必守班。地面气象观测分为定时观测和不定时观测两类。定时观测是气象台站的基本观测，主要目的是为天气预报提供依据，积累资料，了解一个地方的气候变化规律，为经济建设服务。一般地说，一天内观测次数越多，越能反映一个地方气象要素的变化。但为了节约人力、物力，可以在一天中选择适当的有代表性的时间来进行。气象工作者经过统计发现，每天选择适当时间观测4次与观测24次（1次/每小时）的日平均值非常接近。因此国家气象局规定，“国家基本气象站”每天必须进行2点、8点、14点、20点这4
5、个时次定时观测，昼夜要守班；“国家一般气象站”每天只进行8点、14点、20点3次观测，夜间不必守班。建立地面气象观测是一项非常重要的工作，它是整个气象工作的基础，是气象台站掌握当地天气实况，索取气象资料的主要手段。在我国，从平原到山区，从沙漠到海岛，已经建立起了数千个气象台站，把全国这些气象台站的气象资料收集在一起，就可以了解中国范围内的天气、气候状况。一、气温的测量测量气温的仪器常用的有以下几种：（1）玻璃温度计：感应部分是一个充满液体的玻璃球或柱，与感应部分相连的示度部分是一端封闭、粗细均匀的玻璃毛细管，测温液体通常用水银、酒精或甲苯等。由于玻璃球内液体的热胀系数远大于玻璃，毛细管中的液柱
6、会随温度变化而升降。常用的玻璃温度计有最高温度表，最低温度表和干湿球温度表。a）最高温度表：是专门用来测定一定时间间隔的最高温度的，它的构造是在球部底处置一根玻璃针，直伸到毛细管口，使毛细管口变狭。温度上升时，水银膨胀，压力增大，迫使水银挤过狭管上升。温度下降时，因无足够压力使水银挤过狭管回到球部，水银柱就在狭管处断裂，于是狭管以上这段水银柱的顶端，就保持在过去一段时间内温度表曾感受到的最高温度示度上，因而可测得最高温度。b)最低温度表：是专门用来测定一定时间间隔的最低温度的，它用酒精作测温液，在毛细管内放一枚游标，温度上升时，酒精膨胀可越过游标上升，而游标本身由于顶端对管壁有足够的摩擦力，能
7、维持在原处不动。温度下降时，酒精柱收缩到与游标顶端相接触时，由于酒精液面的表面张力比游标对管壁的摩擦力要大，使游标不致突破酒精柱顶而借液面的表面张力带动游标下滑。也就是说，游标只能降低，不能升高。所以，游标离球部较远一端的示度，就是一定时间间隔内曾经出现过的最低温度。(2)金属温度计：是能够自动记录气温连续变化的仪器。感应元件是双金属片，由膨胀系数相差较大的两片金属焊接成，将其一端固定，另一端随温度变化而发生位移，位移量与气温接近线性关系。自记系统由自记钟，自记笔组成，自记笔与放大杠杆相连并受感应元件操纵。二、湿度的测量湿度表示空气中水汽的含量或干湿程度，在气象观测中常用水汽压、相对湿度和露点
8、温度三种物理量表示。我们由于条件所限,只能用湿球温度计和毛发湿度计测量相对湿度.a)干湿球温度表：用一对并列装置的、形状完全相同的温度表，一支测气温，称干球温度表，另一支包有保持浸透蒸馏水的脱脂纱布，称湿球温度表。当空气未饱和时，湿球因表面蒸发需要消耗热量，从而使湿球温度下降。与此同时，湿球又从流经湿球的空气中不断取得热量补给。当湿球因蒸发而消耗的热量和从周围空气中获得的热量相平衡时，湿球温度就不再继续下降，从而出现一个干湿球温度差。干湿球温度差值的大小，主要与当时的空气湿度有关。空气湿度越小，湿球表面的水分蒸发越快，湿球温度降得越多，干湿球的温差就越大；反之，空气湿度越大，湿球表面的水分蒸发
9、越慢，湿球温度降得越少，干湿球的温差就越小。当然，干湿球的温差的大小还与其他一些因素有关，如湿球附近的通风速度、气压、湿球大小、湿球润湿方式等有关。可以根据干湿球温度值，并将一些其它因素考虑在内，从理论上推算出当时的空气湿度来。干湿球温度表是当前测湿的主要仪器，但不适用于低温（-10c以下）使用。b）发湿度表（计）：利用脱脂人发（或牛的肠衣）具有空气潮湿时伸长，干燥时缩短的特性，制成毛发湿度表或湿度自记仪器，它的测湿精度较差，毛发湿度表通常在气温低于-10C时使用。三、地面风力的测量风是空气流动时产生的一种自然现象。空气流动有上下流动和左右流动，上下流动为垂直运动，也叫对流；左右流动为水平运动
10、，也就是风。风是一个矢量，用风向和风速表示。地面风指离地平面1012米高的风。风向指风吹来的方向，一般用16个方位或360表示。以360表示时，由北起按顺时针方向度量。风速指单位时间内空气的水平位移，常以米/秒、公里/小时、海里/小时表示。180年英国人F蒲福根据风对地面（或海面）物体的影响，提出风力等级表，几经修改后得下表。目测风时，根据风力等级表中各级风的特征，即可估计出相应的风速。蒲福风力等级表风力等级名称相当于开阔平坦地面米高处风速浪高陆上物理征象米秒公里时海里时（米）静风静，烟直上。软风烟能表示风向，但风向标尚不能指示风向。轻风人面感觉有风，树叶有微响，风向标能随风转动。微风树叶与微
11、枝摇动不息，旌旗展开。和风灰尘和碎纸扬起，小树枝摇动。清劲风有叶的小树枝摇动，内陆水面有小波浪。强风大树枝摇动，电线呼呼有声，打伞困难。疾风全树摇动，逆风步17.1D行感到困难。D8大风Q17.220.627D4DE440叩.D树枝折断，逆风行D进阻力甚大。D烈风020.824.754D417叩.D发生轻微的建筑D破坏。D1狂风口24.528.8E9404E55D叩.D内陆少见，有些树木拔起，建筑物破坏较重。口1暴风Q28.532.10T6D1D5E63D皿1.极少遇到，伴随着5D广泛的破坏。D1飓风口32.D118D64D14.我们的风力和风向测量仪器属于比较简单的测量仪器,观察箭头所指方向
12、为风向,根据金属板被吹起的高度来估算风力的大小.四、云的观测云是悬浮在大气中的大量小水滴和(或)冰晶微粒组成的可见聚合体。常规气象观测要测定云状、云量和云高。1) 云状：主要指云的外形特征的不同形态。由于云的形成原因不同，引起外形特征的差异，分成积状云、层状云和波状云。2) 云量：云量多少，全凭目测云块占据天空的面积来估计。因为是目测，当然并不十分准确，但也没有更好的办法，全世界的气象站至今还是用这种目测方法估计云量。天气预报广播中的晴、少云、多云和阴，就是根据云量的多少划分的。通常将整个天空划分为10等份，碧空无云或被云遮蔽不到0.5份时，云量为“0”；云遮盖天空一半时，云量为“5”。云量多
13、时，应估计露出的青天，再推算出云量。云量少时，则直接估计云所遮蔽天空的份数，如云块占全部天空的110时，云量为“1”；云块占天空210时，云量为“3”，余类推。天空无云，或者虽有零星云层，但云量不到2成时称为晴；低云量在8成以上称为阴；中、低云的云量为1-3，高云的云量为4-5时，称为少云；中、低云的云量为4-7，高云的云量为6-10时，称为多云。一般说来，当天空被云掩蔽，颜色发白，地上东西显得明亮时，这种云较高。相反，云色呈灰或灰黑色，显得阴沉，这种云则较低。移动慢的云较高，移动快的云较低。3）云高：指云底距地面的垂直距离。通常用目力估计，也可用气球、云幕灯，激光测云仪测定。五、降水量的测量
14、在一定时段内，从云中降落到水平地面上的液态或固态（经融化后）降水，在无渗透、蒸发、流失情况下积聚的水层深度，称为该地该时段内的降水量，单位为毫米。在气象上通常用某一段时间内降水量的多少来划分降水强度。最常用的对降雨的分类方法是按降水量的多少来划分降雨的等级。根据国家气象部门规定的降水量标准，降雨可分为小雨、中雨、大雨、暴雨、大暴雨和特大暴雨六种（见表2）。表2.各类雨的降水量标准种类24小是降水量12小是降水量小雨小于10.0小于5.0中雨10.0-24.95.0-14.9大雨25.0-49.915.0-29.9暴雨50.0-99.930.0-69.9大暴雨100.0-249.070.0-13
15、9.9特大暴雨250.0以上140.0以上同样雪的大小也按降水量分类.雪可分为小雪，中雪和大雪三类，具体见表3.表3.各类雪的降水量标准种类小雪中雪大雪小时降水量以下大于小时降水量以下大于测定降水量的仪器，有雨量器和雨量计两种。由于我们条件所限,只能用雨量器来测量降水量的多少.雨量器是用于测量一段时间内累积降水量的仪器。外壳是金属圆筒分上下两节，上节是一个口径为20厘米的盛水漏斗，为防止雨水溅失，保持器口面积和形状，筒口用坚硬铜质做成内直外斜的刀刃状；下节筒内放一个储水瓶用来收集雨水。测量时，将雨水倒入特制的雨量杯内读取降水量毫米数。降雪季节将储水瓶取出，换上不带漏斗的筒口，雪花可直接收集在雨量筒内，待雪融化后再读数，也可将雪秤出重量然后根据筒口面积换算成毫米数。以上讲解内容按
