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作者:德国赌场 发布时间:2020-08-04 04:41 点击数:

  气象实验_工学_高等教育_教育专区。气象学与气候学 实验课程 第一章 气象站的建立和工作 ? 根据观测项目的不同,气象观测分为地 面气象观测、高空探测和专业气象观测三类。 ? 地面气象观测是用气象仪器测定近地面 层(主

  气象学与气候学 实验课程 第一章 气象站的建立和工作 ? 根据观测项目的不同,气象观测分为地 面气象观测、高空探测和专业气象观测三类。 ? 地面气象观测是用气象仪器测定近地面 层(主要是离地1.5米范围内)的气象要素值, 以及用目力对自由大气中的一些现象进行观 察。地面观测的项目有:云、能见度、天气 现象、气压、空气的温度和湿度、风、降水、 雪深、日照、蒸发(小型)、地温(地面) 等。 ? 气象观测的特点是: 1. 既高度集中,又高度分散; 2. 观测记录必须具有代表性、准确性、 比较性。 3. 气象观测必须保持连续性 。 ? 一、实验目的要求: ? 1、了解气象站、哨的选址要求及场地 规格。 ? 2、熟悉观测场内仪器的安置及要求。 ? 3、熟悉气象观测的程序。 ? 二、实验器材 ? 百叶箱、雨量器、干湿球温度表、 直管温度表、曲管温度表、最高温度表、 最低温度表。 ? 三、实验原理 ? 1、气象站址的选择应在能代表大范围 天气、气候的地点。 ? 2、测场内仪器的安置应当保持一定距 离,互不影响;北高南低,东西成行; 靠近小路,便于工作。 第一节 观测场地的选择 一、站址的选择 ? 站址应选择在能代表大范围天气、气候 的地点。 二、场地的大小 ? 观测场有25╳25和20(南北向)╳16 (东西向)平方米的两种要求。学校气象园 则可以根据观测仪器和观测项目多少确定场 地大小。 ? 观测场地要求平整,不应有洞穴、坑洼、 突起的地方;观测场内应种植浅草 ;四周最 好围有1.2米高的通风铁丝网或木、竹围栏, 在其北面正中开一小门,以便出入。场内还 应铺设宽约0.4-0.5米宽的小路 。 第二节 观测场内仪器的安置及测定方位 一. 实验内容与步骤 ? 1.观测场内仪器的安置 ? 高的仪器安在北面,低的仪器安在南面,东西 成行,大体对称。为了能迅速接近仪器,仪器均应 安在小路的南面,观测次数多的仪器,尽量接近中 间小路。百叶箱内温度表安置的高度规定为1.5米。 雨量器的安置高度规定为70cm。测风仪器要安置在 距地面10米以上处。安置日射、日照仪器的地方基 本要求就是开阔,使这些仪器终年在日出到日没之 间都能受到太阳照射。 ? 2. 测定方位 ? (1)罗盘法 ? (2)太阳高度法 3. 地面气象观测的时间、次数和程序 (1)定时观测 目前我国确定每日以北京时02、08、14、 20时进行四次气候观测,观测的时间和项 目见下表。一部分站、哨仅负担08、14、 20时三次观测任务。 观测的时间和项目 北京时 间 观测项 目 02、08、14、20 08 14 20 日落后 日照计换 纸(13 时换风 速自记 纸) 气压、空气的温度 地面 0.8、1.6、 蒸发、最 和湿度、云、有 最 3.2m 高最低 效水平能见度、 低 深地 气温和 天气现象、降水、 温 温、 地面最 度 风、0、5、10、 换压、 高最低 15、20、40cm深 温、 温度, 并调整 地温。作自记时 湿、 间记号 降水 自记 纸 ? (2)不定时观测 ? (3)观测程序 ? 基本原则是短时间变化不大的要素,如目测项 目可先观测。温、湿、压等要素尽可能接近正点观 测。发报台站对天气现象的观测必须固定在43-46分 进行,气压观测必须固定在56-58分进行。每次定时 观测,一般应在正点前30分钟左右巡视观测场及所 用仪器,尤其注意湿球温度表球部的湿润状态和冬 季湿球溶冰等准备工作。 ? 气象要素均以北京时20时为日界,自记记录则 以北京时24时为日界。 ? 中学气象园的观测项目,或根据具体情况自己 拟定。通常每天观测3次,即北京时7、13、19时。 二 实验思考题 ? 设计一个气象园的观测记录表。 第二章 温度和湿度的观测 ? 一、实验目的要求: ? 1、了解玻璃液体温度表的测温原理。 ? 2、掌握最高、最低温度表的观测及调整方法。 ? 3、理解固定式干湿球表测湿原理,能正确地 掌握包扎湿球纱布及融冰操作。 ? 二、实验器材 ? 1、百叶箱、铁架、水盂、纱布。 ? 2、固定式干湿球表一对、最高、最低温度表 各一支。 第一节 空气温度和土壤温度观测 ? 气象观测中,需要测定空气温度和土壤 表面及地下不同深度的温度,前者称为气温, 后者称为地温。 一、玻璃液体温度表 第三章 气压的观测 一、实验目的要求 ? 1、了解水银气压表的原理。 ? 2、掌握动槽式水银气压表的观测方法。 ? 3、掌握水银气压表读数的订正方法。 二、实验器材 ? 1、动槽式(福丁式)水银气压表一支。 ? 2、空盒气压表一支。 三、水银气压表测压 ? (一)水银气压表测压原理 根据水银柱的重量和大气压力相平衡的 原理来测定气压的。 ? 设大气的压强为P,由液体压强公式知: h=P/(ρg) 式中 h是水银柱高度,ρ是水银密度,g是重力加速度。 ? 在标准情况下,即t=0℃,水银密度 ρ=13.596g/cm3,纬度ф=45的海平面上,重力加速度 g450=980.665cm/s。这时ρg是一定值。根据上式可直 接以水银高度h表示大气压力P。760毫米水银柱高 度,就叫做一个标准大气压。 (二)水银气压表的构造 ? 1、动槽式(福丁式): 可分为内管、套管、水 银槽三部分。 ? 2、定槽式水银气压表:构造上大致与动槽式 相同,也可以分为内管、套管和水银槽三部 分。所不同的有以下两点: ? 1)水银槽部分:定槽式水银气压表没有 调整水银面的大螺旋,而且水银槽的大小与 水银量的多少都是固定的,不能任意改变。 ? 2)刻度尺部分:它不是普通的米尺,而 是补偿标尺。 四、实验内容与步骤 ? 1、水银气压表的安置与观测 ? (1)水银气压表的安置:应垂直悬挂在气压 室的墙上或柱上。气压室内光线要充足,温 度变化要小,并尽量避免阳光直射。 ? (2)水银气压表的观 测: ? 动槽式水银气压表的观 测方法: ? 第一步,观测附属温度, 读数精确到一位小数。 ? 第二步,调整水银槽内 水银面,使之与象牙针 恰恰相接。 ? 第三步,调整游尺,使 其稍高于水银柱顶。然 后再慢慢降下,直到游 尺环的下缘与水银柱凸 面顶点相切。此时,在 游尺环下缘即可读出整 数,从游尺上找出一根 与标尺上某一刻度相吻 合的刻度线,则游尺上 这根刻度线的数字就是 小数读数。 ? 第四步,读数后,降低 水银面,使其脱离象牙 针。 ? 定槽式水银气压表的观测: 先观测附属温度表,然后用手轻击表身, 其目的是为了避免水银附着管壁,使水银面 处于正常状态。再调整游尺,读数。 ? ? ? ? ? 2、水银气压表读数的订正 (1)器差订正 (2)温度差订正 (3)重力差订正 (4)海平面气压订正 1.将单位毫巴化为毫米 ? 请查第二号第三表。 2.器差订正: 将气压表读数与订正值相加,其代数和 即为经器差订正后的气压值。 3.温度差订正: 当附属温度在0℃以上时,气压读数偏 高,应当减去由于水银柱膨胀而多出来的一 段水银柱高,故订正值Ct为负;当附属温度 在0℃以下时,则要加上Ct。根据气象常用表 第二号第一表,每次直接利用经器差订正后 的气压值及附温,查取温度差订正值。 查表方法: 从横行查取气压值,表上气压值是每隔 2mm一行。查时采用靠近法。若气压恰在两 个气压中间应取偏大的一行。再从纵行找出 附温的整数,由纵横行相交处查出之值,即 为温度差订正值。若附温有小数,则从表的 下部查出相应的订正值,加上整数查出的订 正值。 4.重力差订正: 重力差订正分两种:一种是纬度重力差 订正;一种是高度重力差订正。 ? (1)纬度重力差订正:当φ45度时,则订 正值Cφ为正,反之,订正值为负。 Cφ=-0.00265BφCOS2φ 查表方法: ? (气象常用表第三号第一表)用经器差、温 度差订正后的气压值和台站纬度进行查表。 表上气压每隔5毫米一行,查表时可采用靠近 法;纬度每隔30`一行,查表时需进行内插。 ? (2)高度重力差订正:海平面以上h为正, 订正值为负,反之为正。 Ch=-0.000000196hBh 查表方法: ? 用经器差、温度差订正后的气压值,与气压 表的海拔高度从常用表第三号第二表中直接 查取Ch。因订正值变化很小,故均采用靠近 法。 ? 重力差包括纬度重力差与高度重力差两者的 代数和,即Cg= Cφ + Ch ? 水银气压表的读数,经过器差订正、温 度差订正,重力差订正后,其数值即可表示 当时本站的气压值,故称作本站气压。 5.将单位毫米化为毫巴 ? 气压计算过程,一律取二位小数,最后本站 气压要求精确到一位小数,并把毫米换算成 毫巴(查常用表第二号第二表),作为本站 气压。 6、海平面气压订正: ? 由t0、t12与海拔高度h代入tm=(to+t12)/2+h/400, 求tm。 ? 由tm与h查常用表第三号第四表,求出M值。 ? 据C =PhM/1000算出气压高度差。 ? 海平面气压P0=Ph+C。 五、实验思考题 ? 水银气压表读数为何要进行温度订正? 订正值如何求得?为什么附温大于0oc订正值 为负,反之为正? 六、实验结论 第五章 天气图分析 一、实验目的要求: ? 1、掌握天气图的填写方法、了解各气象要素 的符号表示。 ? 2、掌握等压线分析规则和主要技术规定,能 根据地面天气图底图绘制等压线,并能分析 高、低压的位置、锋的位置及类型。 ? 3、熟悉地面天气图分析步骤。 二、 实验器材 ? 地面天气图底图。 第一节 天气图的一般知识 一、天气图底图 ? 标有区号、站号和站圈的空白地图就是 天气图底图。 二、天气图种类 ? 1.地面天气图:是填有各地同一时刻观 测的地面气象要素值(气温、露点、风向、 风速、能见度、海平面气压)和部分空中气 象要素(云状、云量、降水和各种天气现象) 以及反映最近短时间内气象要素的变化趋势 (三小时变压,最近六小时内出现的天气现 象)的一种天气图。 ? 2.高空天气图:又称空中等压面图,它 是填有各地同一时刻观测的空中某一等压面 气象资料(气温、风向、风速等)的一种天 气图。 ? 3.辅助图:配合地面图和等压面图使用 的辅助图,种类很多,没有一定的规格,随 不同分析预报的需要而异。大体分为两大类, 一为地面辅助图,如天气实况演变图、变压 图等;一为高空辅助图,如变温图等。 三、天气图采用的时间 ? 按规定,天气图填写的资料是世界时00、 06、12、18时(即北京时08、14、20、02 时)。 四、地面天气图的填写 ? 各地台站把收到的气象资料按规定填 入底图。 天气图的必填项目: ? TT:气温 fmfm:平均风速 ? CL :低云状 C M: 中云状 ? CH:高云状 TdTd:露点温度 ? PP:三小时气压变量 PPP:海平面气压 ? a:过去三小时气压倾向 ? h:云底低于2500米的云底高度 ? RR:过去六小时的降水量 ? VV:有效水平能见度 WW:现在天气现象 ? N:总云量 ? W:过去天气现象 ? Nh:云底低于2500米的低云或中 云的总量 ? dd:风向 fm fm dd TT WW CH CM PPP PPa VV Td Td CL Nh h W RR 第二节 地面天气图分析 一、等压线、同一条等值线上,要素值处处相等。 2、等值线一侧的数值必须高于另一侧数值。 3、等值线不能相交,不能分支,不能在图中中断。 4、在两高值区或两低值区之间,必须有两条 相邻的等值线,其数值相等,并且这两条等值 线的数值在两个高值区之间是最低值,在两个 低值区之间是最高值。 二、绘制等压线.等压线用黑色实线百帕 画一线,在同一张地面图上,等压线间隔应 当一致。 ? 2.等压线应画到图边,否则应当闭合。 ? 3.气压系统的中心位置,根据中心附近气压 值和风的环流状况确定。同时在低压中心用 红色标注“低”或“D”字,在高压中心用蓝 色标注“高”或“G”字,在台风中心用红色 标注“台”字,并在标字的下方标出中心的 数值。 ? 4. 在地面,由于摩擦作用,风向和等压线有 交角,这个交角在海洋上一般为15度,陆地 平原地区为30度。 ? 5.当等压线通过锋线时,应有明显的折角或 气旋性曲率的突然增加,而且折角尖端指向 高压的一侧。 三、锋面分析 锋面分析就是确定锋的存在和它的位置、性质、 强度及其变化情况等。 ? 1.温度:锋两侧应具有较大的温差,冷区温度低,暖区温度 高。 ? 2.露点:锋两侧应具有明显的露点差,冷区干燥,露点低, 暖区潮湿,露点高。 ? 3.气压:锋一般处于低压槽中。 ? 4.风:锋常位于风的气旋性切变最大处。但有时风向切变不 明显 。 ? 5.三小时变压:冷锋后有强冷平流造成加压,暖锋 前有暖平流造成减压。因而暖锋前三小时变压为负 (-△P3),暖锋过后变压不明显。冷锋前三小时 变压不明显,冷锋后为正变压(+△P3)。 ? 6.云和降水:锋区是天气活跃的地带,常有大片带 状天气区出现。 四、地面天气图分析步骤 ? 1.绘制等变压线):一般分析图时,这一步 骤简化,只勾画或标注正(负)变压数值大的中心。 ? 2.勾画规范所规定的天气区域符号。 ? 3.描绘锋和高低压中心的过去位置,并注明时间和 强度。 ? 4.从最近几张连续的地面与高空图上,了解最近天 气过程中的一般形势及发展趋向,并和本张图上云 和降水的符号及区域相对照,掌握天气大致演变情 况。 ? 5.初步确定锋的位置。 ? 6.轻描等压线.初步绘制出气压场及天气分布情况用来与 初步确定的锋区相校正。最后确定锋的位置 和类型。 ? 8.完成绘图工作,包括等压线描实及其他规 定的符号。 ? 9.最后审查。


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