地面气象观测规.docx
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地面气象观测规
吴宏钢2006/09/18
第1章地面气象观测组织工作
自动观测项目每天24次定时观测；人工观测项目，昼夜守班站每天02、08、14、20时4次定时观测，白天守班站每天08、14、20时3次定时观测。
正点前约10分钟查看显示的自动观测实时数据。
00分，正点数据采样。
00-01分，完成自动项目的观测。
01-03分，向微机录入人工观测数据。
正点前30分钟左右巡视观测场和人工仪器设备。
45～60分观测云、能、温、湿、降水、风、压、地温、雪深等，连续观测天象。
雪压、冻土、蒸发、地面状态等项目的观测可在40分至正点后10分钟内进行。
基准站使用自动气象站后以自动观测记录进行编发报，但仍然保留24次人工定时观测。
人工器测日照以日落为日界，辐射和自动观测日照以地方平均太阳时24时为日界，其余观测项目均以北京时20时为日界。
值班员每日19时正点检查屏幕显示的采集器时钟，当与电台报时的北京时相差大于30秒时，在正点后按自动气象站技术操作手册规定的操作方法调整采集器的内部时钟，保证误差在30秒之内。
未使用自动气象站的地面气象观测站，观测用钟表要每日19时对时，保证走时误差在30秒之内。
表1.1定时自动观测项目表
时间
北京时
地平时
每小时
20时
每小时
24时
观测项目
气压、气温、湿度、风向、风速、地温及其极值和出现时间
时降水量、时蒸发量
日蒸发量
辐射时曝辐量
辐射辐照度及其极值、出现时间
时日照时数
辐射日曝辐量
辐射日最大辐照度及出现时间
日照总时数
表1.2定时人工观测项目表
时间
北京时
真太阳时
02、08、14、20时
08时
14时
20时
日落后
观测
项目
云
能见度
气压
气温
湿度
风向、风速
0-40cm地温
降水量
冻土
雪深
雪压
80～320cm地温
地面状态
降水量
蒸发量
最高、最低气温
最高、最低地面温度
日日照时数
说明：
未使用自动气象站的基准站除02、08、14、20时外，其它正点时次还需观测压、温、湿、风。
第2章地面气象观测场
观测场25m×25m；条件限制16m（东西向）×20m（南北向）。
可将观测场南边缘向南扩展10m。
稀疏围栏约1.2m高。
草高不能超过20cm。
小路0.3～0.5m宽。
仪器东西间隔不小于4m，南北间隔不小于3m，距观测场边缘护栏不小于3m。
旧站址的观测记录持续到12月31日，新站址的正式观测记录从1月1日开始。
新旧两地水平距离超过2000m、或拔海高度差在100m以上要对比观测，时间基准站为1年（1～12月）；基本站和一般站为1、4、7或7、10、1月，对比观测的时次为02、08、14、20时（80cm、160cm、320cm等层的地温仅在14时）4个时次，夜间不守班站02时可用自记记录代替。
表2.1仪器安装要求表
仪器
要求与允许误差范围
基准部位
干湿球温度表
高度1.50m±5cm
感应部分中心
最高温度表
高度1.53m±5cm
感应部分中心
最低温度表
高度1.52m±5cm
感应部分中心
温度计
高度1.50m±5cm
感应部分中部
湿度计
在温度计上层横隔板上
毛发湿度表
上部固定在温度表支架上横梁上
温湿度传感器
高度1.50m±5cm
感应部分中部
雨量器
高度70cm±3cm
口缘
虹吸式雨量计
仪器自身高度
翻斗式遥测雨量计
仪器自身高度
雨量传感器
高度不得低于70cm
口缘
小型蒸发器
高度70cm±3cm
口缘
E601B型蒸发器
高度30cm±1cm
口缘
地面温度表（传感器）
感应部分和表身埋入土中一半
感应部分中心
地面最高、最低温度表
感应部分和表身埋入土中一半
感应部分中心
曲管地温表（浅层地温传感器）
深度5、10、15、20cm±1cm
倾斜角45°（曲管地温表）±5°
感应部分中心
表身与地面
直管地温表（深层地温传感器）
深度40、80cm±3cm
深度160cm±5cm
深度320cm±10cm
感应部分中心
冻土器
深度50-350cm±3cm
内管零线
日照计（传感器）
高度以便于操作为准
纬度以本站纬度为准±0.5°
方位正北±5°
底座南北线
辐射表（传感器）
支架高度1.50m±10cm
直射、散射辐射表：
方位正北±0.25°
直接辐射表：
纬度以本站纬度为准±0.1°
支架安装面
底座南北线
风速器（传感器）
安装在观测场高10-12m
风杯中心
风向器（传感器）
安装在观测场高10-12m
方位正南±5°
风标中心
方位指南杆
电线积冰架
上导线高度220cm±5cm
导线水平面
定槽水银气压表
高度以便于操作为准
水银槽盒中心
动槽水银气压表
高度以便于操作为准
象牙针尖
气压计（传感器）
高度以便于操作为准
采集器箱
高度以便于操作为准
第3章地面气象观测仪器
当人工观测改为自动观测时，平行观测期限至少为2年。
第1年以人工观测记录（采用原用观测仪器）为正式观测记录，1年后以自动观测记录（采用新观测仪器观测）为正式观测记录。
平行观测时次为02、08、14、20时4个时次，非昼夜守班站，02时可不平行观测。
换用不同技术特性的仪器平行观测期限至少3个月。
表3.1我国自动气象站技术性能要求表
测量要素
测量范围
分辨力
准确度
平均时间
采样速率
气温
-50～+50℃
0.1℃
0.2℃
1min
6次/min
相对湿度
0～100％
1％
4％（≤80％）
8％（＞80％）
1min
6次/min
气压
500～1100hPa（任意200hPa）
0.1hPa
0.3hPa
1min
6次/min
风向
0～360°
3°
5°
3s
2min
10min
1次/s
风速
0～60m/s
0.1m/s
（0.5+0.03V）m/s
（0.3+0.03V）m/s（基准站）
降水
雨强
0～4mm/min
0.1mm
0.4mm（≤10mm）
4％（＞10mm）
累计
1次/min
日照
0～24h
60s
0.1h
累计
蒸发
0～100mm
0.1mm
1.5％
累计
地温
-50～+80℃
0.1℃
0.5℃
0.3℃（基准站）
1min
6次/min
总辐射
0～2000W/m2
1W/m2
5％
1min
6次/min
净辐射
-200～1400W/m2
1W/m2
15％～20％
1min
6次/min
直接辐射
0～2000W/m2
1W/m2
2％
1min
6次/min
第4章云
层积云视宽度角多数大于5°。
高积云大多数云块的视宽度角在1～5°。
γd为干空气的绝热直减率，近似于0.98℃/100m，γz为露点温度在干绝热阶段的直减率，近似于0.17℃/100m。
全天无云，总云量记0；天空完全为云所遮蔽，记10；天空完全为云所遮蔽，但只要从云隙中可见青天，则记10—；云占全天10分之1，总云量记1；云占全天10分之2，总云量记2，其余依次类推。
天空有少许云，其量不到天空的10分之零点5时，总云量记0。
云高的云状只记10个云属和Fc、Fs、Fn3个云类。
因雪暴、雾使天空的云量、云状无法辨明时，总、低云量记10，云状栏记该现象符号。
因吹雪、雾、轻雾使天空的云量、云状不能完全辨明时，总、低云量记10，
表4.2各云属常见云底高度范围表
云属
常见云底高度范围（m）
说明
积云
600-2000
沿海及潮湿地区，或雨后初晴的潮湿地带，云底较低，有时在600m以下；沙漠和干燥地区，有时高达3000m左右
积雨云
600-2000
一般与积云云底相同，有时由于有降水，云底比积云低
层积云
600-2500
当低层水汽充沛时，云底高可在600m以下。
个别地区有时高达3500m左右
层云
50-800
与低层湿度密切关系，湿度大时云底较低；低层湿度小时，云底较高
雨层云
600-2000
刚由高层云变来的雨层云，云底一般较高
高层云
2500-4500
刚由卷层云变来的高层云，有时可高达6000m左右
高积云
2500-4500
夏季，在我国南方，有时可高达8000m左右
卷云
4500-10000
夏季，在我国南方，有时高达17000m；冬季在我国北方和西部高原地区可低至2000m以下
卷层云
4500-8000
冬季在我国北方和西部高原地区，有时可低至2000m以下
卷积云
4500-8000
有时与卷云高度相同
表4.3几种特殊情况下云量、云状的记法举例
观测时
天空实况
有雾，整个天空可辨，有4成Actra
有雾，天顶或部分天空可辨，可见Actra
有雪暴，天空不明
有沙尘暴，天空不明
有浮尘，整个天空可辨，无云
总云量为10，无缝隙。
下层布满Sccug从云隙中可见上层有Ac，但类别不能确定
总云量为10，无缝隙。
下层布满Sctra，从云隙中可见上层有云，云状无法判定
总云量/低云量
4/0
10/10
10/10
-/-
0/0
10/10-
10/10-
云状
Actra
≡
Actra
Sccug
Ac
Sctra
-
第5章能见度
气象光学视程是指白炽灯发出色温为2700K的平行光束的光通量在大气中削弱至初始值的5%所通过的路途长度。
白天能见度是指视力正常（对比感阈为0.05）的人。
能见度观测记录以千米（km）为单位，取1位小数，第2位小数舍去，不足0.1km记0.0。
夜间观测能见度时，应先在黑暗处停留5～15分钟。
目标物的视角以0.5°～5.0°之间为宜。
目标物的仰角不宜超过6°。
⑴目标物的颜色、细微部分清晰可辨时，能见度通常可定为该目标物距离的5倍以上。
⑵目标物的颜色、细微部分隐约可辨时，能见度可定为该目标物距离的2.5到5倍。
⑶目标物的颜色、细微部分很难分辨时，能见度可定为大于该目标物的距离，但不应超过2.5倍。
第6章天气现象
大风——瞬时风速达到或超过17.0m/s（或目测估计风力达到或超过8级）的风。
尘卷风——很小的尘卷风，直径在2米以内，高度在10米以下的不记录。
大风的起止时间，凡两段出现的时间间歇在15分钟或以内时，应作为一次记载；若间歇时间超过15分钟，则另记起止时间。
两次闻雷时间相隔15分钟或以内，应连续记载；如两次间隔时间超过15分钟，须另记起止时间。
若雷起止方向之间达到180°或以上时，须按雷暴的行径，在起止方向间加记一个中间方向。
沙尘暴、雾、雪暴以及浮尘、吹雪、烟幕、霾现象出现能见度小于1.0km时，都应观测和记录最小能见度，记录加方括号[]。
.
最大冰雹的最大直径大于10mm时，应同时测量冰雹的最大平均重量。
强浓雾能见度小于0.05km
浓雾能见度0.05km～小于0.5km
雾能见度0.5km～小于1.0km
特强沙尘暴能见度小于0.05km
强沙尘暴能见度0.05km～小于0.5km
沙尘暴能见度0.5km～小于1.0km
6.1降水现象的特征和区别
天气现象
符号
直径（mm）
外形特征及着地特征
下降情况
一般降自云层
天气条件
雨
≥0.5
干地面有湿斑，水面起波纹
雨滴可辨，下降如线，强度变化较缓
Ns,As,Sc,Ac
气层较稳定
阵雨
>0.5
同上，但雨滴往往较大
骤降骤停，强度变化大，有时伴有雷暴
Cb,Cu,Sc
气层不稳定
毛毛雨
<0.5
干地面无湿斑，慢慢均匀湿润，水面无波纹
稠密飘浮，雨滴难辨
St
气层稳定
雪
大小不一
白色不透明六角或片状结晶，固体降水
飘落，强度变化较缓
Ns,Sc,As,Ac,Ci
气层稳定
阵雪
同上
同上
飘落，强度变化较大，开始和停止都较突然
Cb,Cu,Sc
气层较不稳定
雨夹雪
同上
半融化的雪（湿雪）或雨和雪同时下降
同雨
Ns,Sc,As,Ac
气层稳定
阵性雨夹雪
同上
同上
强度变化大，开始和停止都较突然
Cb,Cu,Sc
气层较不稳定
霰
2～5
白色不透明的圆锥或球形颗粒，固态降水，着硬地常反跳，松脆易碎
常呈阵性
Cb,Sc
气层较不稳定
米雪
<1
白色不透明，扁长小颗粒,固态降水，着地不反跳
均匀、缓慢、稀疏
St
气层稳定
冰粒
1-5
透明丸状或不规则固态降水，有时内部还有未冻结的水，着地常反跳，有时打碎只剩冰壳
常呈间歇性，有时与雨伴见
Ns,As,Sc
气层较稳定
冰雹
2～
数十
坚硬的球状、锥状或不规则的固态降水，内核常不透明，外包透明冰层或层层相间，大的着地反跳，坚硬不易碎
阵性明显
Cb
气层不稳定（常出现在夏、春、秋季）
表6.2地面凝结现象的特征和区别
天气现象
符号
外形特征及凝结特征
成因
天气条件
容易附着的
物体部位
露
水珠（不包括霜融化成的）
水汽冷却凝结而成
晴朗少风湿度大的夜间地表温度0℃以上
地面及近地面物体
霜
白色松脆的冰晶或冰珠
水汽直接凝华而成或由露冻结而成
晴朗微风湿度大的夜间，地面温度在0℃以下
同上
雾凇
乳白色的冰晶层或粒状冰层，较松脆，常呈毛茸茸针状或起伏不平的粒状
过冷却雾滴在物体迎风面冻结或严寒时空气中水汽凝华而成
气温较低（-3℃以下），有雾或湿度大时
物体的突出部分和迎风面上
雨凇
透明或毛玻璃状的冰层，坚硬光滑或略有隆突
过冷雨滴或毛毛雨滴在物体（低于0℃）上冻结而成
气温稍低，有雨或毛毛雨下降时
水平面、垂直面上均可形成，但水平面和迎风面上增长快
6.3视程障碍现象的特征和区别
天气现象
符号
特征或成因
影响能见度的程度（km）
颜色
天气条件
大致出现时间
雾
大量微小水滴浮游空中
<1.0
常为乳白色（工厂区为土黄灰色）
相对湿度接近100%
日出前，锋面过境前后
轻雾
微小水滴或已湿的吸湿性质粒组成的稀薄雾幕
1.0～<10.0
灰白色
空气较潮湿、稳定
早晚较多
吹雪
强风将地面积雪卷起
<10.0
白茫茫
风较大
本地或附近有大量积雪时
雪暴
大量的雪被风卷着随风运行（不能判定当时是否降雪）
<1.0
同上
风很大
扬沙
本地或附近尘沙被风吹起，使能见度显著下降
1.0～<10.0
天空混浊，一片黄色
风较大
冷空气过境或雷暴飑线影响时，北方春季易出现
沙尘暴
<1.0
风很大
浮尘
远处尘沙经上层气流传播而来或为沙尘暴、扬沙出现后尚未下沉的细粒浮游空中
<10.0
垂直能见度也差
远物土黄色，太阳苍白或淡黄色
无风或风较小
冷空气过境前后
霾
大量极细微尘粒，均匀浮游空中，使空气普遍混浊
<10.0
远处光亮物体微带黄色、红色，黑暗物体微带蓝色
气团稳定、较干燥
一天中任何时候均可出现
烟幕
城市、工厂或森林火灾等排出的大量烟粒弥漫空中，有烟味
<10.0
远处来的烟幕呈黑、灰、褐色，日出、黄昏时太阳呈红色
气团稳定，有逆温时易形成
早晚常见
第7章气压
气压以百帕（hPa）为单位，取1位小数。
水银气压表安装后要稳定4个小时。
气压读数复验后，降下水银面，使水银面离开象牙针尖约2～3mm。
观测用电灯15～40W。
记号前后两处读数≥0.3hPa（温度≥0.3°C，相对湿度≥3%），称为跳跃式变化。
自记值同实测值的比较，系统误差超过1.5hPa时，应调整仪器笔位。
日转型自记钟一天快慢超过10分钟，应调整自记钟的快慢针。
计算海平面气压的气温直减率，规定采用0.5℃/100m。
第8章气空温度和湿度
小百叶箱内部高537mm、宽460mm、深290mm。
大百叶箱内部高612mm、宽460mm、深460mm。
玻璃钢百叶箱内部高615mm、宽470mm、深465mm，支架顶端约高出地面125cm。
木质百叶箱1至3年重新油漆一次。
百叶箱内外箱壁每月至少定期擦洗1次。
百叶箱照明用的电灯不得超过25W。
湿球杯口距球部约3cm。
纱布长约10cm。
包卷纱布的重叠部分不要超过球部圆周的1/4。
湿球纱布冻结后，在球下部2-3mm处剪断。
气温在-10.0℃或以上湿球纱布结冰时，观测前须湿球溶冰。
溶冰时风速、湿度中常时，在观测前30分钟左右进行；湿度很小，风速很大时，在观测前20分钟以内进行；湿度很大，风速很小时，要在观测前50分钟左右进行。
气温在-10.0℃以下时，停止观测湿球温度，改用毛发湿度表或湿度计测定湿度。
但在冬季偶有几次气温低于-10.0℃的地区，仍可用干、湿球温度表进行观测。
气温在-36.0℃以下，接近水银凝固点（-38.9℃）时，改用酒精温度表观测气温。
湿球纱布一般应每周换1次。
水杯中的蒸馏水一般每周更换1次。
最高温度表安装高出干湿球温度表球部3cm。
气温在-36.0℃以下时，停止最高温度表的观测。
最低温度表水平地安装并低于最高温度表1cm。
1～5日20时应读取最低温度表酒精柱，5日的平均差值如果≤0.5℃，最低温度表可以使用，＞0.5℃，应撤换最低温度表。
中途换用了最低温度表，在换用后的前5天内，观测酒精柱的示度。
温度计记录值与实测值相比较，系统误差超过1.0℃时，应及时调整仪器笔位。
铂电阻在0℃时的电阻值为100Ω。
湿度计读数时，若笔尖超出自记纸下沿（0%），但未靠着钟筒的底沿；或笔尖超出自记纸上沿（100%），但未超出自记纸，则按外延法读数，订正后的值＞100时，记为100；＜0时，记为0。
湿度计若订正后的最小相对湿度＜0时，记为0。
第9章风向和风速
风速以米/秒（m/s）为单位，取1位小数。
最大风速是指在某个时段内出现的最大10分钟平均风速值，瞬时风速是指3秒钟的平均风速。
风的平均量是指在规定时间段的平均值，有3秒钟、2分钟和10分钟的平均值。
风速感应器（风杯中心）距地高度10～12m；若安装在平台上，风速感应器（风杯中心）距平台面（平台有围墙者，为距围墙顶）6～8m，且距地面高度不得低于10m。
EL型电接风电源使用交流电（220V）或干电池12V（串联），电压如已低于8.5V就不能保证仪器正常工作。
更换风向指示灯泡时，用6～8V，0.15A的，不可用超过0.15A的灯泡。
静风时，风速记0.0，风向记C；平均风速超过40.0m/s，则记为＞40.0，作日合计、日平均时，按40.0统计。
当自记钟在24小时内的计时误差≤20分钟时，不必进行时间差订正。
风速自记部分是按空气行程200m电接1次，风速自记笔相应跳动1次来记录的。
如10分钟内跳动1次，风速便是0.3m/s（即200m/600s）；如10分钟内笔尖跳动两次，风速便是0.7m/s（即400m/600s）。
因此，风速的小数位只能是0、3和7。
表9.1风向符号与度数对照表
方位
符号
中心角度/°
角度范围/°
北
N
0
348.76～11.25
北东北
NNE
22.5
11.26～33.75
东北
NE
45
33.76～56.25
东东北
ENE
67.5
56.26～78.75
东
E
90
78.76～101.25
东东南
ESE
112.5
101.26～123.75
东南
SE
135
123.76～146.25
南东南
SSE
157.5
146.26～168.75
南
S
180
168.76～191.25
南西南
SSW
202.5
191.26～213.75
西南
SW
225
213.76-236.25
西西南
WSW
247.5
236.26-258.75
西
W
270
258.76-281.25
西西北
WNW
295.5
281.26-303.75
西北
NW
315
303.76-326.25
北西北
NNW
337.5
326.26-348.75
静风
C
风速小于或等于0.2m/s
第10章降水
降水量以毫米（mm）为单位，取1位小数。
通常测定5分钟、10分钟和1小时内的最大降水量。
我国采用直径为20cm正圆形承水器。
量杯有100分度，每1分度等于雨量筒内水深0.1mm。
当雪深超过30cm时，应把仪器移至备份架子上进行观测。
每天08、20时分别量取前12小时降水量
20时降水量观测时和观测前无降水，而其后至20时正点之间（包括延续至次日）有降水；或20时观测时和观测前有降水，但降水恰在20时正点或正点之前终止。
遇有以上两种情况时，应于20时正点补测一次降水量，并记入当日20时降水量定时栏，使天气现象与降水量的记录相配合。
降水量不足0.05mm时记0.0。
虹吸式雨量计无降水时，自记纸可连续使用8～10天，用加注1.0mm水量的办法来抬高笔位。
虹吸式雨量计有降水（自记迹线上升≥0.1mm）时，必须换纸。
在雨季，每月应将盛水器内的自然排水进行1～2次测量。
第11章雪深和雪压
雪深是从积雪表面到地面的垂直深度，以厘米（cm）为单位，取整数；雪压是以克/平方厘米（g/cm2）为单位，取1位小数。
在规定的日子当雪深达到或超过5cm时要观测雪压。
三次测量的地点，彼此相距应在10m以上。
平均雪深不足0.5cm记0。
8时未达到测定雪深的标准，之后因降雪而达到测定标准时，则应在14时或20时补测一次。
体积量雪器内截面积为100cm2。
5、10、15、20、25日和月末最后一天，雪深达到5cm或以上，在雪深观测后观测雪压。
因降雪使得雪深一日间又增加5cm或以上，须在该日雪深观测后，补测雪压。
称雪器圆筒内截面积50cm2。
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第12章蒸发
蒸发量以毫米（mm）为单位，取1位小数。
E-601B型蒸发器口面积为3000cm2
器口向下6.5cm器壁上是测针插。
土圈高度应低于蒸发桶口缘约7.5cm。
护圈口缘低于蒸发桶口缘5-6cm。
小型蒸发器口径20cm，高约10cm,蒸发量为负值时，记0.0。
第13章辐射
紫外辐射分三个亚区：
UV-C：
0.100～0.280μm
UV-B：
0.280～0.315μm
UV-A：
0.315～0.400μm
第14章日照
在一给定时间，日照时数定义为太阳直接辐照度达到或超过120瓦·米-2（W·m-2）的那段时间总和。
日照时以小时（h）为单位，取1位小数。
赤血盐、枸橼酸铁铵分别与水的比例一般为1:
10和3:
1
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