气象仪器实验报告.docx

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气象仪器实验报告

气象仪器实验报告

南京信息工程大学实验（实习）报告

实验（实习）名称气象仪器实验实验（实习）日期2013-12-11得分

系计软院专业年级班次姓名学号

一、实验目的

1、认识各类观测仪器；

2、了解各观测仪的原理及优缺点。

二、实验原理

1、风的观测

测风设备：

用于风能资源的测量，可以用于风能资源分析、风场微观选址、风机及风场发电量计算、进行风场风能资源分析，用于对风速、风向、温度、湿度、大气压力、太阳辐射、雨量等要素值进行全天候的监测。

测量风的仪器主要有EL型电接风向风速仪、EN型系列测风数据处理仪、海岛自动测风站、轻便风向风速表、单翼风向传感器和风杯风速传感器等。

①测风塔

组成：

包括塔底座、塔柱、横杆、斜杆、风速仪支架、避雷针、拉线等。

主要功能：

环境监测，风、气压、湿度等资源数据采集。

为相应的仪器设备的安装做支撑。

优点：

风荷载系数小，抗风能力强。

塔身挡风面积小，利于采集数据准确客观，将实测数据和实际数据的差距降到最低。

采集塔柱采用外法兰盘连接，螺栓受拉，不易破坏，钢绞线加固。

塔柱正三角型布置,节约钢材,跟开小，占地面积小，节约土地资源，造价低廉（仅为角钢自立塔的1/3或更少），选址便利，塔身自重轻，运输和安装便捷、建设工期短,塔型随风荷载曲线变化设计，线条流畅，遇罕遇风灾不易倒塌，安全系数高，设计符合国家钢结构设计规范和塔桅设计规程，结构安全可靠。

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。

测定降水量的仪器，有雨量器和雨量计两种。

①雨量器

原理：

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。

②虹吸雨量计

虹吸雨量计是可连续记录降水量和降水时间的仪器。

其上部盛水漏斗的形状和大小与雨量器相同。

当雨水经过漏斗导入量筒后，量筒内的浮子将随水位升高而上浮，带动自记笔在自记纸上划出水位上升的曲线。

当量筒内的水位达到10毫米时，借助虹吸管，使水迅速排出，笔尖回落到零位重新记录。

自记钟给出降水量随时间的累积过程。

3、蒸发量的测量

蒸发量（evaporation），水由液态或固态转变成汽态，逸入大气中的过程称为蒸发。

而蒸发量是指在一定时段内，水分经蒸发而散布到空中的量。

一般温度越高、湿度越小、风速越大、气压越低、则蒸发量就越大；反之蒸发量就越小。

测量蒸发的仪器常用的有小型蒸发器、大型蒸发桶和蒸发皿等几种。

①蒸发皿

　简介：

蒸发皿的规格大都和雨量筒一样，也是20厘米直径的圆形器皿，皿口上沿也高出地面70厘米。

蒸发皿深10厘米。

正是因为它的厚度小于直径才称为皿。

　　原理：

每天向蒸发皿中加进2厘米深的水层，晚上把余水倒进量杯，量出剩余水深。

把20厘米减去剩余水深就是当天的蒸发量。

如果当天有雨，余水中还要扣除当天的降水量。

这就是蒸发皿的直径和离地面高度都要和雨量筒一致的原因。

否则，两者就不能简单相减。

4、太阳辐射的测量

①太阳辐射测量仪

原理：

它用两块吸收率98%的锰铜窄片作接收器。

一片被太阳曝晒，另一片屏蔽，并通电加热。

每片上都安置热电偶，当二者温差为零时，屏蔽片加热电流的功率便是单位时间接收的太阳辐射量。

日射强度计测量半个天球内，包括直射和散射的太阳辐射能。

它的接收器大多是水平放置的黑白相间或黑色圆盘形的热电堆，并用半球形玻璃壳保护，防止外界干扰。

用于分光辐射测量的有滤光片辐射计和光谱辐射计。

前者是在辐射接收器前安置滤光片，用于宽波段测量；后者是一具单色仪，测量宽约50埃的波段。

1965年起，已在火箭和气球上装置上述仪器，以测量大气外的太阳辐射。

5、云高的测量

实测云高的方法有气球测云高、探照灯测云高、激光测云仪测云高和旋转光束测云仪测云高等几种。

①激光测云仪

原理：

激光测云仪（lasereeilometer）利用激光技术测量云底高度的一种主动式大气遥感设备。

一般由激光发射系统、接收系统、光电转换系统、数据处理显示系统和控制系统等组成。

探测方式分为垂直探测和扫描探测两种。

探测原理是:

激光器对准云底发射脉冲光束，接收来自云滴对激光产生的后向散射光;根据从发射激光脉冲到接收到回波信号的时间和激光束的仰角，算出云底高度。

如果激光光束穿透云层后能量尚未衰减殆尽，再遇到第二层甚至第三层云时，仍可测到云滴的后向散射光信号，从而测得云的层次和厚度。

由于这种回波信号较弱，侧得的云的层次和厚度有时误差较大。

激光测云仪也可用来研究激光束在云中的衰减情况。

②气象气球

原理：

气象观测领域中应用的各种气球。

主要用作高空气象仪器的运载工具，亦可用作高空风或云底高度的示踪物。

用橡胶或塑料等材料制成球皮，充以氢、氦等比空气轻的气体，携带仪器升空，进行高空气象观测的观测平台。

它具有廉价无动力升高的特点。

和地面不连接的气象气球叫做自由气球，用缆绳和地面连接的气球叫做系留气球。

气球的制作材料和大小由它们的用途来确定。

三、实验总结

通过这三个星期到观测场的实习，我对气象观测仪器有了一些了解，对测风，测雨的气象仪器有了一定的认识。

同时，我也对气象变化和风，雨等气象要素，对测量风和测量雨的操作过程产生了浓厚的兴趣。