农业气象实验指导书解读.docx

1、农业气象实验指导书解读实验二、空气温度与湿度的观测实验目的：1. 了解温度表与温度计的构造原理；掌握气温与地温的观测方法。2. 掌握百叶箱通风干湿表、机械式通风干湿表、手摇干湿表及毛发湿度表测定空气湿度的原理及方法；3. 掌握空气湿度的查算方法。仪器、设备：1. 小百叶箱，干湿球温度表，最高温度表，最低温度表，毛发湿度表。蒸馏水、纱布、手电筒；2. 大百叶箱，温度计、湿度计、自记纸与自计墨水。3. 地面温度表，地面最高温度表，地面最低温度表，曲管地温表。叉形木（竹）支架、栅条式木制踏板、防雹网罩。4. 通风干湿表。实验内容与步骤：一、 空气温度与湿度的观测（一） 百叶箱的构造原理与箱内仪器的安

2、装1 百叶箱的构造原理：百叶箱是安置测定温、湿仪器用的防护设备（见下图）。它的作用是防止太阳对仪器的直接辐射和地面对仪器的反射辐射，保护仪器免受强风、雨、雪等的影响，并使仪器感应部分有适当的通风，能真实地感应外界空气温度和湿度的变化。百叶箱分大小两种：小百叶箱内部高537毫米、宽460毫米、深290毫米。安置干湿球、最高、最低温度表和毛发湿度表；大百叶箱内部高612毫米、宽460毫米、深460毫米。安置温度计和湿度计。百叶箱内外各部分均涂刷白色油漆。2 百叶箱的安装：百叶箱应水平地固定在一个特制的支架上。支架应牢固地埋入地下，顶端约高出地面125厘米；埋入地下的部分，要涂防腐油。架子可用木材或

3、角铁制成。百叶箱装在架子上，用角铁和螺丝寄固定。多强风的地方，还须在四个箱角上铁丝纤绳。箱门朝正北。3 百叶箱内仪器的安装：干湿球温度表是由两支型号完全一样的温度表组成。温度表（见图7-3）是根据水银（酒精）热胀冷缩的特性制成的。分感应球部、毛细管、刻度磁板、外套管四个部分。在小百叶箱的底板中心，安装一个温度表支架，干湿球温度表垂直悬挂在支架两侧的环内，球部向下，干球在东，湿球在西，球部中心距地面1.5米高。湿球温度表球部包扎一条纱布，纱布的下部浸到一个带盖的水杯内（见图7-4）。杯口距湿球球部约3厘米，杯中盛蒸馏水，供湿润湿球纱布用。湿球包扎纱布时，要把湿球温度表从百叶箱内拿出，先把手洗干净

4、后，再用清洁的水将温度表的感应部分洗净，然后将长约10厘米的新纱布在蒸馏水中浸湿，使上端服贴无绉折地包卷在水银球上（包卷纱布的重叠部分不要超过球部圆周的1/4）；包好后，用纱线把高出球部上面的纱布扎紧，再把球部下面的纱布紧靠着球部扎好（不要扎得过紧），并剪掉多作的纱线（见图7-5）。4 百叶箱的维护：百叶箱要经常保持洁白，视具体情况每一至三年要重新油漆一次；内外箱壁每月至少定期擦洗一次。寒冷季节可用干毛刷刷拭干净。清洗 百叶箱的时间以晴天上午为宜。在进行箱内清洁工作和洗涤百叶箱之前，应将仪器全部放入备份百叶箱；清洗完毕，待百叶箱干燥之后，再将仪器放回。清洗百叶箱不能影响观测和记录。冬季在巡视观

5、测场时，要小心用毛刷把百叶箱顶、箱内和壁缝中的雪和雾淞扫除干净。百叶箱中不许存放多余的物品。箱内靠近箱门外的顶板处的顶板上，可安装照明用的电灯（不得超过25瓦），读数时打开，观测后随即关上，以免影响温度，也可以用手电筒照明。（二） 观测与记录：1 定时观测程序：每天02，08，14，20时四次定时观测，观测程序是：干球、湿球温度表，最低温度表酒精柱，毛发湿度表，最高温度表，最低温度表游标，调整最高、最低温度表，温度计和湿度计读数并作时间记号。2 各种温度表读数要准确到0.1。温度在0以下时，应加负号“-”。读数记入观测薄相应栏内，并按所附检定证进行器差订正。如示度超过检定证范围，则以该检定证所

6、列的最高（或最低）温度值的订正值进行订正。3 温度表读数时应注意：1) 避免视差 观测时必须保持视线和水银柱顶端齐平。2) 动作要迅速 读数力求敏捷，尽量缩短停留时间，并且勿使头、手和灯接近球部，不要对着温度呼吸。3) 注意复读 避免发生误读或颠倒零上、零下的差错。4 当湿球纱布开始冻结后，应立即从室内带一杯蒸馏水对湿球纱布进行溶冰，待纱布变软后，在球部下2-3毫米前断（见图7-6），然后把湿球温度表下的水杯从百叶箱内取走，以防水杯冻裂。气温在-10.0或以上，湿球纱布结冰时，观测之前须先进行湿球溶冰。溶冰用的水，温度不可过高，相当室内温度，能将湿球冰层溶化即可。将湿球球部浸入水杯中把纱布充分

7、浸透，使冰层完全溶化。判断冰层是否完全溶化，可从湿球温度示值的情况看出：如果示度很快上上升到0，稍停再向上升，就表示冰已溶化。然后把水杯移开，用杯沿将聚集在纱布头上的水滴除去。掌握好溶冰时间是很重要的一步，可参照下述情况灵活掌握：当风速、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。干湿球温度表的示值时，须先看湿球示度是否稳定，要稳定不变才进行读数和记录。在读数后，再用铅笔侧棱试试纱布软硬，了解湿球纱布是否冻结。如已冻结，应在湿球读数右上角记一“B”字；如未冻结则不记。若湿球示度不稳定，不论是从零下上升到

8、零度，还是从零度继续下降，说明溶冰不恰当，湿球不能读数，只记录干球温度。湿度改用毛发湿度表或湿度计来测定。如无毛发表（计）或按规定冬季不需要编制订正图的台站，应在数分钟后再进行一次干湿球读数，记在观测簿该时栏上面空白处，只作计算湿度用，这次湿球温度不抄入气表（该栏记“”）；而温度的正式记录仍用第一次干球读数。5 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，这时仍可用干湿球温度表进行观测。6 气温在-36.0以下时，改用酒精温度表观测气温。因为已接近水银的凝固点（-38.9）。酒精温度表就事先悬挂在干球温度表旁边，安装要示同

9、干球温度表。如果没有备用的酒精温度表，则可用最低温度表酒精柱的示度来测定空气温度。（三） 维护：1 必须注意保持干湿球温度表的正常状态。如发现温度表内刻度磁板破损，毛细管内有水银滴、黑色沉淀的氧化物或水银柱中断等情况，应即换用备份温度表。2 干球温度表应经常保持清洁、干燥。观测前巡视设备和仪器时，如发现干球上有灰尘或水，须立即用干净的软布轻轻拭去。3 湿球纱布必须经常保持清洁、柔软和湿润，一般应每周换一次。遇有沙尘暴等天气，湿球纱布上明显沾有灰尘时，应立即更换。在海岛、矿区或烟尘多的地方，湿球纱布容易被盐、油、烟尘等污染，应缩短更换纱布的期限。纱布清洁是温度测值准确的重要保证，必须重视。4 水

10、杯中的蒸馏水要进常添满，保持洁净，一般每周更换一次。5 使用干湿球温度表时，必须按上级配对下发的两支表同时使用，撤换时也应将两支表同时更换。（四） 空气湿度的计算方法有关空气湿度的计算公式：其中，t：干球温度（）；tW：湿球温度（）；e：水汽压（hPa）；E/Etw：为干/湿球温（t/tw）所对应的纯水平液面的饱和水汽压（当湿球结冰且湿球温度低于0时，Etw为纯水平冰面的饱和水汽压）；A：干湿表系数（-1），由干湿表类型、通风速度及湿球结冰与否而定，其值见干湿表系数表；P：本站气压（hPa）。附表1 干湿表系数表 干湿表类型及通风速度A值(10-3-1)湿球未结冰湿球结冰通风干湿表（通风速度2

11、.5m/s）0.6620.584球状干湿表(通风速度0.4m/s)0.8570.756柱状干湿表(通风速度0.4m/s)0.8150.719现用百叶箱球状干湿表(通风速度0.8m/s)0.79470.7947二、 毛发湿度表的观测1 构造原理：毛发湿度表是根据脱脂人发随空气湿度大小而改变长度的特性，用人发制成的测定空气相对湿度的仪器，它的构造如图所示。感应部分为脱脂人发，装在金属架上，上端固定在架子上部的高速螺丝上，下端固定在架子下部的弧钩上。弧钩与小锤连接，因小锤重力使毛发湿度表发拉紧。弧钩与指针固定在同一轴上，指针的尖端在刻度尺上可以左右移动，刻度尺上的刻度表示相对湿度值（以百分数表示）。

12、相对湿度增大时，毛发伸长，小锤下压，指针向右移动；相对湿度减小时，毛发缩短，指针向左移动。2 观测与记录按当时指针指示的位置观测读数，读数时取百分数的整数，不估计小数。如果指针超过了刻度范围，应当用外延法读数，按90到100的刻度尺距离外延到110。3 维护a) 禁止用手触摸毛发，以免手上的油脂覆盖毛发小孔，影响其正常感应。b) 毛发湿度表不用时，应放在仪器盒内。c) 如果毛发湿度表的指针常超出刻度范围，应旋动调整螺丝来调整示度，但在正式编制订正图和冬季正式使用时，则不能进行调整。三、 通风干湿表的观测通风干湿表携带方便，精确度高，是一种常用于野外考察或小气候观测时测定空气温度和湿度的良好仪器

13、。1 构造原理其作用和原理与百叶箱干湿球温度表一样，主要不同之处，也是它的优点，即它利用机械（或电动）通风装置，使流经温度表球部的风速恒定为23m/s。仪器表面磨光和全部镀镍或铬，是很好的反射体。温度表的球部有双层辐射防护管保护，能很好地减轻热传导的影响。因此，通风干湿表可以露天装置，也可以在阳光下进行观测。通风干湿表的构造如图所示，干湿球温度表被默写在金属框架上，温度表的球部在双层辐射防护外套管和内套管的里面，内外套管借三通管和中心管与风扇相通。用插入圆顶上特制的钥匙上发条，以开支风扇。空气由内套管进入，经过中心管、再从风扇圆顶下边沿的缝隙排出。仪器的附件有：湿润纱布用的玻璃滴管和铜夹，保护

14、风扇不受外面风影响的防风罩，悬挂仪器用的挂钩。2 安装 观测前先把仪器悬挂好，仪器感应部分离地面的高度根据需要而定。观测高度在0.5m以上时，仪器应垂直悬挂；观测高度在0.5m以下时，应与地面平行放置，温度瑶球部向着迎风面。3 观测和记录 通风干湿表在正式观测前4分钟必须按下列步骤完成准备工作：1) 湿润湿球纱布 用滴管吸满蒸馏水，然后倒置，管口向上，一手放开铜夹，一手轻压橡皮囊，使管中水面恰达玻璃管上端的标志处，用铜夹夹紧橡皮管，再将滴管插入湿球的防护内管，使之湿润湿球纱布，约510秒钏，即放松铜夹，使玻璃管中的水全部流回橡皮囊内，再小心地抽出滴管。2) 上发条通风 上发条时要小心，不要上满

15、，要留一两转余地，以免折断发条。3) 悬挂仪器 将仪器仔细地挂在预先旋入木桩的金属杆上。4) 观测 仪器安装好后，经过4分钟就可以观测（正点观测），观测的顺序和注意事项与百叶箱干温度表相同，此外，还应注意以下几点：a) 观测时，观测员不要与仪器找茬靠得太近，不要用手接触仪器；b) 当气温低于0oC时，为使温度表充分感应外界情况，应在观测前半小时做好上述准备工作，将仪器挂好，并通风一次。然后在读数前4分钟再通风一次，但不再湿润纱布。c) 观测时注意检查湿球是否结冰，示度是否稳定，然后决定是否记录湿球读数。湿球示度不稳定的处理方法与百叶箱干湿球温度表相同。d) 风速4m/s时，应将防风罩套在风扇口

16、风向一侧，其开口方向与风扇的旋转方向一致，不影响风扇的正常旋转。e) 当气温低于-10.00C时，停止观测湿度温度表，改用毛发湿度表发湿度表测定空气湿度。4 维护 经常注意维护仪器，细心保护镀镍面，使其不受损伤。每次观测后，要用绒布擦净仪器，轻轻放回箱内。使用仪器时，应手握风扇帽盖的颈部。湿润湿球时要小心，不要使水外溢，以免内套管潮湿生锈。上发条时要注意方向和转数。湿球纱布应经常保持洁白，注意及时更换。四、 地温的观测（一） 观测地段与仪器安装1 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2X4平方米，地表疏松、平整、无草，并与观测场整个地面相平。2 地面三支温度表须

17、水平地安放在地段中央偏东的地面，按0厘米、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5厘米；3 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。4 曲管地温表安置在地面最低温度表的西边约20厘米处，按5，10，15，20厘米度顺序由东向西排列，感应部分向北，表间相隔约10厘米；表身与地面成45度夹角，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。5 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

18、40厘米，沟壁往下向北倾斜，与沟沿成45度坡；沟的北壁呈垂直面，北沿距南沿宽20多厘米；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为5，10，15，20厘米，长约10厘米。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，动作应轻巧和缓，以免损坏仪器。6 为便于正确安装地温表和日后检查深度变化，在安装彰用米尺和量角器量准地渐表埋置的深度部位，并在表身的相应处做一红漆记号，安置后的土面应与记号平齐。7 为了避免观测时践踏土壤，应在地温表北面

19、相距约40厘米处，顺东西向设置一观测用的栅条式木制踏板。踏板宽约30厘米，长约100厘米。（二） 观测和记录1 5，10，15，20厘米地温表于每日2，8，14，20时观测；地面最高、最低温度表于每日20时观测一次，并随即进行调整。拍发绘图报的台站，当8时地面最低温度可能出现在5之间时，应于8时观测一次地面最低温度。各种地温表观测读数要准确要0.1，温度在0以下时，记录前须加负号“-”。2 观测时，要踏在踏板上，按0厘米、最低、最高和5，10，15，20厘米地温的顺序读数。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，并进行器差订正。3 当地温表示度超过刻度范围时，可

20、用外推法估计读数，记录加括号“（）”，并用该检定证中的最高（低）温度值的订正值进行订正。4 地面和曲管地温表被水淹时，可照常观测，其中地面三支温度表应水平地取出水面迅速进行读数。在拿取地温表时，须注意勿使水银柱、游标滑动，手也不能触及地温表感应部分。若遇地温表漂浮于水中，则记录从缺。5 地面三支温度表被雪埋住时，在降雪或吹雪停止后，应将表从雪中小心取出（勿使水银柱、游标滑动），水平地安置在未被破坏的雪面上，感应部分和表身埋入雪中一半。当发现表身下陷雪内，或在观测前巡视时表身又被雪埋住时，均应将表重新安置在雪面上。读数时若感应部分又被雪盖，可照常读数。6 在积雪较浅或积雪时间较短的地区，当积雪掩

21、没曲管地温表时，可以把雪拔开观测（沿地温表表身拔开一道缝，露出刻度线即可）。但积雪时间较长且积雪较深的地区，在积雪掩没曲管地温表后，即停止观测。7 冬季易发生冻折曲管地温表的地区，在土壤临近冻结时，应将曲管地温表全部收回，待次年解冻后再重新安装观测。若服务需要，可不收回，但须将支撑表身的叉形架拆除。8 冬季当地面温度降到-36.0以下时，就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0厘米记录；地面最高温度表在-36.0以下时停止观测，记录从缺。上述情况均应在备注栏注明。（三） 测地段和仪器的维护1 地应保持疏松、平整、无草，雨后造成地表板结时，应及时将表土耙松。2

22、必须经常注意地面三支温度表感应部分的安置状态，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，及时擦拭掉沾附在上面的雨、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，保证安置正常。每月检查一次地中温度表的安装状况。安装深度、角度超过允许误差时，应立即纠正。3 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叉住表身。4 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，妥善立放室内或于阴蔽处。20时观测前巡视时

23、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。5 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。6 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，须注意勿使表从手中滑脱。 实验作业：1 观测08,11，14，17，20时的空气温度，绘制气温日变化图，并说明其变化规律。2 观测08,11,14,17,20时的地温，绘制08,20时气温随深度的变化图，并说明其变化规律。3 用百叶箱干湿表及通风干湿表观测空气的温度和湿度，并说明相对湿度

24、的变化规律。附表1 空气温度和湿度观测时间02081420合计平均计数器差订正后计数器差订正后计数器差订正后计数器差订正后干球湿球毛发表最高最低水汽压相对湿度饱和差露点附表2 地温观测表时间02081420合计平均读数器差订正后读数器差订正后读数器差订正后读数器差订正后地面温度0厘米最高最低浅层地温5厘米10厘米15厘米20厘米实验三 降水量与蒸发量的观测实习目的：掌握降水量与蒸发量的观测方法。实习仪器与设备：雨量器、虹吸式雨量计，小型蒸发器、量杯。实习内容与步骤：一、 雨量器 雨量器(见下图)由承水器（漏斗）、储水筒（外筒）、储水瓶组成，并配有与其口径成比例的专用量杯。（一） 安装 安置在观

25、测场内固定架子上。器口保持水平，距地面高度70厘米。冬季积雪较深地区，应在其附近装一能使雨量器器口距地高度达到1.01.2米的备份架子。当雪深超过30厘米时，应把仪器移至备份架子上进行观测。冬季降雪时，须将漏斗从器口内拧下（用旧式雨量器的站，须换承雪口），取走储水瓶，直接用承雪口和储水筒容纳降水。（二） 观测和记录1 液态降水的观测记录每天8时、20时观测前12小时降水量。在观测时要换取储水瓶，把换下的储水瓶取回室内（降水很小或已停止时，也可在观测场内），将水倒入量杯（注意倒净）。然后，用食指和姆指夹住量杯上端，使其自由下垂（或将量杯放在水平的桌面上），视线与水面平齐，以水凹面最低入为准，读得

26、的刻度数即为降水量，记入观测簿中该时降水量定时栏。降水很大时，可分数次量取，求其总和。量取完毕，应进行复验。此外，也可用台秤直接称量。2 固态降水的观测记录将已承接固态降水物的储水筒用备用储水筒换下，盖上盖子后，取回室内，待固态降水物融化后，用量杯量取。也可将固态降水物连同储水筒用台秤称量，称量前须把附着于筒外的降水物和泥土等清除干净。如无台秤，也可加入定量的温水，使固态降水物完全融化，再用量杯量取，但量得数值须扣除加入的温水水量。观测时间及记录均同液态降水。3 几种特殊情况的处理1） 在炎热干燥的日子，降水停止后，要及时进行补测。2） 20时降水量观测时和观测前如无降水，而在其后至20时正点

27、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时正点补充观测一次降水量，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配合一致。3） 无降水时，降水栏空白不填。不足0.05毫米的降水水量记0.0。纯雾、露、霜、冰针、雾淞、吹雪的量按无降水处理，但吹雪量必须量取，专供计算蒸发量用。（三） 维护1. 每次巡视仪器时，注意清除承水器、储水瓶内的昆虫、尘土、树叶等杂物。2. 定期检查雨量器的高度、水平，发现不符合要求时应及时纠正；如外筒有漏水现象，应及时修理或撤换。3. 雨量器的刀刃要保持正圆，避免撞变形。二、虹吸式

28、雨量 它是观测液态降水的一种自计仪器。（一） 安装1 安装在观测场内水泥或木底座上，并用三根纤绳拉紧。保持器口水平，距地高度以仪器自身高度为准。 2 按下顺序安装内部机件：1） 将浮子室放在规定的位置上，使漏斗的导管刚好流入浮子室，用特制的螺钉将浮子室固定在座板上。2） 将自记纸卷在钟筒上，把钟筒套入钟轴，注意钟筒的小齿轮要与钟轴座上的大齿轮衔接好。3） 把虹吸管短端插入浮子室的侧管里（内有橡皮垫圈），用连接螺帽固定。4） 自记笔尖注好墨水，在虹吸管下放置盛水器。3 使用前的调节和检查：仪器各部分安装完毕后，按顺序进行调节和检查。1） 调节零点，往承水器里倒水，直到虹吸管排水为止。待排水完毕，

29、自记笔不停在自记纸零线上，就要拧松笔杆固定螺钉，把笔尖调至零线再固定好。2） 用10毫米清水，缓缓注入承水器，注意自记笔尖移动是否灵活；如摩擦太大，要检查浮子顶端的直杆能否自由移动，自记笔右端的导轮或导向卡口是否能顺着支柱自由滑动。3） 继续将水注入承水器，检查虹吸管位置是否正确。一般可先将虹吸管位置调高些，待10毫米水加完，自记笔尖停留在自记纸10毫米刻度线时，拧松固定虹吸管的连接螺帽，将虹吸管轻轻往下插，直到虹吸作用开始为止，再固定好连接螺帽。此后，重复注水和调节几次，务必使虹吸用用恰好开始时自记笔尖指在10毫米处，排水完毕时笔尖指在零线上。（二） 观测和记录1 自记记录供无翻斗式遥测雨量计的台站，整理各时雨量及挑选极值用。2 自记纸的更换：1） 降水时，自记纸可连续使用810天，用加注1毫米水量的办法来抬高笔位，以免每日迹线重迭。2） 有降水（自记迹线上升0.1毫米）时，必须换纸。自记记录开始和终止的两端须作时间号，可轻抬固定在浮子直杆上的自记笔根部，使笔尖在自记纸上划一短垂线。若记录开始或终止时有降水，则应用铅笔作时间记号。3） 当自记纸上有降水记录，但换纸时无降水，则在换纸前应作人工虹吸（注水入承水器产生虹吸），使笔尖回到自记纸“0”线位置。若换纸时正在降水，则不作人工虹吸。3 自记纸的整理：1） 时间差订正。凡24小时内自记钟计时误差达一分钟或以上时