综合气象观测

综合气象观测实习报告2011－2012学年第1学期环科院学院环工专业09年级（1）班学号姓名一、请简要叙述综合气象观测的内容、现状以及发展趋势。内容：研究测量和观察地球大气的物理和化学特性以及大气现象的方法和手段的一门学科。主要有大气气体成分浓度、气溶胶、温度、湿度、压力、风、大气湍流、蒸发、云、降水、辐射、大气能见度、大气电场、大气电导率以及雷电、虹、晕等。从学科上分，气象观测属于大气科学的一个分支。它包括地面气象观测、高空气象观测、大气遥感探测和气象卫星探测等，有时统称为大气探测。由各种手段组成的气象观测系统，能观测从地面到高层，从局地到全球的大气状态及其变化。现状：优点：到目前为止,我国的气象及其他相关部门先后建立了约4600多个各类气象台站,初步实施了大气观测、海洋观测和陆地观测,观测对象涉及大气、海洋、水文、冰雪、陆地、生态等多个方面。卫星和雷达观测具有世界水平。我国成功发射了4颗极轨气象卫星和3颗静止气象卫星,是世界上同时拥有双轨气象业务卫星的少数国家之一;沙尘暴监测网、自动气象站网、L波段探空雷达网、全球定位系统(GPS)探空站、飞机探测、风廓线仪和三维闪电定位仪等的建设和应用,提高了我国气象综合探测的现代化水平。不足：我国现有气象观测站网布局还存在不足,基础研究、探测技术、探测仪器和装备与发达国家相比差距较大,离现代气象观测的要求还有较大距离发展趋势：依靠科技进步,利用各种先进成熟的探测技术和信息技术,建立门类较齐全、站网密度适宜、布局合理的地基、空基气象观测网。在未来系列卫星上合理搭载大气化学、大气物理结构等探测仪器;逐步构成极轨、静止和全球定位系统(GPS)、小卫星等天基对地气象观测体系,开展对天气、气候系统的高时空分辨率、高精度、全天候、长期持续稳定的监测。实现对全球进行全天候的定量观测;对常规气象要素,大气化学成分及过程,气候系统各圈层相互作用的物理、化学、生物过程,进行综合监测。二、地面观测系统的测量项目包括哪些，并简述其基本测量原理。云：判定云状（云的外形特征、结构特点和云底高度）、估计云量（全凭目测来估计，估计云量的地点必须能见全部天空）、测定云高（气球测定云高，420型云幕灯测云高；目测云高，用经验公式计算云高，利用已知目标物高度估测云高）、选定云码能见度：能见度的观测仪器主要有透射能见度仪（根据准直光束的散射和吸收导致光的损失的原理制成，其采用测量发射器和接收器之间水平空气柱的平均消光(透射)系数而算出能见度）和散射能见度仪（是测量散射系数从而估算出气象光学视程的仪器，它由发送器、接收器与处理器组成。其基线长度很短发射光源与接收器安装在同一支架上，避免基线难以对准的缺陷）两种地面状态：指未经翻耕保持自然的地标状况。地面状态划分为两种类型，二十种状况，并以00~19二十个数码表示气压：气压是指单位面积上向上延伸到大气上界的垂直空气柱的重量空气温度：玻璃液体温度表是利用装在玻璃容器中的测温液体随温度改变引起的体积膨胀，从液体位置的变化来测定温度的空气湿度：通过干湿球温度表测量空气湿度。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越慢，湿球温度降得越少，干湿球的温差就越小降水：翻斗式遥测雨量计是由感应器、记录器等组成的有线遥测雨量仪器，根据记录下来的翻斗翻转的次数，即可遥测出降水量的值以及得到降水量随时间的变化曲线。蒸发：指一定口径的蒸发器中，在一定时间间隔内因蒸发而失去的水层深度。风：主要有风向（声风速表是利用声波在空气中的传播速度与风速之间的函数关系测量风速的）和风速（风速愈大，风杯转得愈快，单位时间内电接的次数也就愈多）的观测。积雪：有雪深、雪压的观测冻土：是指含有水分的土壤因温度下降到0℃或以下而呈冻结的状态电线积冰：雨凇、雾凇凝附在导线上或湿雪冻结在导线上的现象，称为电线积冰辐射：是以电磁波形式传递能量的一种方式，太阳辐射是地球表面获得热量的主要源泉，也是地球表面与大气交换热量的一种形式。日照时数：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瓦每平方米的那段时间总和。以小时（h）为单位，取一位小数。日照时数也称实照时数。三、自动气象站主要有哪几种？自动气象站主要测量要素有哪些？自动气象站的各种传感器的工作原理？种类：有线遥测自动气象站、无线遥测气象站、长期自动气象站要素：实时监测风速、风向、雨量、温度、湿度、气压、太阳辐射、土壤温度、土壤湿度等九要素工作原理：气压——振筒式气压传感器、膜盒式电容气压传感器，膜盒式电容气压传感器通过测量电容量来测量气压，振筒式气压传感器通过测出筒的谐振频率计算出气压，压阻式气压传感器将大气压力的变化转换成电信号的变化，再经过电子测量电路对信号进行测量和处理而获得气压值气温——铂电阻温度传感器，铂电阻温度传感器是利用金属铂在温度变化时自身电阻值也随之改变的特性来测量温度的，显示仪表将会指示出铂电阻的电阻值所对应的温度值湿度——湿敏电容湿度传感器，当环境湿度发生改变时，湿敏电容的介电常数发生变化，使其电容量也发生变化，其电容变化量与相对湿度成正比风向——单翼风向传感器，风标随风向变化而转动时，通过轴带动码盘在光电组件缝隙中转动，产生的光电信号对应当时风向的格雷码输出风速——风杯风速传感器，当风杯受水平风力作用而旋转时，通过活轴转杯在狭缝光耦中的转动，输出频率的信号雨量——翻斗式雨量传感器，根据记录下来的翻斗翻转的次数，即可遥测出降水量的值以及得到降水量随时间的变化曲线蒸发——超声测距蒸发量传感器，利用精确测量超声波传感器至水面距离并转换成电信号输出，可即时测出蒸发量从而测得蒸发量辐射——热电堆式辐射传感器，直接感应热辐射，提供完善的遥控测温装置地温——铂电阻地温传感器，利用金属铂在温度变化时自身电阻值也随之改变的特性来测量温度的，显示仪表将会指示出铂电阻的电阻值所对应的温度值日照——直接辐射表、双金属片日照传感器，当照射在仪器上的直接辐射大于某预设阈值时，被照射的那对双金属片外部黑色元件受热高于内侧背光处元件，导致正向接触,闭合形成电的回路四、根据下表所附观测记录，计算水汽压、相对湿度、露点温度、海平面气压，写出具体计算过程。时间281420合计平均能见度6.0──总/低云量//10/1///Csnebu──云状Fc云高500风向风速SE5降水量定时─RR2.1──干球温度26.2湿球温度18.8──最高温度26.5日最高最低温度16.4日最低水汽压相对湿度露点温度本站气压1007.8T1218.1──P31006.1──0厘米地温38.3地面最高39.8日最高地面最低14.1日最低天气现象•750—1354（连续性，小）备注T1=273.1K，t=26.2℃，tw=18.8℃，A=0.8×10-3℃-1，Po=1007.8hPa，h/400=0.1,t12=18.1KE0=6.1078hPa，a=7.69，b=243.92T=T1+tw=291.9k，tm=1/2(t+t12)+h/400=22.25℃，α=h/[18400(1+tm/273)]=0.02667lgEw=10.7957(1-T1/T)-5.02800lg(T/T1)+1.50475×10-4[1-10-8.2969(T/T1-1)]+0.42874×10-3[104.76955(1-T1/T)-1]+0.78614=1.34032Ew=21.8937hPaE=Ew-APo(t-tw)=15.9276hPaTd=[b×lg(E/E0)]/[a-lg(E/E0)]=13.96KU=E/Ew×100%=72.75%P=Po×10α=1071.6hPa