《综合气象观测实践》实践课实验指导书+-+风降水

1/7成都信息工程学院电子工程学院《综合气象观测实践》实验指导书实验五地面风的观测一、实验目的：在理解风的来源后，掌握风速和风向的原理，掌握风向传感器和风速传感器的的测量方法。理解并掌握各种风的传感器的测量原理，测量过程和观测方法。二、实验说明：1.风向指风的来向，正北为0度起始方向。2.观测场的10米风杆上的是机械式风杯风速传感器和风向标式风向传感器3.风的数据分类为：3秒风速风向、2分钟风速风向、10分钟风速风向三、实验要求：1、在综合气象观测场观测数据记录观测时间，地点(包括经纬度和海拔高度)；在自动气象站上分别读取地面风速风向值和大风记录；2、在气象计量检定室测试风传感器2.1、检定仪器：回路风洞风速检定点的选择风速检定点为：2m/s、5m/s、10m/s、15m/s、20m/s、25m/s、30m/s。2.2、检定数据读取(采集)方法2.2.1、风速启动风速检定2.2.3、风速示值检定2.3、示值误差计算2.3.1、风速示值误差计算用被检风速传感器在各风速检定点上的指示风速减去实测风速，得出各风速检定点上的测量误差（示值误差），再将各风速检定点上的指示风速值代入技术要求中给出的风速最大允许误差方程，得出各风速检定点上的允许误差值。当被检风速传感器，在各风速检定点上的测量误差均小于被检风速传感器在各风速检定点上的允许误差值时视为合格，否则应进行维修后重新检定。重新检定仍不合格者，作为不合格处理并更2/7换。3、最后提交实验报告（记录参考附录3）四、实验思考题：1．气象站地面风的观测项目有哪些，常用的测风仪器是什么？2．试述风向标测定风向的原理。各种风标各有什么优点？3．从风标响应的观点来说，对风标应有怎样的要求？4．试述杯形风速器的测风原理。它为什么不宜测定瞬时风速？3/7实验六：降水及蒸发的观测一、实验目的：1.掌握降水、降水强度、降水量的定义，了解雨量器的结构、安装、维护；2.理解蒸发的概念，熟悉E601B蒸发器的结构、安装、维护和蒸发传感器的原理；掌握E601B型蒸发器的观测记录、数据采集和处理二、实验说明：实验原理降水是指从天空降落到地面上的液态或固态(经融化后)的水。降水观测包括降水量和降水强度的观测。降水量是指某一时段内的未经蒸发、渗透、流失的降水，在水平面上积累的深度。以毫米（mm）为单位，取1位小数。降水强度是指单位时间的降水量，通常测定5分钟、10分钟和1小时内的最大降水量。气象站观测每分钟、时、日降水量。常用测量降水的仪器有雨量器、翻斗式雨量计、单翻斗雨量传感、虹吸式雨量计和双阀容栅式雨量传感器等。自动气象站雨量传感器主要测量降水量的连续变化，用于天气报告和挑取年最大降水量等，降水量的气候记录比如气候资料的分析、月年降水量的统计、降水时段资料分析等等主要是以雨量器观测的资料为准。⑴构造原理该传感器也是用来自动测量降水量的仪器，主要由承水器(口径为159.6mm)、过滤漏斗、翻斗、干簧管、底座和专用量杯等组成（见图10.4）。降水通过承水器，再通过一个过滤斗流入翻斗里，当翻斗流入一定量的雨水后，翻斗翻转，倒空斗里的水，翻斗的另一个斗又开始接水，翻斗的每次翻转动作通过干簧管转成脉冲信号（1脉冲为0.1mm）传输到采集系统。仪器测量范围0～4mm/min。（2）安装与维护单翻斗雨量传感器应安装在观侧场内预制水泥座上（图10.4）筒口离地70CM高，保持筒口水平。实验步骤1.掌握翻斗雨量记的结构，描述其测量原理；2.检查雨量记是否水平，盛水器是否正圆；4/73.检查雨量记是否清洁，进水口、出水口是否通畅；4.测量翻斗雨量记翻转次数，记录雨量（翻转一次为0.1mm）；5.测量采集器雨量记的翻转脉冲是否正常；6.检查蒸发器内的水是否清洁，是否有悬浮物（如不清洁更换水，并清洁蒸发桶）；7.先调整测针针尖与水面恰好相接，然后从游标尺上读出水面高度。读数方法：通过游尺零线所对标尺的刻度，即可读出整数；再从游尺刻度线上找出一根与标尺上某一刻度线相吻合的刻度线，游尺上这根刻度线的数字，就是小数读数。8.读取超声波蒸发传感器测量结果；9.将观测结果记录在下表中；三、实验要求：一、在综合气象观测场观测数据1.用两种雨量传感器进行降水量的测试，一种单翻斗雨量传感器，一种双翻斗雨量传感器2.人工测试10mm的雨量，2人一组，一人用标准雨量量杯均匀缓慢倒水，两人同时数翻斗数，一人计时；使用仪器规格参数：直径为20cm的标准量筒，单翻斗口径直径为15.96cm，分辨率0.1mm，双翻斗口径直径为20cm（配备的量杯为口径为20cm双翻斗的，请自己换算成单翻斗口径为15.96cm）。请按照测试记录和给出的参数计算测试的雨量和雨强。3.进行蒸发测试：人工测针观测和超声波蒸发传感器两种方法；4.记录测量时间和测试结果，手动测量值与自动站数据对比5．完成并提交实验报告。二、气象计量检定室用加液器对雨量传感器测试1、降雨量和降水强度选择降雨量：10mm；降水强度：1mm/min、4mm/min。2、检定数据读取（采集）方法加液器按设定雨强和雨量自动检定。每种雨强和雨量分别检定3次。以被检雨量传感器3次测量值的平均值减去标准值，得出该雨强下的测量误差，分别用公式(1)和(2)计算各雨强下的测量误差值(如雨量传感器输出值是频率信号、脉冲信号,应转换成雨量值)。(1))s,(),(RRR4344(2))s,(),(RRR13115/7式中：1R—雨强为1mm/min时的测量误差，mm；)3,1(R—雨强为1mm/min时，3次测量值的平均值,mm),1(sR—雨强为1mm/min时的标准值，mm；、4R—雨强为4mm/min时的测量误差，mm；)3,4(R—雨强为4mm/min时，3次测量值的平均值，mm；),4(sR—雨强为4mm/min时的标准值，mm；3、最后提交实验报告（记录参考附录5）四、实验思考题：1、我国气象站的降水和蒸发观测包括哪些内容？2、什么是降水量和降水强度，测量降水量的主要仪器有哪些？3、什么是蒸发量，测量蒸发的主要仪器有哪些？6/7附录3风速示值检定记录表检定环境检定环境检定开始时检定结束时平均值起动风速温度（℃）湿度（％RH）气压（hPa）风检定项目标准器名称：型号/规格：生产单位：编号：风速传感器名称：型号/规格：编号：生产单位：风速风速检定点(m/s)实测风压(Pa)实测风速(m/s)指示风速(m/s)示值误差(m/s)检定点允差(m/s)检定结论回归方程检定人：复核人：检定日期：7/7附录5记录编号：环境条件：温度：湿度：气压：标准器名称：单位名称单位名称单位名称生产厂家生产厂家生产厂家型号型号型号编号编号编号证书号证书号证书号降雨量雨强标准值示值误差标准值示值误差标准值示值误差（mm）(mm/min)（mm）（mm）（mm）（mm）（mm）（mm）（mm）（mm）（mm）平均平均校准：核验：日期：年月日1010自动气象站雨量传感器校准记录生产厂家：型号：101mm4mm10101010有效期：日
校准依据：《自动气象站检定规程》（报批稿）编号：