13-第十一章-海洋气象观测

海洋气象观测第十一章Chapter11.Observationofmarinemeteorology1第十一章海洋气象观测2海洋气象观测，分常规观测和非常规观测两种。随着科技水平发展，人们可以获取许多要素的观测值，对各种天气进行严密监测、进行机理分析及探索预报方法。第十一章海洋气象观测3概述第一节能见度观测云的观测天气现象的观测第二节第三节第四节第五节气温、湿度和风的观测第六节气压的观测第七节大气边界层的观测第十一章海洋气象观测4概述第一节5一、海洋气象观测的目的（一）服务于海洋气象预报：为天气预报和气象科学研究提供准确的情报和资料，对海上天气特别是灾害性天气做出准确预报。（二）服务于海洋水文预报：根据海区环境特征值和现实观测结果，运用专门研制的物理模型和数学模型，对未来的海洋环境特征值作出预测并发布公告。（三）海洋科学的需要：为了解作为海洋上边界和海洋驱动力之一的大气运动，而需要的数据资料。第十一章海洋气象观测第一节概述6二、海洋气象观测内容海洋气象观测是指用目力和借助仪器对云和近地面大气状况及其变化进行连续的、系统的观察和测定。具体观测方式包括采用定时观测、定点连续观测、走航观测和高空气象探测。第十一章海洋气象观测第一节概述7二、海洋气象观测内容•目测项目：云、能见度、天气现象；•器测项目：气压、海面空气温度、相对湿度、风速、风向、降水、蒸发、日照等；在船只航行时，还要记录船的航速和航向，对已经观测的风速、风向进行校正。第十一章海洋气象观测第一节概述8三、海洋气象观测的次数和时间（1）海洋气象观测采用北京时间，以20时为日界；（2）担任气象观测的调查船，每日2时、8时、14时、20时（北京时）进行观测；（3）在连续站观测中，除四次绘图天气观测外，还要进行四次辅助绘图天气观测，时间是每日5时、11时、17时、23时（北京时）。（4）大面观测中，一般是到站后即进行一次气象观测。第十一章海洋气象观测第一节概述9三、海洋气象观测的次数和时间•高空气象探测在每日的08、20时进行，探测项目为气压、温度、湿度、风向、风速等。•观测程序：每次定时观测应在观测前30min巡视仪器。在正点前20min按下列顺序依次观测海面水平能见度、云、天气现象、海面气温和相对湿度、海面风、气压、降水量等，气压观测应尽量接近正点。第十一章海洋气象观测第一节概述10四、海洋气象观测平台•海洋水文气象台•海洋水文气象站•商用船•专用调查船•水文气象观测浮标第十一章海洋气象观测第一节概述第十一章海洋气象观测11能见度观测第二节12一、能见度能见度，通常是指人的正常视力在当时天气条件下所能见到的最大水平距离。“有效能见度”是指周围一半以上视野里都能见到的最大水平距离。第十一章海洋气象观测第二节能见度观测13二、能见度的观测•当舰船在海岸附近时：首先估计向岸方向的能见度，然后以水平线的清晰程度，进行向海方向的能见度估计。•当舰船在开阔海区时：主要根据水平线的清晰程度，参照海面能见度参照表进行等级估计。当水平线完全看不清时，按经验进行估计。第十一章海洋气象观测第二节能见度观测14二、能见度的观测第十一章海洋气象观测第二节能见度观测海天水平线清晰程度眼高出海面7m眼高出海面7m十分清晰50.0清晰20.0~50.050.0比较清晰10.0~20.020.0~50.0隐约可辨4.0~10.010.0~20.0完全看不清4.010.0海面能见度参照表（km）15二、能见度的观测•海面有效能见度以千米（km）为单位，分辨率为0.1km，准确度为±20%；•海面水平能见度记录到0.1km；不足0.1km时，记0.0；•当海面水平能见度小于10.0km时，应伴有雾、降水、浮尘等天气现象，两者不应发生矛盾；——GBT12763.3-2007海洋调查规范第3部分海洋气象观测第十一章海洋气象观测第二节能见度观测16二、能见度的观测进行观测时：•观测员站在能看清岸上目标物的高处，用目力找出最远可见的目标物。•从海图上量出或用雷达测量出船与目标物的距离，换算成能见度等级。•夜间能见度估计：第十一章海洋气象观测第二节能见度观测第十一章海洋气象观测17云的观测第三节18云是大气中的水蒸气遇冷液化成的小水滴或凝华成的小冰晶，所混合组成的漂浮在空中的可见聚合物。其底部不接触地面，并有一定的厚度。云的形成与演变，是大气运动的具体表现，是预示未来天气变化的重要征兆，因此说，云具有天气现象的指示性。借助云的观测，对正确判断大气运动状况，特别是对短期临近天气预报有重要意义。第十一章海洋气象观测第三节云的观测19一、云的分类在目前的观测规范中，按照云的外形特征、结构、特点和云底高度将云分为低云、中云、高云3族10属29种。第十一章海洋气象观测第三节云的观测20一、云的分类（一）低云：•多由水滴组成；•云底在2500m以下，随季节、纬度变化；•大部分低云能产生降水；•包括积云、积雨云、层积云、层云、雨层云等；第十一章海洋气象观测第三节云的观测21一、云的分类（一）中云：•多由水滴、过冷水滴和冰晶混合组成；•云底高度在2500~5000m之间；•可分为高层云和高积云两类；•高层云常产生降水，薄的高积云一般无降水；第十一章海洋气象观测第三节云的观测22一、云的分类（一）高云：•由细小冰晶组成；•云底高度通常在5000m以上；•一般不产生降水，偶有降雪；•包括卷云、卷层云、卷积云等；第十一章海洋气象观测第三节云的观测23二、云状的判断云状（cloudform）即云的外部形状，按云的外形特征、结构特点、透明度、云底高度和相关天气现象，将云分为三族，十属，二十九类。第十一章海洋气象观测第三节云的观测表1云状分类表云属云类云族学名简写学名简写常见云底高度范围m积云Cu淡积云浓积云碎积云CuhumCucongFc400～2000积雨云Cb秃积雨云鬃积雨云CbcalvCbcap400～2000层积云Sc透光层积云蔽光层积云积云性层积云堡状层积云荚状层积云SctraScopSccugSccastSclent400～2500层云St层云碎层云StFs50～800低云雨层云Ns雨层云碎雨云NsFn400～2000高层云As透光高层云蔽光高层云AstraAsop2500～4500中云高积云Ac透光高积云蔽光高积云荚状高积云积云性高积云絮状高积云堡状高积云ActraAcopAclentAccugAcfloAccast2500～4500卷云Ci毛卷云密卷云伪卷云钩卷云CifilCidensCinotCiunc4500～10000卷层云Cs毛卷层云薄幕卷层云CsfilCsnebu4500～8000高云卷积云Cc卷积云Cc4500～800024三、云状的记法•将观测到的各云状按运量多少用云状的国际简写依次记录；•云量相同时，按高中低顺序记录；云量不同时，量多的先记；•有雾的天气：云量记为10，云状记为“≡”；第十一章海洋气象观测第三节云的观测25三、云状的记法•霾、浮尘、沙尘暴导致天空云状、云量不明时：云量记为“—”，云状记为现象符号和可见云状；•无云时云状不填；黑暗时云状记为“—”；•云量不到天空的1/20时，仍需记云状；第十一章海洋气象观测第三节云的观测26四、云量的估计云量（cloudamount）：指云遮蔽天空视野的成数。估计云量的地点必须能见全部天空，当天空部分地为障碍物如山、房屋等所遮蔽时，云量应从未被遮蔽的天空部分中估计；如果一部分天空为降水所遮蔽，这部分天空应作为被产生降水的云遮蔽来看待。第十一章海洋气象观测第三节云的观测27四、云量的估计总云量是指被所有的云遮蔽天空的总成数，用十分法估计。将全部天空分成10等分，全天无云记0，天空完全为云所遮蔽记10，云占全天1/10，记1，云占全天2/10，记2，依次类推。第十一章海洋气象观测第三节云的观测第十一章海洋气象观测28天气现象的观测第四节29一、观测内容天气现象是指在大气中、海面上及船体（或其他建筑物）上产生或出现的一些物理现象，主要包括降水、水汽凝结物（云除外）、干质悬浮物、光学现象、雷电现象，也包括一些风的特征。第十一章海洋气象观测第四节天气现象的观测30二、观测和记录方法在定时观测、大面观测和断面观测中，只观测和记录观测时出现的天气现象。在定点连续观测中，部分天气现象应观测和记录开始时间和终止时间（时、分），如雨、阵雨、毛毛雨、雪、阵雪、雨夹雪、阵性雨夹雪、霰、米雪、冰粒等。飑只观测和记录开始时间。第十一章海洋气象观测第四节天气现象的观测31二、观测和记录方法在定点连续观测中，两次观测之间出现的天气现象按出现的顺序记入前一次观测的记录表。在视区内出现的天气现象但在测站未出现，也应观测和记录，同时应在纪要栏注明。当天气现象造成灾害时，应于纪要栏内详细记载。凡与海面水平能见度有关的天气现象，均应与之相配合。第十一章海洋气象观测第四节天气现象的观测第十一章海洋气象观测32气温、湿度和风的观测第五节33一、气温、湿度的观测（一）概念温度：表示冷热程度的物理量；湿度：表示空气中水汽含量的物理量；第十一章海洋气象观测第五节气温、湿度和风的观测34一、气温、湿度的观测（二）观测舰船上通常采用百叶箱内的干湿球温度表或通风干湿表观测空气温、湿度。•干湿球温度表观测：干球用来测定空气温度；干湿球温差用来计算湿度；空气越干燥，干湿球温差越大，空气越潮湿，干湿球温差越小第十一章海洋气象观测第五节气温、湿度和风的观测35二、风的观测空气的流动称为风。风的观测要求：•观测的风为水平方向分量；•观测一段时间内风速的均值；•定点观测还应观测日最大风速、相应风向及出现时间；第十一章海洋气象观测第五节气温、湿度和风的观测36二、风的观测风的观测仪器有很多种：•气象台站最常用的为风杯风速计；•另一种旋转式风速计为旋桨式风速计；•常用的风速计类型还有：利用被加热物体的散热率与风速相关原理制成的热线风速计；第十一章海洋气象观测第五节气温、湿度和风的观测37二、风的观测测风是观测一段时间内风速、风向的平均值：•每3s采集一次，将合成风速和风向换算成风速和风向作为瞬时风速和相应风向；•连续采样10min，计算风速和相应风向的平均值，作为该10min结束时刻的平均风速和相应风向；•记录每1min的前10min平均风速和相应风向，将整点前10min的平均风速和相应风向，作为该整点的风速、相应风向值第十一章海洋气象观测第五节气温、湿度和风的观测第十一章海洋气象观测38气压的观测第六节39一、观测内容在定时观测、大面观测和断面观测中，观测当时的气压；在定点连续观测中，观测各定时的气压；定时气压测定的仪器为水银气压表和空盒气压表（野外用），船上主要用空盒气压表，有时也可采用船用水银气压表。第十一章海洋气象观测第六节气压的观测•示度盘最小分值：1hPa（1hpa=100pa）•附温表最小分值：1℃40二、空盒气压表观测空盒气压表是以弹性金属做成的薄膜空盒作为感应元件，它将大气压力转换成空盒的弹性移位，通过杠杆和传动机构带动指针。第十一章海洋气象观测第六节气压的观测41二、空盒气压表观测使用时将空盒气压表水平放置读数，用手指轻轻扣敲仪器外壳或表面玻璃，以消除传动机构中的摩擦观察时指针与镜面指针相重叠，此时指针所指值数即为气压表示值，读数精确到小数一位读取气压表上温度表示值。第十一章海洋气象观测第六节气压的观测42二、空盒气压表观测空盒气压表读数要经过以下订正才是海平面气压：•刻度订正：在检定证上列表给出；•温度订正：从检定证上查温度系数，注意温度读数和温度系数的正、负号；•补充订正：由检定证给出；•高度订正：订正为海平面气压；第十一章海洋气象观测第六节气压的观测第十一章海洋气象观测43大气边界层观测第七节44大气边界层(AtmosphericBoundaryLayer,ABL)，又称行星边界层(PBL)，位于大气最下部，是直接受地面影响的那部分大气层。•与人类关系最为密切，是由人类活动和各项生态环境构成的主要气层。•对于人类日常生活、航海、航空等有着重要影响。第十