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地面气象观测
来源:网络 作者:国学转载 发布时间:2007-01-20  


蒸发量的测定

  蒸发量




小型蒸发器

  水由液态或固态转变成汽态,逸入大气中的过程称为蒸发。观测一定面积的水面在一段时间间隔内因蒸发减少的水层深度来确定蒸发量大小,单位为毫米。

  测量蒸发的仪器常用的有小型蒸发器和大型蒸发桶两种。

  小型蒸发器是口径为20厘米,高约10厘米的金属圆盆,盆口成刀刃状,为防止鸟兽饮水,器口上部套一个向外张成喇叭状的金属丝网圈。测量时,将仪器放在架子上,器口离地70厘米,每日放入定量清水,隔24小时后,用量杯测量剩余水量,所减少的水量即为蒸发量。

  大型蒸发桶是一个器口面积为0.3平方米的圆柱形桶,桶底中心装一直管,直管上端装有测针座和水面指示针,桶体埋入地中,桶口略高于地面。每天20时观测,将测针插入测针座,读取水面高度,根据每天水位变化与降水量计算蒸发量

日照时数的测量

  日照的长短与农业生产密切相关,所以日照时数是所有气象台站必须观测的项目。

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  太阳中心从出现在一地的东方地平线到进入西方地平线,其直射光线在无地物、云、雾等任何遮蔽的条件下,照射到地面所经历的时间,称为“可照时数”。太阳在一个地方实际照射地面的时数,称为“日照时数”。日照时数以小时为单位,可用日照计测定。日照时数与可照时数之比为日照百分率,它可以衡量一个地区的光照条件。

  测定日照时数的仪器有:




暗筒式日照计

(1) 暗筒式日照计:一个圆型暗筒上留有小孔,当阳光透过小孔射入筒内时,装在筒内涂有感光药剂的日照纸上便留下感光迹线,利用感光迹线可计算出日照时数,这是气象台站常用的仪器。

(2) 聚焦式日照计:利用太阳光经玻璃球折射聚焦,在日照纸上留下烧灼的焦痕,根据焦痕的总长度即可算出日照时数。

(3) 光电日照计:根据1981年WMO第八届仪器和观测方法委员会建议,用太阳直接辐射强度≥120瓦/平方米作为日照阈值。使用阈值为120瓦/平方米的直接日射表作为日照基准仪器,当太阳直接辐射照射到受光元件时,受光元件输出与直接辐射相对应的脉冲电压,当脉冲电压幅度超过阈值电压时,输出一个时间脉冲,作为日照时数记录下来。
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辐射的测量

  辐射指太阳、地球和大气辐射的总称。通常称太阳辐射为短波辐射,地球和大气辐射为长波辐射。观测的物理量主要是辐射能流率,或称辐射通量密度或辐射强度,标准单位瓦/平方米。气象上常测定以下几种辐射量:

(1) 太阳直接辐射,指来自日盘0.5°立体角内与该立体角轴垂直的面的太阳辐射。
(2) 天空辐射(或称太阳散射辐射),指地平面上收到的来自天穹2π立体角向下的大气等的散射和反射太阳辐射。
(3) 太阳总辐射,指地平面接收的太阳直接辐射和散射辐射之和。
(4) 反射太阳辐射,指地面反射的太阳总辐射。
(5) 地球辐射,指由地球(包括大气)放射的辐射。
(6) 净辐射,指向下和向上(太阳和地球)辐射之差。

  测量辐射的仪器:
(A) 绝对日射表:是测量太阳直接辐射的标准仪器,常用它来确定其它类型仪器的仪器常数。最普通的是埃斯川姆绝对日射表,其感应部分为进光筒内的两块接收系数近似1的黑色锰铜片。观测时,圆筒正对太阳,使一块锰铜片受日光照射而增热,不受照射的锰铜片通过电流加热,调节加热电流直到两块锰铜片温度相等,加热电流平方与辐射强度成正比。根据世界气象组织的决议,从1981年起将使用指定的四种型号作为日射标准仪器,以美国的PACRRADⅢ型绝对日射计为例,接收太阳辐射的主要部分是吸收系数接近于1.0000的探测黑体空腔的锥角部分,在探测空腔后面的补偿空腔,以人工加热法保持和探测空腔具有相同的温度,使探测腔体的热量完全不向后传递,测量空腔和热汇的温度差就可以测得太阳辐射强度。 字串9




直接日射表

(B) 直接日射表:是测定太阳直接辐射的常规仪器。进光筒对感应面的视张角为10°,感应面是一块涂黑的锰铜片,它的背面紧贴热电堆正极,负极接在遮光筒内壁,热电堆的电动势正比于太阳辐射。用于遥测的直接日射表将进光筒安装在“赤道架”上,借助电机和齿轮减速器,带动日射表进光筒准确地自动跟踪太阳。

(C) 天空辐射表:它是测定地平面上




天空辐射表

的太阳直接辐射、天空散射辐射和地面反射辐射仪器。感应部分由黑片和白片组成田字形方格阵,辐射强度正比于黑白片下热电堆的电动势。感应面上有一个半球形防风保护玻璃罩,仪器上方可伸出一块对感应平面视角为10°的遮光板。支架遮光板遮去阳光,仪器只能测到天空散射辐射;除去遮光板则能测到水平面上太阳辐射和散射的总和;反转仪器使感应面向下,则能测到反射辐射。用于遥测的天空辐射表装上遮日环,遮日环以辐射表感应面为中心,直径约30厘米,环宽约5厘米,根据当地纬度和日期,适当调节它的倾角,在一天任何时刻都能遮住太阳的直接辐射。显然由于遮日环的影响使测值偏小,必须加以校正。
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(D) 净辐射表:用于测量地表面吸收和支出辐射之差。仪器有上下两片感应面,由绝热材料将其隔开,并分别罩上聚乙烯防风薄膜。向上和向下感应面分别感应地面对辐射的收入和支出,热电堆测量它们的温差,净辐射强度正比于温差电动势。
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