校園氣象站場(chǎng)地的選擇

1、; 校園氣象站場(chǎng)地的選擇一、觀測(cè)場(chǎng) 地面氣象觀測(cè)大多數(shù)項(xiàng)目都要在專門建立的氣象觀測(cè)場(chǎng)所內(nèi)進(jìn)行，建設(shè)校園氣象站，首先要進(jìn)行觀測(cè)場(chǎng)地的選擇、規(guī)劃和設(shè)計(jì)。 1.觀測(cè)場(chǎng)是取得地面氣象資料的主要場(chǎng)所，應(yīng)當(dāng)選在能較好反映本地較大范圍的主要?dú)庀笠靥攸c(diǎn)的地方。因?yàn)閺?fù)雜的外在因素會(huì)影響氣象要素的變化，造成觀測(cè)不準(zhǔn)確，觀測(cè)結(jié)果不能真實(shí)地反映該地自由大氣的實(shí)際變化情況，影響觀測(cè)資料的代表性。同時(shí)會(huì)影響視界的廣闊。一般學(xué)校特別是城市內(nèi)學(xué)校基本上沒有能夠滿足上述要求的條件。我們可以把觀測(cè)場(chǎng)地的地址選在教學(xué)樓的樓頂，這樣就可以最大幅度地排除觀測(cè)場(chǎng)地四周200米以內(nèi)的障礙物的影響。教學(xué)樓的出入與疏散通道都比較寬敞，不妨礙

2、多人出入，而且觀測(cè)場(chǎng)內(nèi)的儀器容易得到保護(hù)，可以避免外界人為的破壞。至于場(chǎng)地的面積，我們可以采取分塊的方法，在不同的樓頂安裝不同的儀器。教學(xué)樓一般都是連體工程，在不違背所安裝的儀器之間規(guī)定的間距、高低儀器排列方向和次序的原則基礎(chǔ)上進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)就可以了。觀測(cè)大地溫度的儀器仍須安裝在地面，這些儀器既占不了多大面積，又可以不避開障礙物。 2.在觀測(cè)場(chǎng)動(dòng)建之前，首先要對(duì)本站子午線進(jìn)行界定。因?yàn)檎麄€(gè)觀測(cè)場(chǎng)內(nèi)室外儀器的定位、排列、安裝以及氣象工作室位置的確定都與方位有關(guān)。界定子午線常采用羅盤測(cè)定法、太陽高度測(cè)定法和北極星測(cè)定法等。 接著，要測(cè)定本站經(jīng)緯度。因?yàn)榻?jīng)緯度是影響天氣變化的因素，是計(jì)算制作氣象產(chǎn)品的

3、重要依據(jù)。測(cè)定本站經(jīng)緯度可以采用地圖查算法、經(jīng)緯儀測(cè)定法等。 海拔高度是影響天氣要素?cái)?shù)值的因素之一。在氣象觀測(cè)上，很多數(shù)據(jù)都要進(jìn)行海平面數(shù)值換算，如氣壓等；一些現(xiàn)代化的儀器在安裝時(shí)就要輸入本站海拔高度，如自動(dòng)氣象儀等。所以要進(jìn)行本站海拔高度的測(cè)定。本站經(jīng)緯度（精確到分）和本站海拔高度（精確到0.1米）的數(shù)據(jù)要刻在觀測(cè)場(chǎng)內(nèi)固定的標(biāo)志上。二、工作室 氣象工作室（專業(yè)氣象站稱觀測(cè)值班室）是氣象站的心臟部位，是整個(gè)氣象站組織工作的基礎(chǔ)，是氣象數(shù)據(jù)處理和氣象產(chǎn)品制作的中心。.1.工作室應(yīng)建在觀測(cè)場(chǎng)的北邊，與觀測(cè)場(chǎng)的距離不能太遠(yuǎn)，也不能靠得太近，大約相距30米左右為佳。如果觀測(cè)場(chǎng)是規(guī)劃在教學(xué)樓樓頂?shù)?，工?/p>

4、室的位置盡可能安排在同一樓層，不過，安排在下一個(gè)樓層也可以。 2.工作室的面積一般在10平方米左右，如果條件允許或考慮到學(xué)生多人參與活動(dòng)，盡量安排大些的房子，為學(xué)生提供自由寬敞的活動(dòng)空間。工作室的墻壁四周及頂部都要求刷上白色涂料漆。 3.氣象工作室內(nèi)要安放室內(nèi)觀測(cè)儀器，在工作室的一角要隔一小間暗室，大小視安裝儀器的數(shù)量而定，一般不得小于兩個(gè)平方米，裝推拉門，暗室內(nèi)裝氣壓表，置放氣壓計(jì)，配上一盞15-40W的紅色電燈。工作室內(nèi)還要置放工作臺(tái)、文件柜、繪圖桌等工作設(shè)施。工作臺(tái)上置放電接風(fēng)向風(fēng)速儀的顯示器、自動(dòng)記錄器、上位計(jì)算機(jī)等；文件柜內(nèi)置放附屬品、備品、耗材、氣象觀測(cè)資料等；繪圖桌供繪制天氣圖和

5、制作天氣預(yù)報(bào)等氣象產(chǎn)品的制作之用。工作室內(nèi)還要安裝集中控制和分配供電電源的配電箱。觀測(cè)儀器百葉箱作用:（安裝溫、濕度儀器用的防護(hù)設(shè)備）防止太陽對(duì)儀器的直接輻射和地面對(duì)儀器的反射輻射，保護(hù)儀器免受強(qiáng)風(fēng)、雨、雪等的影響，并使儀器感應(yīng)部分有適當(dāng)?shù)耐L(fēng)，能真實(shí)地感應(yīng)外界空氣溫度和濕度的變化。原理：白天，空氣對(duì)太陽輻射的吸收能力弱于任一種溫度感應(yīng)元件；夜晚，空氣的紅外輻射能力又弱于任一種溫度感應(yīng)元件的表面。百葉箱為木質(zhì)結(jié)構(gòu)，四壁做成雙層百葉窗式，箱底和箱頂由數(shù)塊高低不同的木板做成，然后再在頂上覆蓋防雨頂板。整個(gè)箱體涂成白色，以利于對(duì)太陽輻射的反射。百葉箱四壁和頂層、底層的結(jié)構(gòu)完全可以保障箱內(nèi)外空氣的自由

6、流通，還可避免降水和強(qiáng)風(fēng)的影響。這樣的結(jié)構(gòu)，使得百葉箱內(nèi)具有很好的通風(fēng)性能，同時(shí)又使箱內(nèi)儀器不受太陽直接照射和雨雪的影響，從而保障了空氣溫度的濕度觀測(cè)數(shù)據(jù)的代表性。放置方式：整個(gè)百葉箱用支架安置在觀測(cè)場(chǎng)內(nèi)，箱底略低于1.5米，箱門朝北安裝，是為了防止觀測(cè)時(shí)陽光直接照射箱內(nèi)的儀器。百葉箱應(yīng)能滿足下列條件 ：（1）內(nèi)部之溫度分布均勻。（2）內(nèi)部之溫度與箱外氣溫相同。 （3）能容納放置之儀器。 （4）使用輻射熱影響最小之材質(zhì)。 最低溫度計(jì)作用：測(cè)定某一時(shí)段間隔內(nèi)(通常為一天)最低溫度的儀器。原理：最低溫度計(jì)為酒精溫度計(jì)，在最低溫度計(jì)酒精柱內(nèi)，置一黑色指標(biāo)，為一長約2厘米之兩端呈球狀之玻璃棒，當(dāng)溫度下

7、降時(shí)，酒精收縮，因酒精柱頂之表面張力作用，指標(biāo)隨之移動(dòng)，即向酒精球部后退，當(dāng)溫度上升時(shí)，酒精柱上升，而指標(biāo)因無外力推動(dòng)仍留原處，故指標(biāo)離酒精球較遠(yuǎn)之一端為表示在某一時(shí)段間隔內(nèi)的最低溫度。放置方式：最低溫度計(jì)置於百葉箱內(nèi)木架上，水平橫置，球部在左，頂端在右毛發(fā)濕度計(jì) 作用：測(cè)量大氣中濕度原理：毛發(fā)有很多細(xì)孔，當(dāng)大氣中濕度增加時(shí)，細(xì)孔吸濕而伸長，濕度減小時(shí)，細(xì)孔放出水汽而收縮，其變量帶動(dòng)指針，即可知濕度。 放置方式：以一束脫脂處理后之毛發(fā)，上端固定在金屬架上，下端連接槓桿和指針，桿上有可伸縮之小銅錘，使毛發(fā)伸直，頂端有一小螺絲，為調(diào)整指針之位置用，為使指針軸減少擺動(dòng)，可裝置游絲一個(gè)予以控制。蒸發(fā)皿

8、作用：量測(cè)蒸發(fā)量 原理：自土壤表面或自由水面因蒸發(fā)而失去之水量，稱為蒸發(fā)量。20公分口徑蒸發(fā)皿多為銅或不銹鋼材料作成，直徑20公分，深約10公分，開口處尖銳如刃，形同雨量器。器外套一向外彎曲同材質(zhì)之柵網(wǎng)，以防鳥類竊飲器內(nèi)之水。觀測(cè)時(shí)先以雨量量杯量入定量軟水，至一定時(shí)間（通常為一天），將水倒入量杯量之，二者差額即為蒸發(fā)量。 干濕計(jì)作用：量測(cè)大氣中之濕度 原理：大氣中濕度大時(shí)，球部之濕氣與大氣之濕氣平衡，溫度保持恒定，若大氣濕度降低時(shí)，濕球之水氣蒸散而吸熱，使溫度下降。放置方式：使用 2 支溫度計(jì)，其中一支感溫球部包上白色脫脂之紗布，系一棉線至水盂中，水盂盛入蒸餾水，使水盂之蒸餾水經(jīng)棉線至紗布處，

9、浸濕感溫球部，是為濕球。另一支溫度計(jì)則未浸濕，是為乾球。土壤溫度計(jì)作用：測(cè)量土壤溫度原理：是由一個(gè)陶土管和一個(gè)真空表組成。陶土管是儀器的感應(yīng)部件，具有許多細(xì)小的孔隙，陶土管被水浸潤后，在孔隙中形成一層水膜。當(dāng)充滿水而且密封的土壤濕度計(jì)插入水份不飽和土壤時(shí)，水膜便與土壤水連結(jié)起來，使儀器內(nèi)部的水產(chǎn)生負(fù)壓。這樣，真空表指示的負(fù)壓，就是土壤水吸力。 海洋在氣候系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)中扮演的作用 海洋在地球氣候的形成和變化中的重要作用已越來越為人們所認(rèn)識(shí)，它是地球氣候系統(tǒng)的最重要的組成部分。海洋在氣候系統(tǒng)中的重要地位是由海洋自身的性質(zhì)所決定的。 地球表面約71為海洋所覆蓋，全球海洋吸收的太陽輻射量約占進(jìn)入地球大氣頂

10、的總太陽輻射量的70左右。因此，海洋，尤其是熱帶海洋，是大氣運(yùn)動(dòng)的重要能源。 海洋有著極大的熱容量，相對(duì)大氣運(yùn)動(dòng)而言，海洋運(yùn)動(dòng)比較穩(wěn)定，運(yùn)動(dòng)和變化比較緩慢。海洋是地球大氣系統(tǒng)中CO2的最大的匯。上述三個(gè)重要性質(zhì)，決定了海洋對(duì)大氣運(yùn)動(dòng)和氣候變化具有不可忽視的影響。 (一)海洋對(duì)大氣系統(tǒng)熱力平衡的影響 海洋吸收太陽入射輻射的70，其絕大部分(85左右)被貯存在海洋表層(混合層)中。這些被貯存的能量將以潛熱、長波輻射和感熱交換的形式輸送給大氣，驅(qū)動(dòng)大氣的運(yùn)動(dòng)。因此，海洋熱狀況的變化以及海面蒸發(fā)的強(qiáng)弱都將對(duì)大氣運(yùn)動(dòng)的能量產(chǎn)生重要影響，從而引起氣候的變化。 海洋并非靜止的水體，它也有各種尺度的運(yùn)動(dòng)，海洋

11、環(huán)流在地球大氣系統(tǒng)的能量輸送和平衡中起著重要作用。由于地球大氣系統(tǒng)中低緯地區(qū)獲得的凈輻射能多于高緯地區(qū)，因此，要保持能量平衡，必須有能量從低緯地區(qū)向高緯地區(qū)輸送。研究表明，全球平均有近70的經(jīng)向能量輸送是由大氣完成的，還有30的經(jīng)向能量輸送要由海洋來承擔(dān)。而且在不同的緯度帶，大氣和海洋各自輸送能量的相對(duì)值也不同，在030N的低緯度區(qū)域，海洋輸送的能量超過大氣的輸送，最大值在20N附近，海洋的輸送在那里達(dá)到了74，但在30N以北的區(qū)域，大氣輸送的能量超過海洋的輸送，在50N附近有最強(qiáng)的大氣輸送。這樣，對(duì)地球大氣系統(tǒng)的熱量平衡來講，在中低緯度主要由海洋環(huán)流把低緯度的多余熱量向較高緯度輸送；在中緯度

12、50N附近，因有西部邊界流的輸送，通過海氣間的強(qiáng)烈熱交換，海洋把相當(dāng)多的熱量輸送給大氣，再由大氣環(huán)流以特定形式將能量向更高緯度輸送。因此，如果海洋對(duì)熱量的經(jīng)向輸送發(fā)生異常，必將對(duì)全球氣候變化產(chǎn)生重要影響。(二)海洋對(duì)水汽循環(huán)的影響 大氣中的水汽含量及其變化既是氣候變化的表征之一，又會(huì)對(duì)氣候產(chǎn)生重要影響。大氣中水汽量的絕大部分(86)由海洋供給，尤其低緯度海洋，是大氣中水汽的主要源地。因此，不同的海洋狀況通過蒸發(fā)和凝結(jié)過程將會(huì)對(duì)氣候及其變化產(chǎn)生影響。(三)海洋對(duì)大氣運(yùn)動(dòng)的調(diào)諧作用 因海洋的熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)慣性使然，海洋的運(yùn)動(dòng)和變化具有明顯的緩慢性和持續(xù)性。海洋的這一特征一方面使海洋有較強(qiáng)的“記憶”能力，可以把大氣環(huán)流的變化通過海氣相互作用將信息貯存于海洋中，然后再對(duì)大氣運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生作用；另一方面，海洋的熱慣性使得海洋狀況的變化有滯后效應(yīng)，例如海洋對(duì)太陽輻射季節(jié)變化的響應(yīng)要比陸地落后1個(gè)月左右