《綜合氣象觀測實踐》實踐課實驗指導(dǎo)書+-+風(fēng)降水

1、成都信息工程學(xué)院電子工程學(xué)院綜合氣象觀測實踐實驗指導(dǎo)書實驗五 地面風(fēng)的觀測一、實驗?zāi)康模涸诶斫怙L(fēng)的來源后，掌握風(fēng)速和風(fēng)向的原理，掌握風(fēng)向傳感器和風(fēng)速傳感器的的測量方法。理解并掌握各種風(fēng)的傳感器的測量原理，測量過程和觀測方法。二、實驗說明：1.風(fēng)向指風(fēng)的來向，正北為0度起始方向。2.觀測場的10米風(fēng)桿上的是機械式風(fēng)杯風(fēng)速傳感器和風(fēng)向標(biāo)式風(fēng)向傳感器3.風(fēng)的數(shù)據(jù)分類為：3秒風(fēng)速風(fēng)向、2分鐘風(fēng)速風(fēng)向、10分鐘風(fēng)速風(fēng)向三、實驗要求：1、在綜合氣象觀測場觀測數(shù)據(jù)記錄觀測時間，地點(包括經(jīng)緯度和海拔高度)；在自動氣象站上分別讀取地面風(fēng)速風(fēng)向值和大風(fēng)記錄；2、在氣象計量檢定室測試風(fēng)傳感器2.1、檢定儀器：回路

2、風(fēng)洞風(fēng)速檢定點的選擇風(fēng)速檢定點為：2 m/s、5 m/s、10 m/s、15 m/s、20 m/s、25 m/s、30m/s。2.2、 檢定數(shù)據(jù)讀取(采集)方法2.2.1、風(fēng)速啟動風(fēng)速檢定2.2.3、風(fēng)速示值檢定2.3、 示值誤差計算2.3.1、風(fēng)速示值誤差計算用被檢風(fēng)速傳感器在各風(fēng)速檢定點上的指示風(fēng)速減去實測風(fēng)速，得出各風(fēng)速檢定點上的測量誤差（示值誤差），再將各風(fēng)速檢定點上的指示風(fēng)速值代入技術(shù)要求中給出的風(fēng)速最大允許誤差方程，得出各風(fēng)速檢定點上的允許誤差值。當(dāng)被檢風(fēng)速傳感器，在各風(fēng)速檢定點上的測量誤差均小于被檢風(fēng)速傳感器在各風(fēng)速檢定點上的允許誤差值時視為合格，否則應(yīng)進(jìn)行維修后重新檢定。重新檢

3、定仍不合格者，作為不合格處理并更換。3、最后提交實驗報告（記錄參考附錄3）四、實驗思考題：1氣象站地面風(fēng)的觀測項目有哪些，常用的測風(fēng)儀器是什么？2試述風(fēng)向標(biāo)測定風(fēng)向的原理。各種風(fēng)標(biāo)各有什么優(yōu)點？3從風(fēng)標(biāo)響應(yīng)的觀點來說，對風(fēng)標(biāo)應(yīng)有怎樣的要求？4試述杯形風(fēng)速器的測風(fēng)原理。它為什么不宜測定瞬時風(fēng)速？實驗六：降水及蒸發(fā)的觀測一、實驗?zāi)康模?.掌握降水、降水強度、降水量的定義，了解雨量器的結(jié)構(gòu)、安裝、維護；2.理解蒸發(fā)的概念，熟悉E601B蒸發(fā)器的結(jié)構(gòu)、安裝、維護和蒸發(fā)傳感器的原理；掌握E601B型蒸發(fā)器的觀測記錄、數(shù)據(jù)采集和處理二、實驗說明：實驗原理降水是指從天空降落到地面上的液態(tài)或固態(tài)(經(jīng)融化后)的

4、水。降水觀測包括降水量和降水強度的觀測。降水量是指某一時段內(nèi)的未經(jīng)蒸發(fā)、滲透、流失的降水，在水平面上積累的深度。以毫米（mm）為單位，取1位小數(shù)。降水強度是指單位時間的降水量，通常測定5分鐘、10分鐘和1小時內(nèi)的最大降水量。氣象站觀測每分鐘、時、日降水量。常用測量降水的儀器有雨量器、翻斗式雨量計、單翻斗雨量傳感、虹吸式雨量計和雙閥容柵式雨量傳感器等。自動氣象站雨量傳感器主要測量降水量的連續(xù)變化，用于天氣報告和挑取年最大降水量等，降水量的氣候記錄比如氣候資料的分析、月年降水量的統(tǒng)計、降水時段資料分析等等主要是以雨量器觀測的資料為準(zhǔn)。l 構(gòu)造原理該傳感器也是用來自動測量降水量的儀器，主要由承水器(

5、口徑為159.6mm)、過濾漏斗、翻斗、干簧管、底座和專用量杯等組成（見圖10.4）。降水通過承水器，再通過一個過濾斗流入翻斗里，當(dāng)翻斗流入一定量的雨水后，翻斗翻轉(zhuǎn)，倒空斗里的水，翻斗的另一個斗又開始接水，翻斗的每次翻轉(zhuǎn)動作通過干簧管轉(zhuǎn)成脈沖信號（1脈沖為0.1mm）傳輸?shù)讲杉到y(tǒng)。儀器測量范圍04mm/min。（2）安裝與維護單翻斗雨量傳感器應(yīng)安裝在觀側(cè)場內(nèi)預(yù)制水泥座上（圖10.4）筒口離地70CM高，保持筒口水平。實驗步驟1.掌握翻斗雨量記的結(jié)構(gòu)，描述其測量原理；2.檢查雨量記是否水平，盛水器是否正圓；3.檢查雨量記是否清潔，進(jìn)水口、出水口是否通暢；4.測量翻斗雨量記翻轉(zhuǎn)次數(shù)，記錄雨量（翻

6、轉(zhuǎn)一次為0.1mm）；5.測量采集器雨量記的翻轉(zhuǎn)脈沖是否正常；6.檢查蒸發(fā)器內(nèi)的水是否清潔，是否有懸浮物（如不清潔更換水，并清潔蒸發(fā)桶）；7.先調(diào)整測針針尖與水面恰好相接，然后從游標(biāo)尺上讀出水面高度。讀數(shù)方法：通過游尺零線所對標(biāo)尺的刻度，即可讀出整數(shù)；再從游尺刻度線上找出一根與標(biāo)尺上某一刻度線相吻合的刻度線，游尺上這根刻度線的數(shù)字，就是小數(shù)讀數(shù)。8.讀取超聲波蒸發(fā)傳感器測量結(jié)果；9.將觀測結(jié)果記錄在下表中； 三、實驗要求：一、在綜合氣象觀測場觀測數(shù)據(jù)1.用兩種雨量傳感器進(jìn)行降水量的測試，一種單翻斗雨量傳感器，一種雙翻斗雨量傳感器2.人工測試10mm的雨量，2人一組，一人用標(biāo)準(zhǔn)雨量量杯均勻緩慢倒

7、水，兩人同時數(shù)翻斗數(shù)，一人計時； 使用儀器規(guī)格參數(shù)：直徑為20cm的標(biāo)準(zhǔn)量筒，單翻斗口徑直徑為15.96cm，分辨率0.1mm，雙翻斗口徑直徑為20cm（配備的量杯為口徑為20cm雙翻斗的，請自己換算成單翻斗口徑為15.96cm）。 請按照測試記錄和給出的參數(shù)計算測試的雨量和雨強。3.進(jìn)行蒸發(fā)測試：人工測針觀測和超聲波蒸發(fā)傳感器兩種方法；4. 記錄測量時間和測試結(jié)果，手動測量值與自動站數(shù)據(jù)對比5 完成并提交實驗報告。二、氣象計量檢定室用加液器對雨量傳感器測試1、降雨量和降水強度選擇降雨量：10mm；降水強度：1mm/min、4mm/min。2、 檢定數(shù)據(jù)讀?。ú杉┓椒?加液器按設(shè)定雨強和雨量

8、自動檢定。每種雨強和雨量分別檢定3次。以被檢雨量傳感器3次測量值的平均值減去標(biāo)準(zhǔn)值，得出該雨強下的測量誤差，分別用公式(1)和(2)計算各雨強下的測量誤差值(如雨量傳感器輸出值是頻率信號、脈沖信號,應(yīng)轉(zhuǎn)換成雨量值)。 (1) (2)式中：雨強為1mm/min時的測量誤差，mm；雨強為1mm/min時，3次測量值的平均值,mm雨強為1mm/min時的標(biāo)準(zhǔn)值，mm；、雨強為4mm/min時的測量誤差，mm；雨強為4mm/min時，3次測量值的平均值，mm；雨強為4mm/min時的標(biāo)準(zhǔn)值，mm；3、最后提交實驗報告（記錄參考附錄5）四、實驗思考題：1、我國氣象站的降水和蒸發(fā)觀測包括哪些內(nèi)容？2、什么是降水量和降水強度，測量降水量的主要儀器有哪些？3、什么是蒸發(fā)量，測量蒸發(fā)的主要儀器有哪些？附錄3風(fēng)速示值檢定記錄表檢定環(huán)境檢定環(huán)境檢定開始時檢定結(jié)束時平均值起動風(fēng)速溫 度（） 濕 度（RH） 氣 壓（hPa） 風(fēng)檢定項目標(biāo)準(zhǔn)器名稱：