氣象學與氣候學實習報告

專業：水文與水資源工程

班級：09級二班

姓名：楊柳

學號：090300227

指導老師：馬保國

一、實習目的：

1. 通過對空氣溼度、溫度、土壤溫度、降水、風、日照、蒸發量等氣象要素的觀測分析，熟悉儀器的使用，瞭解這些氣象要素的

日變化規律;

2. 通過對一定範圍內的氣象狀況及其變化，進行系統的、連續的觀察和測定，加強對課本知識的認識和理解，培養用目測手段對風、雲變化測量和估計的能力熟悉室外數據採集過程和對有效數據的整理過程，培養對氣象與氣候數據資料收集和整理的思維方法;

3. 培養對氣象與氣候數據資料收集和整理的思維方法，加強時間概念在氣象與氣候的數據收集的有效性的過程中的作用和地位，培養嚴謹的科學態度和良好個人素質。激發對氣象學與氣候學的興趣。

二、實習概況：

本次實習爲期四天，5月3號到達趙苑氣象觀測站，工作人員開始給我們講解關於自動氣象站的一些基本知識和有關觀測項目，然後讓我們進入觀測園，對降雨量進行測量。5月4號工作人員向我們介紹了百葉箱測量空氣溫度與溼度和在地溫場對地溫進行測量的一些操作規範和基本原理。5月6號我們工作人員給我們講解了風向標、日照計等其他儀器的使用原理。5月7號我們走過計算機處理中心，看到在工作室裏工作人員坐在個人計算機前分析已經整理出來的資料。

三、實習內容：

1. 自動氣象站的介紹及降雨量的測量

5月3號，經工作人員介紹我們瞭解到地面氣象觀測站按承擔的觀測任務和作用分爲國家基準氣候站、國家基本氣象站、國家一般氣象站三類，可根據需要設置無人值守氣象站。承擔氣象輻射觀測任務的站，按觀測項目的多少分爲一級站、二級站和三級站。地面氣象觀測分爲人工觀測和自動觀測兩種方式，其中人工觀測又包括人工目測和人工器測。爲積累氣候資料按規定的時次進行定時氣象觀測。自動觀測項目每天進行24次定時觀測;人工觀測項目，晝夜守班站每天進行02、08、14、20時四次定時觀測，白天守班站每天進 行08、14、20時三次定時觀測。基準站使用自動氣象站後以自動觀測記錄進行編髮報,但仍然保留二十四次按表1.2的規定進行人工定時觀測。各臺站均須觀測的項目：雲、能見度、天氣現象、氣壓、空氣的溫度和溼度、風向和風速，降水、日照、蒸發、地面溫度(含草溫)、雪深。

自動氣象站是一種無人操作，能自動定時觀測、發報或記錄的地面氣象觀測站。自動氣象站有多種類型，其結構基本相同，主要由傳感器、採集器、系統電源、通信接口及外圍設備(計算機、打印機)等組成。具有實時監測風速、風向、雨量、溫度、溼度、氣壓、太陽輻射、土壤溫度、土壤溼度等九要素氣象參數的功能。微電腦氣象數據採集儀具有氣象數據採集、實時時鐘、定時存儲、參數設定、參數和氣象歷史數據掉電保護等功能。並介紹趙苑的氣象站是2002年第一批自動站。

氣象上研究的天氣現象有34種，如雨、雲、風、閃電、雷等常見的天氣現象和霾、靄等不常見的天氣現象。還有一些民間諺語及對應的天氣現象。比如：“天上鉤鉤雲，地上雨淋淋”是一種卷積雲，預示着雨的降臨;“瓦塊雲，曬死人”、“天上鯉魚斑，明天曬穀不用翻”說的是透光高積雲或透光層積雲，預示着天氣晴好少變;“魚鱗天，不雨也瘋癲”說的是大片層狀雲，預示着風雨來臨。老師還分析了當天的云爲透光高積雲。

之後我們進入氣象觀測場，工作人員給我們介紹了自動雨量計包括多種，常見的有虹吸式自動雨量計、翻鬥式自動雨量計等。虹吸式自動雨量計能自動連續地把降雨過程記錄下來。內部結構如圖。其工作原理：與水從承水器流入容器內，期內的浮子隨着水面上升，由連桿帶動自記筆在附於時鐘的記錄紙上畫出曲線。當容器內的水面升到虹吸管的喉部時，容器內的水就通過虹吸引管排至儲水瓶，與此同時，自記筆亦下落回原點，以後再隨着降雨量的增加而上升。從虹吸式自記雨量計記錄紙上，可以確定出降雨的起訖時間、雨量大小、降雨強度等的變化過程，是推求降雨強度和確定暴雨公式的重要資料。工作人員然我們看了記錄紙上線，因爲這幾天都是晴天，我們看到的是幾條直線。

2. 百葉箱測量空氣溫度與溼度和在地溫場對地溫進行測量

(1)、百葉箱測量空氣溫度與溼度

5月4號，我們首先觀測百葉箱，先讀幹球再讀溼球，然後讀最高、最低溫度表。最讀數時先讀幹球的小數部分，再讀整數部分。因爲在打開百葉箱箱門的時候，溫度表感應很快，外界條件會影響溫度表。其他溫度表也一樣，且動作要迅速。觀測記錄好後要百葉箱的箱門關上，以避免往後時間的數據的錯誤。觀測完這些就去觀測自記溫度繼和自記溼度計。自記計可以記錄下每個時間的溫度和溼度,河南天氣。看自記紙上的曲線可以很清楚地瞭解一天的.溫度和溼度的變化，還可以和人工觀測的數據進行對比，可以檢測出人爲記錄的錯誤。

(2)、地溫場對地溫進行測量

地面氣象觀測場應爲東西、南北向，大小爲 25m*25m。觀測場應平整，場內應保持整潔。場內應儘量保持自然下墊面，草高不得超過500px，避免養護草層對觀測場內的溫、溼度環境造成影響。太站應儘量在觀測場處設置獨立避雷針，使觀測場儀器設備在直擊雷防護區內。地溫場得面積爲4m*4m。地面和淺層地溫場四周應保持自然狀態，不應有各種建築和裝置。場內平整無草、鬆軟。

(1)地溫表的安裝：

地面三支溫度表水平地平行安放在地面上，從北向南依次爲地面普通、地面最低和地面最高，相互間隔125px，溫度表感應球部朝東，球部和表身一半埋入土中，一半漏出地面。

(2)曲管地溫表的安裝：

在地面最低溫度表的西邊約500px處，按5、10、15、500px深順序由東向西排列，感應部分朝北，表間相隔250px，表身與地面成45度的夾角。

工作人員告訴我們自動測溫每十秒溫度記錄一次，每天還需人工記錄，進行對比，和誤差分析。我們問她數據會有出錯的時候嗎，他說也有，比如就在最近的一天的某幾個時間段出現了差錯，她說可以讓我們到室內看一下數據，同學都非常期待。

(3)、深層地溫和凍土的測量

自動觀測的深層觀測地溫傳感器安置在人工觀測直管地溫表的南邊，相距約爲1250px。凍土器安置在直管地溫表的西側，與直管地溫表相距50 cm。分別測量地下1000px、2000px、4000px、8000px的溫度。工作人員還拔出一個直管溫度計，讓我們讀數，告訴我們讀數要快，還問我們溫度表下邊的銅鞘有什麼作用。有同學答是傳導。她告訴我們是爲了緩解溫度驟變的。

3. 風向標、日照計等其他儀器的使用原理

5月5號，我們在工作人員的帶領下，認識了其他一些儀器的使用原理，及操作方法。

(1)風向標

風向、風速。風速、風向的觀測儀器是電接風向風速儀。它包括感應器、指示器和記錄器三部分組成的有線遙測儀器。感應器安裝在氣象觀測場的杆子上，指示器和記錄器安裝室內，所以我們就在室內觀測。通過指示器觀測瞬時風速瞬時風向。記錄器的自記紙整理後可以得出任意10分的平均風速和風向。

(2)日照計

趙苑的氣象觀測站的緯度爲36度37分、經度爲114度28分，海拔爲66、6m。根據這一點日照計設置在正南北的方向上，所以每個地區的日照計放置是不一樣的。日照計中間是隔光板，上下午的進光點不同。每天20點人工讀取數據。

(3)蒸發器

每日八時觀測一次蒸發器(當日八時至次日八時)的蒸發水深。

(4)閃電定位儀

可以確定閃電的位置、強度等各要素。

我們還看了其他儀器的構造及使用方法和用途。

4. 走過計算機處理中心

5月6號，我們分組在管理人員的帶領下，參觀氣象臺計算機網絡系統。瞭解了一些氣象常識，氣象從古代就有觀測，經過長時間積累的經驗纔有今天高水平的觀測技術，和現在高科技的觀測儀器。氣象觀測的項目包括雲、能見度、溫度、氣壓、溼度、風、降水、蒸發、日照、輻射熱強度。專業氣象觀測可以分爲城市氣象觀測、船舶氣象觀測、農業氣象觀測、林業氣象觀測、航空氣象觀測。

氣象觀測的特點是：觀測記錄必須具有代表性、準確性、比較性。同時，氣象要素是隨時間不斷變化的，它的變化只有通過對大氣連續觀測，並進行天氣學分析才能瞭解。因此氣象觀測必須保持連續性，不能中斷或短缺。連續觀測記錄的年代越長，對預報業務和科研工作價值越大。因爲計算機收集的數據量是很大的，所以要這些運算速度快的大型計算機。

我們看到在工作室裏工作人員坐在個人計算機前分析已經整理出來的資料。現在科技進步了再也不需要以前做什麼要人工，人們需要什麼資料計算機都有相應的軟件來處理，計算機制作好後，工作人員就可以分析現成的資料了。我們看了以前工作人員觀測的數據以及我們一起觀測的數據和他們的數據沒有什麼出入，感到很欣慰。工作人員還讓我們看了一些 數據，並給我們分析了原因。還給我們介紹了氣象觀測規範，並介紹了觀測程序:

自動觀測方式觀測程序

⑴每日日出後和日落前巡視觀測場和儀器設備，具體時間，各站自定，但站內必須統一;

⑵正點前約10分鐘查看顯示的自動觀測實時數據是否正常;

⑶00分，進行正點數據採樣;

⑷00-01分，完成自動觀測項目的觀測，並顯示正點定時觀測數據，發現有缺測或異常時及時按第二十三章的規定處理;

⑸01-03分向微機內錄入人工觀測數據;

⑹按照各類氣象報告的時效要求完成各種定時天氣報告和觀測數據文件的發送。

人工觀測方式觀測程序：

⑴一般應在正點前30分鐘左右巡視觀測場和儀器設備，尤其注意溼球溫度表球部的溼潤狀況，做好溼球溶冰等準備工作;

⑵45-60分觀測雲、能見度、空氣溫度和溼度、降水、風向和風速、氣壓、地溫、雪深等發報項目，連續觀測天氣現象;

⑶雪壓、凍土、蒸發、地面狀態等項目的觀測可在40分至正點後10分鐘內進行;

⑷日照在日落後換紙，換其他自記紙的時