气象知识大气探测仪器介绍气象百科
1.气温
玻璃液体温度表是利用装在玻璃容器中的测温液体随温度改变引起的体积膨胀从液柱位置的变化来测定温度的。
(测量误差)
古籍扫描仪1、基点的永恒位移玻璃液体温度表球部的容积随时间增加而缩小，以致基点不断提高，即所谓基点的永恒位移。
2、玻璃变形引起的误差当温度由低温升至高温后，再令其急速冷却到初始的温度时，温度表的指示会偏低。尔后逐渐恢复正常，称为暂时跌落。升温的范围，升温和降温的速率，以及玻璃的种类对跌落值的大小都有影响。反之，当高温降至低温，再令其急剧增温时，则温度表的指示会偏高。这是由于玻璃升温和降温后其剩余膨胀不能立即消失的缘故。
3、刻度误差划分刻度是在一定范围内进行等分。由于标尺刻度不均匀，标尺零点位置不准确，毛细管截面积不均匀，液体和玻璃膨胀系数的非线性，都使温度表的刻度出现误差。
常用的玻璃液体温度表
1.干湿球温度表。其中干球温度表用于测定1.5m高度处的气温。
2.最高温度表。最高温度表中的感应液是水银，他的感应部分内有一玻璃针，伸入毛细管，使感应部分与毛细管之间形成一窄道。
3.最低温度表。最低温度表中的感应液是酒精，它的毛细管内有一哑铃形游标。
4地面温度表。又称0cm温度表。
5.曲管地温表。5、10、15、20cm曲管地温表的构造和原理亦基本同上，
只是表身下部伸长、长度不一，并且在感应部分上端弯折，与表身成135夹角。
6.直管地温表。40、80、160、320cm直管地温表是装在带有铜底帽的管形
保护框内。
2.测量空气湿度---乾湿球温度计
这里主要介绍乾湿球温度表。乾湿球温度表是由两支型号完全一样的温度
表组成。一支温度表的球部包扎著纱布，用蒸馏水湿润，称湿球温度表，另一
支相应称乾球温度表，将两支温度表置于相同的环境中。湿球周围空气未达到
饱和时，表面的水份蒸发，不断地消耗蒸发潜热，使湿球温度下降；同时，由
于气温与湿球的温差使四周空气与湿球产生热交换。在稳定平衡的条件下，湿
球温度表蒸发支出的热量将等于由于与四周空气热交换得到的热量。
用干湿球温度计算相对湿度的公式
A.1相对湿度U的计算公式：U=(E/Ew)×100%[1](A.1)式中U为相对湿度，E为水气压(hPa)，Ew为干球温度t(℃)所对应的纯水平液面(或冰面)饱和水气
压(hPa)。A.2水气压E的计算公式E=Etw-APh(t-tw)
(A.2)式中Etw(hPa)为湿球温度tw(℃)所对应的纯水平液面的饱和水气压，湿球结冰且湿球温度低于0℃时，为纯水平冰面的饱和水气压；A为干湿表系数，湿球未结冰时的通风干湿表(通风速度≥2.5m/s)系数是0.662×10-3℃-1，湿
球结冰时的通风干湿表(通风速度≥2.5m/s)系数是0.584×10-3℃-1；Ph为本
站气压(hPa)；其他符号意义同上。
3.降水(测量降雨用雨量计，测量降雪用雪量计)
雨量计(rainfall recorder，或量雨计、测雨计)是一种气象学家和水文学
家用来测量一段时间内某地区的降水量的仪器(降雪量的测量则需要使用雪量计)。常见的有虹吸式和翻斗式两种。
大部分的雨量计都是以毫米作为测量单位，有时候测量结果也会以英寸或
厘米作为单位。雨量计的读数可以用手工读出或者使用自动气象站(AWS)，而观测的频率则可以根据采集单位的要求而变化。大多数情况下收集的雨水在观测
后就不再保留，但也有一些气象站会保留作为污染程度或其他测试的样本。
虹吸式雨量计
虹吸式雨量计能连续记录液体降水量和降水时数，从降水记录上还可以了
解降水强度。虹吸式雨量计由承水器、浮子室、自记钟和外壳所组成。雨水由
最上端的承水口进入承水器，经下部的漏斗汇集，导至浮子室。浮子室是由一
个圆筒内装浮子组成，浮子随著注入雨水的增加而上升，并带动自记笔上升。
自记钟固定在座板上，转筒由钟机推动作用回转运动，使记虹吸式雨量计
录笔在围绕在转筒上的记录纸上画出曲线。记录纸上纵坐标记录雨量，横
坐标由自记钟驱动，表示时间。当雨量达到一定高度(比如10毫米)时，浮子室内水面上升到与浮子室连通的虹吸管处，导致虹吸开始，迅速将浮子室内的雨
水排入储水瓶，同时自记笔在记录纸上垂直下跌至零线位置，并再次开始雨水
的流入而上升，如此往返持续记录降雨过程。
翻斗式雨量计
翻斗式雨量计是由感应器及信号记录器组成的遥测雨量仪器，感应器由承
水器、上翻斗、计量翻斗、计数翻斗、干簧开关等构成；记录器由计数器、录笔、自记钟、控制线路板等构成。其工作原理为：雨水由最上端的承水口进入
承水器，落入接水漏斗，经漏斗口流入翻斗，当积水量达到一定高度(比如0.1
毫米)时，翻斗失去平衡翻倒。而每一次翻斗倾倒，都使开关接通电路，向记录器输送一个脉冲信号，记录器控制自记笔将雨量记录下来，如此往复即可将降
雨过程测量下来。
根据托里拆利(Evangelista Torricelli,1608~1647)的实验原理而制成，
用以测量大气压强的仪器。气压计的种类有水银气压计及无液气压计。其用途是：可预测天气的变化，气压高时天气晴朗；气压降低时，将有风雨天气出现。
可测高度。每升高12米，水银柱即降低大约1毫米，因此可测山的高度及飞机在空中飞行时的高度。
水银气压计
利用托里拆利管来测定大气压的一种装置。玻璃管底部的水银槽是用一个
皮囊所代替，并附有可以调准的象牙针使其指示水银面，叫做"福廷式水银气压计"，在玻璃管外面加上一个金属护套，套管上刻有量度水银柱高度的刻度尺。在水银槽顶上另装一只象牙针，针尖正好位于管外刻度尺的零点，另用皮袋作
为水银槽底。使用时，轻转皮袋下的螺旋，使槽内水银面恰好跟象牙针尖接触(即与刻度尺的零点在一水平线上)，然后由管上刻度尺读出水银柱的高度。此
高度示数即为当时当地大气压的大小。另外还有不需调准象牙针的观测站用气
压计，可测低气压山岳用的气压计，以及对船的摇动不敏感的航海用气压计。
利用托里拆利管来测定大气压的一种装置。玻璃管底部的水银槽是用一个皮囊
所代替，并附有可以调准的象牙针使其指示水银面，叫做"福廷式水银气压计"，在玻璃管外面加上一个金属护套，套管上刻有量度水银柱高度的刻度尺。在水
银槽顶上另装一只象牙针，针尖正好位于管外刻度尺的零点，另用皮袋作为水
银槽底。使用时，轻转皮袋下的螺旋，使槽内水银面恰好跟象牙针尖接触(即与刻度尺的零点在一水平线上)，然后由管上刻度尺读出水银柱的高度。此高度示数即为当时当地大气压的大小。另外还有不需调准象牙针的观测站用气压计，
可测低气压山岳用的气压计，以及对船的摇动不敏感的航海用气压计。
无液气压计挡板砖
无液气压计是气压计的一种，最常见的是金属盒气压计。它的主要部分是一种波纹状表面的真空金属盒。为了不使金属盒被大气压所压扁，用弹性钢片向
外拉著它。大气压增加，盒盖凹进去一些；大气压减小，弹性钢片就把盒盖拉
起来一些。盒盖的变化通过传动机构传给指针，使指针偏转。从指针下面刻度
盘上的读数，可知道当时大气压的值。它使用方便，便于携带，但测量结果不
够准确。如果在无液气压计的刻度盘上标的不是大气压的值，而是高度，于是
就成了航空及登山用的高度计。
5.能见度---能见度测量仪与大气透射仪
大气透射仪是通过光束透过两固定点之间的大气柱直接测量气柱透射率，
以此来推算能见度的值，这种方法要求光束通过足够长的大气柱，测量的可靠
性受光源及其他硬件系统工作稳定性的影响，一般只适用于中等以下能见度的
观测，而在雨、雾等低能见度天气，会因水汽吸收等复杂条件造成较大误差。
僧侣鞋激光能见度自动测量仪是通过激光测量大气消光系数的方法来推算能见度，相对而言，较为客观和准确
6.风速---风速计
风速计(anemometer)顾名思义是测量空气流速的仪器。它的种类较多，气
象台站最常用的为风杯风速计，它由3个互成120°固定在支架上的抛物锥空
杯组成感应部分，空杯的凹面都顺向一个方向。整个感应部分安装在一根垂直
旋转轴上，在风力的作用下，风杯绕轴以正比于风速的转速旋转。另一种旋转
式风速计为旋桨式风速计，由一个三叶或四叶螺旋桨组成感应部分，将其安装
在一个风向标的前端，使它随时对准风的来向。桨叶绕水平轴以正比于风速的
转速旋转。
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原理
风速计其基本原理是将一根细的金属丝放在流体中，通电流加热金属丝，
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使其温度高于流体的温度，因此将金属丝风速计称为"热线"。当流体沿垂直方向流过金属丝时，将带走金属丝的一部分热量，使金属丝温度下降。根据强迫
对流热交换理论，可导出热线散失的热量Q与流体的速度v之间存风速计
在关系式。标准的热线探头由两根支架张紧一根短而细的金属丝组成，如
图2.1所示。金属丝通常用铂、铑、钨等熔点高、延展性好的金属制成。常用
的丝直径为5μm，长为2 mm；最小的探头直径仅1μm，长为0.2 mm。根据不
同的用途，热线探头还做成双丝、三丝、斜丝及V形、X形等。为了增加强度，有时用金属膜代替金属丝，通常在一热绝缘的基体上喷镀一层薄金属膜，称为
热膜探头，如图2.2所示。热线探头在使用前必须进行校准。静态校准是在专
门的标准风洞里进行的，测量流速与输出电压之间的关系并画成标准曲线；动
态校准是在已知的脉动流场中进行的，或在风速仪加热电路中加上一脉动电信号，校验热线风速仪的频率响应，若频率响应不佳可用相应的补偿线路加以改
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