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基本气象要素

基本气象要素
基本气象要素

基本气象要素

气象要素(meteorological element)

表示大气状态的物理量和物理现象通称为气象要素。主要有:气温、气压、风、湿度、云、降水、蒸发、能见度、辐射、日照以及各种天气现象。

(一)气温

气温: 是表示空气冷热程度的物理量。它实质上是空气分子运动的平均动能。

我国常用摄氏度,英美等国常用华氏温度,而理论工作常用绝对稳定。

摄氏度与华氏度的换算:F=9/5C+32 C=5/9(F-32)

一般生活中所说的气温是气象观测所用的百叶箱中离地面1.5米高处的温度。

气温的分布

1、等温线

世界各地冷热不同,气温的分布有很大差别。通常用等温线来表示气温的水平分布。在同一条等温线上,各点的气温相等。

①等温线疏---气温差别小②等温线密---气温差别大

2、气温的分布规律及原因

①低纬度气温高,高纬度气温低。(因为随着纬度的升高,地面获得的太阳光照逐渐减少)

②同纬度地带,夏季陆地气温高,海洋气温低;冬季相反(由于海陆的物理性质不同造成的,陆地吸热快,放热也快,海洋吸热慢,放热也慢,因此,吸收(或放出)同样的热量,陆地和海洋的温度不一样,因此,海陆上空大气的温度也不一样。

③在山地,气温随海拔升高而降低。大致每升高100米,气温约下降0.6℃。

气温的变化特征

气温的变化→分子动能的变化→空气内能的变化

日平均气温:一天中观测气温的平均值。

月平均气温:一月内各日平均气温的平均值。

年平均气温:一年内各月平均气温的平均值。

1、气温的时间变化规律

日变化:最高温出现在午后2时,最低温出现在日出前后。

年变化:热带气温年变化小,温带寒带气温年变化大。北半球(陆地)七月平均气温最高,一月平均气温最低。

气温变化的基本方式

1.气温的非绝热变化

非非绝热变化:指空气块通过与外界的热量交换而产生的温度变化。变化的方式主要有:辐射、乱流、水相变化、传导。

辐射:指物体以电磁波的形式向外放射热量的方式。(空气块之间、地气之间、云之间大气层白天由于太阳辐射而增温,夜间由于向外放出辐射而降温)

乱流:空气无规则的小范围涡旋运动,乱流使空气微团产生混合,气块间热量也随之得到交换。

水相变化:指水的状态变化,水通过相变释放热量或吸收热量,引起气温变化。

传导:依靠分子的热运动将热量从高温物体直接传递给低温物体的现象。

2.气温的绝热变化

绝热变化:空气块与外界没有热量交换,仅由于其自身内能增减而引起的温度变化。

大气中的温度变化:当气块作水平运动或静止不动时,非绝热变化是主要的;当气块作垂直运动时,绝热变化是主要的。绝热变化过程有两种情况:干绝热过程、湿绝热过程。

干绝热过程:在绝热过程中,如果气块内部没有水相的变化,叫干绝热过程(即干空气或未饱和空气的绝热过程。干绝热直减率γd≈1°C/100m)。

湿绝热过程:在绝热过程中,如果气块内部存在水相变化,叫是绝热过程。是绝热过程直减率,用γm表示γm=0.4~0.7°C/100m。

3.局地气温的周期变化

日较差:一日中气温最高值与最低值之差

年较差:最热月的平均温度与最冷月的平均温度之差

1.局地气温的变化特点之非周期变化

由于大规模冷暖空气运动和阴雨天气的影响而产生的温度变化,没有周期性。

(二)气压

气压(即大气压强),是空气分子运动与地球重力场综合作用的结果。

气压的单位:百帕hPa、毫米汞柱mmHg、英寸inches(1个大气压=1013.25hPa=760mmHg=29.92inches)。

1、气压随高度的变化:气压总是随高度而降低的,高度越高,气压随高度降低得越慢。

2、航空上常用的几种气压:本站气压、修正海平面气压、场面气压、标准海平面气压。

本站气压:是指气象台气压表直接侧得的气压。(由于各测站所处地理位置及海拔高度不同,本站气压常有较大差异)。

修正海平面气压:是由本站气压推算到同一地点海平面高度上的气压值。(海拔高度大于1500米的测站不推算修正海平面气压)。

场面气压:指着陆区(跑道入口端)最高点的气压。(场面气压是由本站气压推算出来的)。

标准海平面气压:大气处于标准状态下的海平面气压称标准海平面气压。(标准海平面气压值为1013.25hPa或760mmHg)。

气压的水平分布特点

气压在空间的分布称气压场。

等压面与某一平面相交所构成的交线称为等压线。

若等压面簇与某一高度平面相交,就构成等压面的水平剖面图。由水平剖面图上等压线的分布情况,可以看出气压在水平方向上的变化情况。

如果这个平面是海平面,我们便得到了一张海平面等压线图,也就是地面天气图。

低气压:(简称低压)低气压又称为气旋。它是由中心气压(或位势)比四周低的一簇闭合等压线(或等高线)所组成。其附近空间等压面是向下凹的。

高气压:(简称高压)高气压又称为反气旋,它是中心气压(或位势)比四周高的一簇闭合的等压线(或等高线)所组成。其附近空间等压面向上凸起。

低压槽:(简称槽)低压槽是低压延伸出来的狭长区域,在槽中各等压线曲率最大的点的连线称为槽线。在槽附近的空间等压面象地形中的山谷。

高压脊:(简称脊)高压脊是高压延伸出来的狭长区域。在脊中等压线曲率最大的点连线为脊线。高压脊附近的空间象地形中的山脊。

鞍型气压区:(简称鞍)鞍型气压区是由两个高压区和两个低压区相对组成的中间区域,其附近空间等压面的形状像马鞍。

结论:1、等压线的疏密程度代表了气压在水平方向上变化快慢的程度。

2、等压线越密的地方,气压延垂直等压线的方向的变化就越快。

(三)湿度

表示大气中水汽量多少或空气干燥潮湿程度的物理量称大气湿度。(大气湿度状况与云、雾、降水等关系密切)

常用的湿度表示方法:水汽压和饱和水汽压、相对湿度、饱和差、比湿、水汽混合比、露点(td)、气温露点差(t-td)

水汽压:大气中的水汽所产生的那部分压力称水汽压。

饱和水汽压:在温度一定情况下,单位体积空气中的水汽量有一定限度,如果水汽含量达到此限度,空气就呈饱和状态,这时的空气称饱和空气。饱和空气的水汽压称饱和水汽压,也叫最大水汽压,因为超过这个限度,水汽就要开始凝结。实验和理论都可证明,饱和水汽压随温度的升高而增大。在不同的温度条件下,饱和水汽压的数值是不同的。

相对湿度:就是空气中的实际水汽压与同温度下的饱和水汽压的比值(用百分数表示),即f=e/E*100% 相对湿度直接反映空气距离饱和的程度。当接近100%时,表明当时空气接近于饱和。当水汽压不变时,气温升高,饱和水汽压增大,相对湿度减小。通常情况下,气温变化大于水汽含量变化,一个地方的空气相对湿度的变化主要受温度的影响,晚上和清晨相对湿度大。

饱和差:在一定温度下,饱和水汽压与实际空气中的水汽压之差称饱和差(d),即d-E-e,d表示实际空气距离饱和程度。

比湿:在一团湿空气中,水汽的质量与该团空气总质量(水汽质量加上干空气质量)的比值,称比湿。其单位是g/g,即表示每一克湿空气中含有多少克的水汽。对于某一团空气而言,只要其中水汽质量和干空气质量保持不变,不论发生膨胀或压缩,体积如何变化,其比湿都保持不变。

水汽混合比:一团空气中,水汽质量的比值称水汽混合比。

露点:在空气中水汽含量不变,气压一定下,使空气冷却达到饱和时的温度,称露点温度,简称露点。露点温度取决于:空气中的水汽含量(气压一定);气压降低,露点温度降低(水汽含量一定)。

气温露点差:气温减去露点就是气温露点差。气温露点差表示了空气的干燥潮湿程度。气温露点差越小,空气越潮湿。未饱和湿空气:露点温度﹤气温饱和湿空气:露点温度=气温。

空气中的水汽含量与地表有关。同一地区空气中水汽含量与气温有关。

空气湿度的变化

1、空气中水汽含量的变化:白天大于晚上,夏季大于冬季

2、空气饱和程度的变化:早晨大午后小,冬季大夏季小

基本气象要素变化对空气密度的影响

空气密度与气压成正比

空气密度与气温成反比

水汽含量越大空气密度越小

(四)云和云量

云:云是悬浮在大气中的小水滴、过冷水滴、冰晶或它们的混合物组成的可见聚合体;有时也包含一些较大的雨滴、冰粒和冰晶。其底部不接触地面。

云的观测主要包括:判定云状、估计云量、测定云高和选定云码。

云的分类:按云的外形特征、结构特点和云底高度,将云分为三族,十属,二十九类。

1、低云(云底高度小于2000米)。

(1)积云(Cu):垂直向上发展的、顶部呈圆弧形或圆弧形凸起,而底部几乎是水平的云块。积云是由气块上升、水汽凝结而成。

淡积云(Cu hum):扁平的积云,垂直发展不盛,水平宽度大于垂直厚度。在阳光下呈白色,厚的云块中部有淡影,晴天常见。

浓积云(Cu cong):浓厚的积云,顶部呈重叠的圆弧形凸起,很像花椰菜;垂直发展旺盛时,个体臃肿、高耸,在阳光下边缘白而明亮。有时可产生阵性降水。

碎积云(Fc):破碎不规则的积云块,个体不大,形状多变。

(2)积雨云(Cb):云体浓厚庞大,垂直发展极盛,远看像耸立的高山。云顶由冰晶组成,

有白色毛丝般光泽的丝缕结构,常呈铁砧状或马鬃状。云底阴暗混乱,起伏明显,有时呈悬球状结构。积雨云常产生雷暴、阵雨(雪),或有雨(雪)幡下垂。有时产生飑或降冰雹。云底偶尔有龙卷产生。

秃积雨云(Cb calv):浓积云发展到鬃积雨云的过渡阶段。存在的时间一般比较短。

鬃积雨云(Cb cap):积雨云发展的成熟阶段,云顶有明显的白色毛丝般冰晶结构,多呈

马鬃状或砧状。

(3)层积云(Sc):团块、薄片或条形云组成的云群或云层,常成行、成群或波状排列。云

层有时布满全天,有时分布稀疏,常呈灰色、灰白色。有时可降雨、雪,通常较小。层云除直接生产外,也可由高积云、层云、雨层云演变而来,或由积云、积雨云扩散或平衍而成。

透光层积云(Sc tra):云层厚度变化很大,云块之间有明显的的缝隙,即使无缝隙,大部分云块边缘也比较明亮。

蔽光层积云(Sc op):阴暗的大条形云轴或团块组成的连续云层,无缝隙,云层底部有明显的起伏。有时不一定布满全天。

积云性层积云(Sc cug ):由积云、积雨云因上面有稳定气层而扩展或云顶下塌平衍而成的层积云。多呈灰色条状,顶部常有积云的特征。傍晚有时可直接生成。

堡状层积云(Sc cast):垂直发展的积云形的云块,并列在一线上,有一个共同的底边,顶部

凸起明显,远处看好像城堡。

荚状层积云(Sc lent):中间厚、边缘薄,形似豆荚、梭子状的云条。个体分明,分离散出。

(4)层云(St):低而均匀的云层,像雾,但不接地,呈灰色或者灰白色。除直接生产外,

也可由雾抬升或由层积云演变而来。可降毛毛雨或米雪。

碎层云(Fs):不规则的松散碎片,形状多变,呈灰色或灰白色。由层云分裂或雾抬升而成。

山地的碎层云早晚也可直接产生。

(5)雨层云(Ns):厚而均匀的降水云层,完全遮蔽日月,呈暗灰色,布满全天,常有连续

性降水。

碎雨云(Fn):低而破碎的云,灰色或暗灰色。不断滋生,形状多变,移动快。最初是各自孤立分离的,后来可渐并合。常出现在降水前后的降水云层之下。

2、中云(云底高度在2000-6000米之间)

(1)高层云(As):带有条纹或纤缕结构的云幕,有时较均匀,颜色灰白或灰色,有时微带蓝色。云层底部较薄部分,可以看到昏暗不清的日月轮廓,看上去好像隔了一层毛玻璃。厚的高层云看不到日月。高层云可降连续性、间歇性的雨雪。它是由卷层云变厚或雨层云变薄而成。有时也可由蔽光高积云演变而成。在我国南方有时积雨云上部或中部延伸,也可形成,但持续时间不长。

透光高层云(As tra):较薄而均匀的云层,呈灰白色。透过云层,日月轮廓模糊,好像隔了一层毛玻璃,地面物体没有影子。

蔽光高层云(As op):云层较厚,且厚度变化较大。厚的部分隔着云层看不见日月;薄的部分比较明亮些,可看出纤缕结构。呈灰色,有时微带蓝色。

(2)高积云(Ac ):高积云的云块较小,轮廓分明,常呈扁圆形、瓦块状、鱼鳞片,或是水波状的密集云条。成群、成行、成波状排列。薄的云块呈白色,厚的云块呈暗灰色。在薄的高积云上,常有环绕日月的虹彩,或颜色为外红内蓝的华环。可与高层云、层积云、卷积云相互演变。

透光高积云(Ac tra):云块的颜色从洁白到深灰都有,厚度变化大。云层中个体明显,一般

排列相当规则,但是各部透明程度不同。云缝中可见青天,即使没有云缝,薄的部分也较明亮。

蔽光高积云(Ac op):连续性的高积云层,至少大部分云层都没有什么间隙,云块深暗而不规则。云层的厚度厚,个体密集,几乎完全不透光,但云底云块个体依然可辨。

荚状高积云(Ac lent):高积云分散在天空,成椭圆形或豆荚状,轮廓分明。

积云性高积云(Ac cug):这种高积云由积雨云、浓积云延展而成。

絮状高积云(Ac flo):似小块积云的团簇,没有底边,个体破碎如棉絮团,多呈白色。

堡状高积云(Ac cast):垂直发展的积云形的云块,远看并列在一线上,有一个共同的水平底边,顶部凸起明显,好像城堡。云块比堡状层积云小。

3、高云(云底高度在6000米以上)

(1)卷云(Ci):具有丝缕结构,柔丝般光泽,分离散乱的云。云体通常白色无暗影,呈丝条状、羽毛状、马尾状、钩状、团簇状、片状、砧状等。卷云见晕的机会比较少,即使出现,晕也不完整。我国北方和西部高原地区,冬季卷云有时会下零星的雪。日出前后,在阳光的反射下,卷云常呈鲜明的黄色或橙色。

毛卷云(Ci fil):纤细分散的云,呈丝条、羽毛、马尾状。

密卷云(Ci dens):较厚的、成片的卷云,中部有时有暗影,但边缘部分特征仍很明显。

伪卷云(Ci not):由鬃积雨云顶部脱离母体而成。云体较大而厚密,有时似砧状。

钩卷云(Ci unc):形状好像逗点符号,云丝向上的一头有小簇或小钩。

(2) 卷层云(Cs):白色透明的云幕,日月透过云幕时轮廓分明,地物有影,常有晕环。有时云的组织薄的几乎看不出来,只使天空呈乳白色;有时丝缕结构隐约可辨,好像乱丝一般。我国北方和西部高原地区,冬季可以有少量降雪。厚的卷层云与薄的高层云相混。如日月轮廓分明,地物有影或有晕或有丝缕结构为卷层云;如只辨日月位置,地物无影也无晕,为高层云。

毛卷层云(Cs fil):白色丝缕结构明显,云体厚薄不很均匀的卷层云。

薄幕卷层云(Cs nebu):均匀的云幕,有时薄的几乎看不见,只因有晕,才证明其存在;云

幕较厚时,也看不出什么明显结构,只是日月轮廓清楚可见,有晕,地物有影。

(3) 卷积云(Cc):似鳞片或球状细小云块组成的云片或云层,常排列成行或成群,很像轻风吹过水面所引起的小波纹。白色无暗影,有柔丝般光泽。卷积云可由卷云、卷层云演变而成。有时高积云也可演变为卷积云。卷积云应符合:①和卷云或卷层云之间有明显的联系②从卷云或卷层云演变而成③确有卷云的柔丝般光泽和丝缕状特点。

云量:是指云遮蔽天空视野的成数。云量观测包括总云量和低云量。总云量是指观测时天空被所有的云遮蔽的总成数,低云量是指天空被低云族的云所遮蔽的成数,均记整数。

总云量的记录:全天无云,总云量记0;天空完全为云所遮蔽,记10;天空完全为云所遮蔽,但只要从云隙中可见青天,则记10-;云占全天十分之一,总云量记1;云占全天十分之二,总云量

记2,依此类推。天空有少许云,其量不到天空的十分之0.5时,总云量记0.

低云量的记法与总云量相同。

云高:指云底距测站是垂直距离,以米为单位,记录取整数,并在云高数值前加记云状,云状只记十个云属和Fc、Fs、Fn三个云类。

实测云高:云幕球测云高、激光测云仪测云高、云幕灯测云高

估测云高:目测云高(根据云状来估测云高)

云形成的条件:1、空气中有充足的水汽2、要有促使水汽发生凝结的空气冷却过程-绝热3、要有促使水汽产生凝结的凝结核

上升运动的种类:对流运动(大规模的有规律的空气上升和下降运动。积云、积雨云)

湍流运动(层云)

地形的抬升和波动(水汽含量充足。地形云;大气层稳定-层状云;气层不稳定-积云)

大范围的辐合上升和锋面抬升(低压-高层云、云层云;锋面-层状云/积云或积雨云)

云的形成:1、积状云的形成---由空气对流形成,又叫对流云。包括Cu、Cu cong、Cb、Fc。

共同特征:孤立分散,个体分明,底部平坦,顶部呈圆弧形凸起,具有明显的日变化。

2、层状云的形成---主要产生于低压(或槽)中水平气流辐合区,大范围冷暖空气的交锋区,

大型山脉的迎风坡。(Ns As Cs Ci)

共同特征:云体向水平方向发展,云层均匀、范围广阔,层状云常连绵几百千米,形成大面积的降水,维持时间较长。

3、波状云的形成---由于气流的波动而形成的。像水面上的波浪或者皱纹形状的云层。

共同特征:都是由云块、云片、云条组成的云层,只是大小不同。

(1)在波动中形成的波状云

波动出现在高空:卷积云波动出现在中空:高积云波动出现在低空:层积云(2)乱流中形成的波状云

层云:逆温层下乱流发展碎层云:空中风大层云分裂碎雨云:降水云下乱流发展波状云和天气

大多数波状云出现时,气层比较稳定,天气少变。如果波状云不断加厚,高度降低,向蔽光层积云演变,表示阴雨天气将要来临。

堡状云:大气不稳定,可能出现雷阵雨天气(早上城堡云,下午雷雨鸣)。

絮状云:是在潮湿气层中出现强烈的湍流混合时形成的。当空中有强烈的乱流时,会使高积云个体变得破碎,状如棉絮团,形成絮状云。(在絮状云区飞行飞机颠簸较强烈)

荚状云:天气在局部升降气流汇合处,上升气流区形成云,上部下沉使云的边缘变薄而形成豆荚状的云。(荚状云通常是晴天的预兆)

悬球状云:指Cb底部,常有一些云体从云内向云下凸起,形状像悬球。它是当云底附近有强烈的上升气流与云中夹杂着大量水滴的下降气流相遇时形成的。(悬球状云的出现预示着降水很快就要来临)(五)降水

降水:指从云中降落的液态水和固态水,如雨、雪、冰雹等。

降水量:指降水落至地面后(固态降水则需经融化后),未经蒸发、渗透、流失而在水面上积聚的深度,降水量以毫米为单位。

水汽凝结物从云中降落,但没有降落的地面,而是在空中就蒸发掉了,这种现象称为雨幡。

降水的种类:雨(液态降水)、毛毛雨(液态降水,雨滴极小,常从层云或雾中降落)、雪(固态降水,白色不透明)、米雪(固态降水,白色不透明,着硬地不反跳,常降自含过冷水滴的层云或雾中)、霰(固态降水,白色不透明,球状或圆锥状,着硬地反跳,松软易压缩,易碎,常为冰雹的核心,也称软雹)、冰雹(固态降水,多为球状或块状,常由透明冰层和不透明冰层相间组成,中心为不透明雹核。从积雨云中降落)、冰粒(坚硬透明的固态降水,着硬地反跳,由雨滴在空中冻结而成,常降自高层云或雨层云)、冰针(漂浮在空气中的微小针状的固态降水)、连续性降水(持续时间长,强度变化小,常降自高层云和雨层云)、间歇性降水(时降时止,时大时小,降水强度有变化。常降自层云和厚度不均的高层云中)、阵性降水(骤降骤止,强度变化很大,天空时而昏暗,时而部分明亮,温、压、风等要素有时也随之发生显著变化。常降自Cb和Cu中)。

观测器械:雨量器、雨量杯、雨量计。

降水强度:单位时间内的降水量。(单位mm/h)

一般分为:小雨、中雨、大雨、暴雨。

毛毛雨和雪的强度根据其影响能见度的程度分为:

大毛毛雨或雪:水平能见度﹤500m

中毛毛雨或雪:500m≤水平能见度﹤1000m

小毛毛雨或雪:水平能见度≥1000m

降水的形成

降水是晕的产物,但是有云不一定会形成降水,当云滴尺度很小时,在空气阻力和上升气流作用下,降落速度极慢,很容易被蒸发掉。只有当云滴增大到能克服空气阻力和上升气流的抬升,并在下降过程中不被蒸发掉,才能以雨、雪或其它形态降落到地面。

降水的分布规律

1、赤道地区降水多,两极地区降水少。

2、南北回归线附近,大陆东岸降水多,西岸降水少。

3、中纬度地区,沿海地区降水多,内陆地区降水少。

世界“雨极”印度东北部的乞拉朋齐。世界“干极”智力阿塔卡马沙漠

(六)风

风:是空气的水平运动。风是一个表示气流运动的物理量。形成风的直接原因是水平气压梯度力。风受大气环流、地形、水域等不同因素的综合影响,表现形式多种多样,如季风、地方性的海陆风、山谷风、焚风等。它不仅有数值的大小(风速),还具有方向(风向)因此风是向量。风向指风的来向。风速是单位时间内空气流动的距离。度量单位:米/秒、千米/时。风从高气压区流向低气压区。

(七)能见度

能见度用光学视程表示。气象光学视程是指白炽灯发出色温为2700K的平行光束的光通量,在大气中削弱至初始值的5%所通过的路径长度。

白天能见度是指视力正常(对比感阈为0.05)的人,在当时天气条件下,能够从天空背景中看到和辨认的目标物(黑色、大小适度)的最大水平距离。

夜间能见度是指:1、假定总体照明增加到正常白天水平,适当大小的黑色目标物能被看到和辨认出的最大水平距离。2、中等强度的发光体能被看到和识别的最大水平距离。

所谓“能见”,在白天是指能看的和辨认出目标物的轮廓和形体;在黑夜是指能清楚看到目标灯的发光点。凡是看不清目标物的轮廓,认不清其形体,或者所见目标灯的发光点模糊,灯光散乱,都不能算“能见”。

人工观测能见度,一般指有效水平能见度。有效水平能见度是指四周视野中二分之一以上的范围能看的的目标物的最大水平距离。能见度观测记录以千米为单位,取一位小数,第二位舍去,不足0.1记0.0。

白天能见度的观测

观测能见度必须选择在视野开阔,能看到所有目标物的固定地点作为能见度的观测点。

1、目标物的颜色、细微部分清晰可辨时,能见度通常可定位该目标物距离的5倍以上;

2、目标物的颜色、细微部分隐约可辨时,能见度可定为该目标物的2.5-5倍;

3、目标物的颜色、细微部分很难分辨时,能见度可定为大于该目标物的距离,但不应超过2.5倍。

夜间能见度的观测

灯光目标物的选择:在有条件的地方,均应在各个方向选择一些固定的目标灯或专门设置的目标灯作为观测能见度的依据。但应注意:

1、应选择孤立的点光源作为目标灯,不宜选择成群、成带、重叠的灯光;

2、目标灯的灯光强度应固定不变;

3、应是不带颜色、没有灯罩的白色光源(除白炽灯外,碘钨灯、汞灯等均不适宜);

4、应位于开阔地带,不受地方性烟雾的影响。

夜间观测能见度时,观测员应先在黑暗处停留5-15分钟,待眼睛适应环境后进行观测,根据最远目标灯能见与否确定能见距离。

蒸发: 液体表面的气化现象。气象上指水由液体变成气体的过程。

辐射: 能量或物质微粒从辐射体向空间各方向发送过程。气象上通常称太阳辐射为短波辐射,地球表面辐射和大气辐射为长波辐射。

日照: 表示太阳照射时间的量。气象上通常提供的是观测到的实照时数。

气象要素

第一章海洋气象要素 第一节大气概述一.几个重要的专业术语 1.大气(Atmosphere):包围地球表面的整个大气层。 2.气象要素(Meteorology elements):反映大气状态的物理量或物理现 象,主要有:气温、气压、风、湿度、云、能见度和天气现象P40。 3.天气(Weather):指一定区域在较短时间内各种气象要素的综合表现。天气表 示大气运动的瞬时状态。 4.气候 (Climate):指某一区域天气的多年平均特征,其中包括各种气象要素 的多年平均及极值。气候表示长时间的统计平均结果. 二、大气成分 1.大气主要成分:大气主要由多种气体(干空气)、水汽和悬浮的杂质构成。 (1)干空气(Dry air):(除水汽和杂质以外的空气)主要成分为氮(78.09%)、氧(20.95%)、氩(0.93%)、二氧化碳(0.03%)。稀有气体:氢、氖、氦、氪、氙、氡、臭氧等。(2)大气是可压缩气体,大气密度随高度增加而迅速减少。观测表明,10公里以内集中了75%的大气质量,35公里以下则达99%,近地面空气标准密度为 1.293千克/立方米。影响天气气候变化的主要大气成分为二氧化碳、臭氧和水汽。 2.大气中的易变成分 (1)二氧化碳(carbon dioxide):平均含量0.03%,若达到0.2-0.6%,就对人体有害。二氧化碳能强烈地吸收和放射长波辐射,?对地面和大气的温度 分布有重要影响,类似温室效应,直接影响气候变迁。含量城市多于农 村,夏季多于冬季,室内多于室外。 (2)臭氧(ozone):主要存在于20-40公里气层中,又称臭( Ozonsphere)。 臭氧是吸收太阳紫外线的唯一大气成分,若没有臭氧层,人类和动 物、?植物将受到紫外线的伤害。 (3)水汽(vapour):含水汽的空气叫做湿空气(wet air)。空气中的水汽含量随纬度、时间、地点而变化。湿空气在同一气压和温度下,只有干空气密度 的62.2%。大气中水汽含量范围在0~4%,具有固、气、液三态,是常温下

气象观测场技术要求

气象观测场技术要求-标准化文件发布号:(9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII

环境条件要求 地面气象观测场必须符合观测技术上的要求。 (1) 地面气象观测场是取得地面气象资料的主要场所,地点应设在能较好地反映本地较大范围的气象要素特点的地方,避免局部地形的影响。观测场四周必须空旷平坦,避免建在陡坡、洼地或邻近有铁路、公路、工矿、烟囱、高大建筑物的地方。避开地方性雾、烟等大气污染严重的地方。 地面气象观测场四周障碍物的影子应不会投射到日照和辐射观测仪器的受光面上,附近没有反射阳光强 气象观测场 的物体。 (2) 在城市或工矿区,观测场应选择在城市或工矿区最多风向的上风方。 (3) 地面气象观测场的周围环境应符合《中华人民共和国气象法》以及有关气象观测环境保护的法规、规章和规范性文件的要求。 (4) 地面气象观测场的环境必须依法进行保护。 (5) 地面气象观测场周围观测环境发生变化后要进行详细记录。新建、迁移观测场或观测场四周的障碍物发生明显变化时,应测定四周各障碍物的方位角和高度角,绘制地平圈障碍物遮蔽图。 (6) 无人值守气象站和机动气象观测站的环境条件可根据设站的目的自行掌握。 硬件设施要求

(1) 观测场一般为25m×25m的平整场地;确因条件限制,也可取16m (东西向)×20m(南北向),高山站、海岛站、无人站不受此限;需要安装辐射仪器的台站,可将观测场南边缘向南扩展10m。 (2) 要测定观测场的经纬度(精确到分)和海拔高度(精确到0.1米),其数据刻在观测场内固定标志上。 (3) 观测场四周一般设置约1.2m高的稀疏围栏,围栏不宜采用反光太强的材料。观测场围栏的门一般开在北面。场地应平整,保持有均匀草层(不长草的地区例外),草高不能超过20厘米。对草层的养护,不能对 气象观测场 观测记录造成影响。场内不准种植作物。 (4) 为保持观测场地自然状态,场内铺设0.3-0.5m宽的小路(不得用沥青铺面),人员只准在小路上行走。有积雪时,除小路上的积雪可以清除外,应保护场地积雪的自然状态。 (5) 根据场内仪器布设位置和线缆铺设需要,在小路下修建电缆沟(管),电缆沟(管)应做到防水、防鼠,便于维护。 (6) 观测场的防雷设施必须符合气象行业规定的防雷技术标准的要求。场内仪器布置 观测场内仪器设施的布置要注意互不影响,便于观测操作。具体要求: (1) 高的仪器设施安置在北边,低的仪器设施安置在南边;

基本气象要素

基本气象要素 气象要素(meteorological element) 表示大气状态的物理量和物理现象通称为气象要素。主要有:气温、气压、风、湿度、云、降水、蒸发、能见度、辐射、日照以及各种天气现象。 (一)气温 气温: 是表示空气冷热程度的物理量。它实质上是空气分子运动的平均动能。 我国常用摄氏度,英美等国常用华氏温度,而理论工作常用绝对稳定。 摄氏度与华氏度的换算:F=9/5C+32 C=5/9(F-32) 一般生活中所说的气温是气象观测所用的百叶箱中离地面1.5米高处的温度。 气温的分布 1、等温线 世界各地冷热不同,气温的分布有很大差别。通常用等温线来表示气温的水平分布。在同一条等温线上,各点的气温相等。 ①等温线疏---气温差别小②等温线密---气温差别大 2、气温的分布规律及原因 ①低纬度气温高,高纬度气温低。(因为随着纬度的升高,地面获得的太阳光照逐渐减少) ②同纬度地带,夏季陆地气温高,海洋气温低;冬季相反(由于海陆的物理性质不同造成的,陆地吸热快,放热也快,海洋吸热慢,放热也慢,因此,吸收(或放出)同样的热量,陆地和海洋的温度不一样,因此,海陆上空大气的温度也不一样。 ③在山地,气温随海拔升高而降低。大致每升高100米,气温约下降0.6℃。 气温的变化特征 气温的变化→分子动能的变化→空气内能的变化 日平均气温:一天中观测气温的平均值。 月平均气温:一月内各日平均气温的平均值。 年平均气温:一年内各月平均气温的平均值。

1、气温的时间变化规律 日变化:最高温出现在午后2时,最低温出现在日出前后。 年变化:热带气温年变化小,温带寒带气温年变化大。北半球(陆地)七月平均气温最高,一月平均气温最低。 气温变化的基本方式 1.气温的非绝热变化 非非绝热变化:指空气块通过与外界的热量交换而产生的温度变化。变化的方式主要有:辐射、乱流、水相变化、传导。 辐射:指物体以电磁波的形式向外放射热量的方式。(空气块之间、地气之间、云之间大气层白天由于太阳辐射而增温,夜间由于向外放出辐射而降温) 乱流:空气无规则的小范围涡旋运动,乱流使空气微团产生混合,气块间热量也随之得到交换。 水相变化:指水的状态变化,水通过相变释放热量或吸收热量,引起气温变化。 传导:依靠分子的热运动将热量从高温物体直接传递给低温物体的现象。 2.气温的绝热变化 绝热变化:空气块与外界没有热量交换,仅由于其自身内能增减而引起的温度变化。 大气中的温度变化:当气块作水平运动或静止不动时,非绝热变化是主要的;当气块作垂直运动时,绝热变化是主要的。绝热变化过程有两种情况:干绝热过程、湿绝热过程。 干绝热过程:在绝热过程中,如果气块内部没有水相的变化,叫干绝热过程(即干空气或未饱和空气的绝热过程。干绝热直减率γd≈1°C/100m)。 湿绝热过程:在绝热过程中,如果气块内部存在水相变化,叫是绝热过程。是绝热过程直减率,用γm表示γm=0.4~0.7°C/100m。 3.局地气温的周期变化 日较差:一日中气温最高值与最低值之差

影响农业生产的主要气象要素

影响农业生产的主要气象要素 摘要 影响农业生产的主要气象要素有光照、温度、水分、风等气象因素。 概述 气象条件对农业生产过程有着重要影响,主要包括光照、温度、水分、风等气象因素对农业生产的影响。 光照 光照是农作物进行光合作用的能量来源,是叶绿体发育和叶绿素合成的必要条件,光能调节农作物体内某些酶的活性,因此光照对农作物的生长发育影响很大。光照与农作物光合作用没有固定的比例关系,但是在一定光照强度范围内,在其他条件满足的情况下,随着光照强度的增加,光合作用的强度也相应的增加。但光照强度超过光的饱和点时,光照强度再增加,光合作用强度不增加。光照强度过强时,会破坏原生质,引起叶绿素分解,或者使细胞失水过多而使气孔关闭,造成光合作用减弱,甚至停止。光照强度弱时,农作物光合作用制造有机物质比呼吸作用消耗的还少,农作物就会停止生长。一般作物在强光下,株高降低、节间缩短、叶色浓绿、叶片小而厚、籽粒饱满、根系发达;弱光下作物节间较长、株高增加、根系发育不良、抗性降低。 温度 农作物的生长存在着一定的温度范围,大多数农作物能够适应的温度变幅在15摄氏度到40摄氏度之间。温度低于或高于此上下限,则生长缓慢。温度影响农作物的生理生化过程,如光合作用、呼吸作用、蒸腾作用等等。比如对光合作用,温度升高,光合作用增强,但当温度高于光合作用的最适温度时,光合速率明显地表现出随温度升高而下降,这是由于高温引起催化暗反应的有关酶钝化、变性甚至遭到破坏,同时高温还会导致叶绿体结构发生变化和受损;呼吸作用也随温度升高而增强,在极高温度下,在维持短时间强呼吸后,呼吸速率急剧下降。 水分 水分约占农作物体重的70%~90%,不仅是农作物体的重要组成部分,而且是农作物进行光合作用、呼吸作用以及对土壤中养分的吸收等生理活动所不可缺少的。合理控制水分是农作物正常生长和发育的重要保证,如果水分不足以补偿农作物因蒸腾作用和代谢活动消耗的水量时,嫩枝和叶片就会出现萎蔫现象,影响其正常的生长和发育。反之,如果水分供应过多,不仅会引起植株徒长,还会导致作物根部缺氧,呼吸作用降低、难以吸收养分造成作物枯萎甚至死亡。 风 风也是作物生长发育的重要生态因子。风速增加,空气乱流加强,使作物内外各层次之间的温度、湿度得到不断的调节,有效避免某些层次出现过高或过低的温度、湿度,以利于农作物的生长发育;风能减少大气湿度,破坏农作物内水分平衡,使成熟细胞不能扩大到正常的大小,结果所有器官组织都小型化、矮化;风能够把农

标准6要素地面气象观测规范

标准6要素地面气象观测规范 北京方大天云科技有限公司

目录 第1章地面气象观测场 (132) 2.1环境条件要求 (132) 2.2观测场 (132) 2.3观测场内仪器设施的布置 (132) 2.4站址迁移及其对比观测要求................................. 错误!未定义书签。 2.5观测值班室.............................................. 错误!未定义书签。 第2章地面气象观测仪器 ................................................................................ 错误!未定义书签。 3.1地面气象观测仪器的一般要求............................... 错误!未定义书签。 3.2地面气象观测仪器的基本技术性能........................... 错误!未定义书签。 3.3维护和检验.............................................. 错误!未定义书签。 3.4换用不同技术特性的仪器及平行观测要求..................... 错误!未定义书签。第一编气象要素的观测........................................................................................ 错误!未定义书签。 第3章云........................................................................................................... 错误!未定义书签。 4.1概述.................................................... 错误!未定义书签。 4.2云状.................................................... 错误!未定义书签。 4.3云量 .................................................. 错误!未定义书签。 4.4云高.................................................... 错误!未定义书签。 ⑴云幕球测云高 ...................................................................................................... 错误!未定义书签。 ⑵激光测云仪测云高 .............................................................................................. 错误!未定义书签。 ⑶云幕灯测云高 ...................................................................................................... 错误!未定义书签。 4.5夜间及特殊情况下云的观测和记录........................... 错误!未定义书签。 第4章能见度 ................................................................................................... 错误!未定义书签。 5.1概述.................................................... 错误!未定义书签。 5.2白天能见度的观测 ........................................ 错误!未定义书签。 5.3夜间能见度的观测 ........................................ 错误!未定义书签。 5.4能见度观测仪 ............................................ 错误!未定义书签。 第5章天气现象 ............................................................................................... 错误!未定义书签。 6.1概述.................................................... 错误!未定义书签。 6.2天气现象的特征和符号 .................................... 错误!未定义书签。 6.3观测和记录.............................................. 错误!未定义书签。 6.4天气现象观测仪 .......................................... 错误!未定义书签。 6.5纪要栏的记载 ............................................ 错误!未定义书签。 第6章气压 ....................................................................................................... 错误!未定义书签。 7.1概述.................................................... 错误!未定义书签。 7.2水银气压表.............................................. 错误!未定义书签。 ⑴安装 ..................................................................................................................... 错误!未定义书签。 ⑵移运 ..................................................................................................................... 错误!未定义书签。

新版地面气象观测要求规范

第一编总则 第1章地面气象观测组织工作 气象观测是气象业务工作的基础。地面气象观测是气象观测的重要组成部分,它是对地球表面一定围的气象状况及其变化过程进行系统地、连续地观察和测定,为天气预报、气象信息、气候分析、科学研究和气象服务提供重要的依据。 地面气象观测是每个气象观测站的基本工作任务之一,必须严肃、认真、负责地做好。 由于近地面层的气象要素存在着空间分布的不均匀性和随时间变化的脉动性,因此地面气象观测记录必须具有代表性、准确性、比较性。 代表性--观测记录不仅要反映测点的气象状况,而且要反映测点周围一定围的平均气象状况。地面气象观测在选择站址和仪器性能,确定仪器安装位置时要充分满足观测记录的代表性要求。 准确性--观测记录要真实地反映实际气象状况。地面气象观测使用的气象观测仪器性能和制订的观测方法要充分满足本规规定的准确度要求。 比较性--不同地方的地面气象观测站在同一时间观测的同一气象要素值,或同一个气象观测站在不同时间观测的同一气象要素值能进行比较,从而能分别表示出气象要素的地区分布特征和随时间变化的特点。地面气象观测在观测时间、观测仪器、观测方法和数据处理等方面要保持高度统一。 本规是从事地面气象观测工作的业务规则和技术规定,观测工作中必须严格遵守。 地面气象观测仪器和业务软件的技术、操作手册是对本规的必要补充,编制时必须以本规为依据,其容不得与之相违背。地面气象观测人员在认真贯彻执行本规的同时,也要熟练掌握地面气象观测仪器和业务软件的技术、操作手册中的有关容,确保正确顺利地完成地面气象观测任务。 本规的制定、修改和解释权属国务院气象主管机构。 1.1 观测站的分类以及观测方式和任务 1.1.1 观测站分类 地面气象观测站按承担的观测业务属性和作用分为国家基准气候站、国家基本气象站、国家一般气象站三类,可根据需要设置无人值守气象站。承担气象辐射观测任务的站,按观测项目的多少分为一级站、二级站和三级站。

地面气象观测的重要工作内容

探析地面气象观测的重要工作内容摘要:地面气象观测的定义应为:利用气象仪器和目力,对靠近地面的大气层的气象要素值,以及对自由大气中的一些现象进行观测。建立地面气象观测是一项非常重要的工作,它是整个气象工作的基础,是气象台站掌握当地天气实况,索取气象资料的主要手段。本文主要介绍了地面气象观测的几项内容,对研究地面气象工作具有指导意义! 关键词:地面;气象观测;气温测量; abstract: the ground meteorological observation should be defined as: the use of meteorological instruments and eyesight, on the near ground atmosphere of meteorological elements, as well as to the free atmosphere in some phenomena are observed. this paper mainly introduces several elements of surface meteorological observation, to study the ground meteorological work has direct sense! key words: ground; meteorological observation; temperature measurement 中图分类号:p412.1文献标识码: a 文章编号:2095-2104(2012)06-0020-02 地面气象观测的内容很多,包括气温、气压、空气湿度、风向风速、云、能见度、天气现象、降水、蒸发、日照、雪深、地温、冻土、电线结冻等。地面气象观测的许多项目都是通过固定在观测

气象报文解读

民航气象报文简要解读 二〇〇九年二月六日 一、地面气象观测资料的应用 地面气象观测是指观测人员在地面用仪器或目力对大气状态进行系统、连续的观察和测定。由于气象要素在空间和时间上的多变性、观测技术的不足,以及某些气象要素定义的局限性,用户对报告中所给的任何要素的具体数值必须理解为观测时实际情况的最佳近似值。 目前,中国民航地面气象观测主要有例行观测(METAR)和特殊观测(SPECI)。 1、例行观测: 按固定时间间隔在指定地点观测到的气象情况的报告。 2、特殊观测: 指在两次例行天气报告之间,当一种或多种气象要素达到规定标准时发布的报告。 1)当能见度(跑道视程)、云、风达到或通过本场特选报规定的数值,或达到、通过本场运行最低标准时 2)某些要素达到或通过经空中交通管制部门或其他部门和气象部门商定的数值时。 3)当下列任何一种天气现象出现、终止(消失)或强度有变化时: 冻降水、冻雾中或大的降水(包括阵性降水)、低吹尘(沙或雪)、高吹尘(沙或雪)、尘暴、沙暴、雷暴(伴有或不伴有降水)、飑、漏斗云 3、例行天气报告(METAR)或特殊天气报告(SPECI)通常包括以下资料: 发出资料的机场名称、发出METAR/SPECI的时间、风向风速阵风、风向转变、能见度、跑道视程、观测时的天气、云层、气温露点、QNH(在机场录得的气压,经调整以配合航空用途)、过去一小时(但非观测时)的天气、风切变资料、飞机降落用的趋势预测。 4、举例 例行观测报(METAR)示例1:(两条平行跑道) METAR VHHH 251600Z 24015G25KT 200V280 0600 R07L/1000U FG DZ SCT010 OVC020 17/16 Q1018 BECMG TL1700 0800 FG BECMG AT 1800 9999 NSW= 应解码为:

气象要素值

气压 大气的压强,它是在任何表面的单位面积上,空气分子运动所产生 气象要素 的压力。气压的大小同高度、温度、密度等有关,一般随高度增高按指数律递减。在气象上,通常用测量高度以上单位截面积的铅直大气柱的重量来表示。常用单位有毫巴(mb)、毫米水银柱高度(mm·Hg)、帕(Pa)、百帕(hPa)、千帕(kPa),其间换算关系是:1mm·Hg埄4/3mb, 1mb=100Pa=1hPa=0.1kPa。国际单位制通用单位为帕。测量气压的仪器常用的有:水银气压表、空盒气压表、气压计(见地面气象观测仪器)。1013.25百帕的气量。按云底的高度和云状等的不同,把云压,称为标准大气压,它相当于在重力加速度为9.80665米/秒2,温度为0℃时,760毫米铅直水银柱的压强。 气温 大气的温度,表示大气冷热程度的量。它是空气分子运动的平均动能。习

气象要素 惯上以摄氏温度(t℃)表示,也有用华氏温度(t′°F)表示的,理论研究工作中则常用绝对温度(TK)表示。其间换算关系是:t℃=5/9(t′°F-32);t℃=TK-273.15。地面大气温度一般指地面以上1.25~2米之间的大气温度。测量气温的仪器有温度表和温度计。 大气湿度 简称湿度。表示空气中水汽含量或潮湿的程度。 混合比(γ) 湿空气中,水汽质量(mv)与干空气质量(mv)之比, γ=mv/md,以克/克 气象要素 或克/千克为单位。饱和湿空气的混合比称饱和混合比。比湿(q) 湿空气中,水汽质量(mv)和湿空气质量(mv+md)之比,即q=mv/(mv+md),以克/克或克/千克为单位。

绝对湿度(ρv) 又名水汽密度,湿空气中。水汽质量(mv)与该湿空气体积(V)之比,即ρv=mv/V,单位是克/厘米3或克/米3。水汽压(e) 湿空气中水汽的分压。在总压强(即气压)为p、混合比为γ的湿空 气象要素 内,水汽压为在总压强为p、温度为T时,纯水的平水面和纯冰的平冰面的饱和水汽压分别为:其中γw、γi分别是纯冰或纯冰平面附近的湿空气的饱和混合比。水汽压的单位和气压的单位相同。 露点或霜点 在不改变气压和混合比的情况下,把纯水(或纯冰)平面附近的空气冷却到饱和时的温度。 相对湿度 空气中的实际水汽压与同温度下饱和水汽压的百分比。测量湿度的仪器种类很多,有干湿球温度表、毛发湿度表、毛发湿度计、通风干湿表、手摇干湿表等。由于大气中的水汽主要来自下垫面,如江、河、湖、海水面的蒸发、植被蒸

第三章气候特征和气象要素

第三章气候特征和气象要素* 九段沙是长江口最年轻的河口沙洲。其所处的河口区域和中纬度的地理位置受东亚季风影响,气象条件较为复杂。由于九段沙是一个无人定居的沙岛,无固定的气象观测资料,本研究报告是根据距九段沙最近的横沙岛(距离约10km)的新民站气象站(31°21′N,121°50′E)的气象观测资料来分析。 1 气候特征 九段沙3月中旬~6月上旬为春季;6月中旬~9月下旬为夏季;10月上旬11月中旬为秋季,11月下旬到次年3月为冬季。冬夏两季较长,春秋两季较短。秋冬干燥寒凉,春夏湿润暖热。 2 气象要素 2.1 日照 据1980~1989年太阳日照时数统计,横沙站为1798小时/年,占年日照时数的41%,为长江口河口沙岛气象站中较低的。横沙站太阳辐射总量见表3.1。一年中8月的太阳辐射最高,2月最低。 2 月份 1 2 3 4 5 6 7 月份8 9 10 11 12 全年 2.2 气温 横沙站年平均气温15.7℃,一年中一月份最低,七月份最高,年较差23.1℃,日较差6.3℃,极端最高气温36.6℃,极端最低气温~7.7℃,日平均≥5℃为292天,≥10℃为237天,≥15℃为187天。年平均无霜期为254天(自3月16日~11月26日,见表3.2~表3.5)。 *本章由谷国传、陈德昌编写,陈家宽审定。

表3.2 横沙岛年、月平均气温与年、日较差(1980~1989年) 月份 1 2 3 4 5 6 7 8 4.2 4.6 8.0 13.4 18.8 23.1 27.3 27.2 月份9 10 11 12 全年年较差日较差 23.4 19.0 13.3 6.6 15.7 23.1 6.3 表 3.3 横沙岛极端温度与高、低温日数(1980~1989年) 项目 最高气温(日数) 极端最高 气温(℃) 最低气温(日数) 极端最低 气温(℃) ≥30℃≥35℃≤0℃≤-5℃ 温度36.9 1.8 36.6 28.4 0.6 -7.7 表 3.4 横沙岛各界限温度初终期与积温(1980~1989年) 项目日平均气温≥5℃日平均气温≥10℃日平均气温≥15℃初日终日日数记温初日终日日数记温初日终日日数记温 2/3 17/12 292 5427 1/4 24/11 237 4996 1/5 3/11 187 4320 表 3.5 横沙岛初终霜日与无霜期(1980~1989年) 项目平均初霜 (日/月) 平均终霜 (日/月) 无霜期 (天) 最早初霜最晚初霜 最短无霜 期(天) 日期26/11 16/3 254 1981/11/10 1981/4/15 234 2.3 降水 横沙岛站年降水量为1145mm。一年中夏季降水量最大为480.2mm,占全年的42.0%;年内降水量最小为冬季,降水量为100.8mm,占全年的30.7%。年内的三个降雨期,秋雨>梅雨>春雨。春雨通常在4月下旬~5月中旬最集中,梅雨发生在夏初,通常6月17日~7月上旬,秋雨是指出现于8月下旬间的雨水集中期。由于秋雨与台风活动关系较大,它的分布一般偏东临海雨量较多。年内最长连续降雨为11天,连续无降水日为43天。横沙岛虽有降雪,但无积雪现象(表3.6~表3.7)。

气象要素

气象要素、水面蒸发、水温和冰情 6.1主要气象要素统计分析 6.1.1应根据工程设计要求,概述流域主要气候特性,统计工程地址的主要气象要素特征值。 6.1.2流域气候特性,可利用流域内气象观测资料和有关分析、研究成果,概述流域的气候背景和降水、气温、水面蒸发等要素的时空分布。 6.1.3工程地址气象要素特征值,应采用工程地址邻近且有代表性台站的观测资料统计。气象要素特征值可包括以下内容: 1、多年平均年、月降水量及各等级降水量出现日数,累年时段最大降水量及出现时间; 2、多年平均年、月平均气温、地温、湿度和气温累年年、月极值及其出现时间; 3、多年平均年、月水面蒸发量; 4、多年平均年、月平均风速,年、月最多风向及其频率,累年年、月最大风速及其出现时间,多年平均年、月大风日数; 5、多年平均年、月霜、雪、雾、雷暴等天气现象出现日数及霜、雪、雷暴的初、终期; 6、工程需要的其他气象要素特征值。 6.1.4气象要素特征值的统计系列不宜少于30年。系列较短时,宜插补延长。 6.2水面蒸发分析计算 6.2.1水库、湖泊平均年、月水面蒸发量,应采用10年以上、观测精度较高且有一定代表性的水面蒸发观测资料计算。 6.2.2利用水面蒸发观测资料计算水库、湖泊蒸发量,应符合下列规定: 18 1、2m2以上蒸发池观测资料,可直接用于计算水面蒸发量。水库、湖泊与蒸发池所在地区自然地理条件有较大差异时,应通过有关气象要素的对比分析,对成果加以修正。 2、E一601型蒸发器和口径为20cm、80cm蒸发器观测资料,应折算至20m2蒸发池蒸发量后,再用于计算水面蒸发量。E一601型蒸发器水面蒸发折算系数可参照本规范附录C 取值。 3、漂浮蒸发器观测资料也可用于计算水面蒸发量。但应查明浮筏结构、安装方式、观测方法,分析暴雨溅水、风浪等影响。6.2.3水面蒸发观测资料短缺时,可采用经主管部门审批的水面蒸发量等值线图或地区水面蒸发经验公式估算水面蒸发量。 6.3水温分析计算 6.3.1水温分析计算应包括天然河道水温特征值统计和建库后水库水温分布分析。6.3.2天然河道水温应统计多年平均年、月平均值,年、月平均值的最大、最小值,实测最大、最小值和出现时间,以及工程设计要求的其他特征值。 6.3.3设计依据站具有10年以上水温观测系列时,可直接统计有关特征值。水温观测系

气象要素和物理量定义

气象要素和物理量定义(搬自师姐处) lats4d -i your_input_file.nc -ftype sdf -o your_outpu_file -format grads_grib 单位:百帕(hPa) 1. 海平面气压P sea 2. 等压面高度H 单位:位势米 3. 温度T 单位:摄氏度(?C);绝对温度(?K) 4. 东西风U单位:米/秒(m/s), 通常正值为西风,负值为东风。 5. 南北风V单位:米/秒(m/s),通常正值为南风,负值为北风。 6.垂直速度ω单位:百帕/秒(hPa·s-1),天气尺度的量级一般为10-3。 ●物理意义ω=dP/dT为P坐标里的垂直速度,负值表示上升运动,正 值表示下沉运动 ●应用一定强度的上升运动是形成降水的条件之一,通常是诊断预报大 雪、暴雨、强对流等天气的物理量之一。 7.散度D 常用的是水平风散度,D=?u/?x+?v/?y,单位:/秒(s-1)。 ●物理意义由于水平风的不均匀造成空气在单位时间单位面积上的相 对膨胀率。 ●应用在诊断降水预报中有很重要的作用,低空辐合高空辐散是构成上 升运动的充分和必要条件,此外水汽的汇合主要也是靠低空流场的辐合。8.涡度ζ常用的是p坐标中的水平风的涡度,也就是涡度的垂直分量ζ =?v/?x-?u/?y。 ●物理意义单位面积内空气旋转速率的平均情况。ζ>0表示气旋式旋 转,ζ<0表示反气旋式旋转。单位:/秒(s-1),天气尺度的量级为10-5。 ●应用通常用来表征天气系统涡旋度之强度。

9.比湿q ●定义单位质量湿空气实际含有的水汽质量。单位:g/kg(克/千克)。 10.相对湿度RH ●定义实际空气的湿度与在同一温度下达到饱和状况时的湿度之比值。单位:% 11.水汽通量用来表示水汽水平输送的强度。 ●物理意义每秒钟对于垂直于风向的、一厘米宽、一百帕高的截面所流 过的水汽克数,它是一个向量,方向与风速相同。单位:克/厘米·百帕·秒(g/cm·hPa·s)。 ●应用通常用来判断水汽来源,水气的输送方向和强度以及与环流系统的关系等。 12.水汽通量散度? ●定义单位时间、单位体积内辐合或辐散的水气量。单位:克/厘米2·百 帕·秒(g/cm2·hPa·s)。天气尺度量级为10-7-10-6。 ●应用通常用来定量地判断水汽在某些地区的汇聚与辐合,是诊断降水的条件之一。 13.假相当位温θse ●定义空气微团绝热上升,将所含的水汽全部凝结放出,再干绝热下降 到1000百帕时的温度。单位:绝对温度(°K)。 ●应用θse随高度的分布能反映气层对流性稳定的情况。当?θse /?z>0 时,气层上干下湿,呈对流性不稳定;当?θse /?z<0时,气层为上湿下干,呈对流性稳定。 14.涡度平流即涡度的水平输送, =-(uζ?/?x+vζ?/?y)。 ●物理意义表示相对涡度在水平方向上不均匀时,由于空气的水平运动 所引起的涡度局地变化。涡度平流的符号决定于涡度与风的水平分布,其强度与涡度梯度和垂直于等涡度线的风速成正比。 ●应用常用来判断局地涡度的变化,当沿气流方向涡度减小,有正涡度 平流,引起局地涡度增大;沿气流方向涡度增大,有负涡度平流,引起局地涡度减小。 15.温度平流即温度的水平输送, =-(u?T/?x+v?T/?y)。在暖平流区,,沿

气象观测新教案

校园气象观测 一、教学目标 1、了解校园气象十大观测项目 2、学会观测空气温度、空气湿度、降水等项目,并能根据相关设备和器材读取数据 3、了解雨量器测雨量的原理 4、能根据温度计、湿度计、雨量计、气压计等得到的记录纸获取有关数据 二、重点和难点 1、学会降水的观测和理解雨量器的读数原理 2、能根据温度计和湿度计读取空气温度和湿度的数据 三、活动准备 1、百叶箱和地面的最高和最低温度表提早调节好,以便能获得需要的最高和最低温度 2、在温度计、湿度计、雨量计上安装或更换好记录纸,以便学生从设备和器材上读取数据。 3、将学生分为5—6人为一组,在气象站围栏内不同组同时在不同的观测点进行观测。 四、教学过程 1、导入部分 天气现象与我们的生活息息相关,人们都在关注每天的天气预报,天气要预报准确,首先离不开每个观测站的观测数据,需要观测员认真、正确地观测,并及时发报。同学们在校园气象站里进行观测同样需要科学的态度对待,认真、正确地观测。 2、新课教学 首先了解校园气象十大观测项目,它们分别是云的观测、能见度的观测、天气现象的观测、风的观测、空气温度的观测、空气湿度的观测、气压的观测、降水的观测、蒸发与日照的观测。今天主要学习风向的观测、空气温度的观测、空气湿度的观测和降水的观测。 1)风向的观测 风向是指风吹来的方向,天气观测和预报中常用8个风向,即东、南、西、北、东北、西北、东南、西南。实际地面气象观测中用十六个方位来表示(如图一),也可用角度表示。从正北开始按顺时针方向,每隔22.5°为一方位角。例如北、东、南、西四个方位,分别以0°(360°),90°,180°,270°表示。同学们观测风向就是看风标的朝向(如图二)。 2)空气温度和湿度的观测

4.综合气象观测研究计划(2009—2014年)

综合气象观测研究计划 (2009—2014年) 中国气象局 二〇一〇年三月

目 录 一、引言 (1) 二、总体目标 (2) 三、重点领域和优先主题 (2) 领域1:地面气象观测仪器设备 (3) 优先主题1:高精度地面气象要素观测传感器与智能气象观测系统 (3) 优先主题2:云、能见度、天气现象自动化观测 (3) 优先主题3:大气成分观测仪器设备 (3) 优先主题4:专业气象自动化观测系统 (4) 领域2:高空大气探测仪器设备 (4) 优先主题5:高精度探空传感器 (4) 优先主题6:高空臭氧探空仪 (4) 领域3:地基遥感探测设备与技术 (4) 优先主题7:天气雷达升级主要技术 (4) 优先主题8:新型多通道微波辐射计 (5) 优先主题9:雷电监测设备 (5) 优先主题10:雷达遥感探测能力分析及应用 (5) 领域4:卫星遥感探测基础性与前沿性技术 (5) 优先主题11:卫星遥感探测新技术与新方法 (5) 优先主题12:遥感卫星辐射校正与产品真实性检验仪器设备与技术 (6) 优先主题13:卫星及空间天气数据处理和产品系统 (6) 领域5:气象观测方法 (6) 优先主题14:气象要素观测方法 (6) 优先主题15:导航卫星水汽电离层综合探测及反演方法 (7) 优先主题16:微机电传感器测量方法 (7) 优先主题17:移动平台载荷气象探测方法 (7) 领域6:气象观测产品 (7) 优先主题18:观测资料质量控制及产品 (7) 优先主题19:雷达数据处理算法和产品 (8)

领域7:气象观测数据信息标准及传输共享技术 (8) 优先主题20:观测数据信息标准化 (8) 优先主题21:观测数据信息传输与共享技术 (8) 领域8:气象观测保障 (9) 优先主题22:综合气象观测网运行监控及保障技术 (9) 优先主题23:气象计量技术与仪器标定 (9) 领域9:综合气象观测系统业务布局及外场观测试验 (9) 优先主题24:综合气象观测网业务布局 (10) 优先主题25:青藏高原大气科学观测试验 (10) 优先主题26:综合气象观测外场试验 (10)

东北三省省会20世纪气象要素分析-(温度-降水)

东北三省省会1909-2000年 气象要素分析 (以温度、降水为例) 专业:地理科学(非公费师范) 年级:2013级 姓名: 学号:

一、长春地区 长春地区1909年-2000年年平均温度折线图如下所示: 长春地区1909年-2000年年降水总量折线图如下所示: 数据分析:1.由1909年-2000年的年平均温度和年总降水量随时间变化的图以及变化的趋势线可以看出,这91年以来温度在波动中上升,而降水量则有所下降,至于两者是否有明确的关系,可以将这91年的数据每隔十年取一年的数据作为代表,根据具体10年每个月的温度与降水变化的图形进行进一步的猜想; 则图像如下:

长春地区取得10年的全年月均降水量的折线图: 长春地区取得10年的全年月均温的折线图:

长春地区1909年-2000年冬季平均温度折线图: 2.由以上三张图可以看出来,长春地区90年来基本上保持的雨热同期,且冬季平均温度在零度以下应该属于温带季风性气候。选取十年一个间隔的全年月平均降水与月均温的数据,又由于跟踪某几年的数据可见温度的波动与降水没有必然性的升降联系,因此猜想降水量的下降是与其他方面的因素有关。 思考: 吉林位于东北三省纬度上的中间省份,是否在降水和温度这两个最具备代表性的气象要素上也是处于较为中间的位置上,再根据数据作图后进行分析: 二、沈阳地区 1909-2000年沈阳地区年降水总量变化图:

数据分析:虽然沈阳的温度数据有部分缺失,但基本不影响整体数据分析结果。由上面两张图所做的趋势线可以看出,在这一段年份内,沈阳的年降水量基本在一条水平线上下波动,而年平均温度则是在波动中上升,在前面分析长春地区的相关数据时,大致判断年均温与年总降水量的变化基本上是无关的,那么根据沈阳地区的情况基本可以更加确定这个结论的合理性。值得注意的是,沈阳地区的年均温基本上在7-8℃之间,而长春地区则是在4-6℃之间,年平均总降水量沈阳也比长春高出约100mm,基本可以确定温度是由于纬度影响的结果,而降水量相差较大以及变化情况的差距也较大,是由于什么原因可以再根据哈尔滨地区的数据综合分析进行猜想。 三、哈尔滨地区 1909-2000年哈尔滨年总降水量变化图

气象要素监测

自动气象站是按照国际气象组织(WMO)气象观测标准设计、生产的标准气象站。是目前为止国内观测要素最全、功能最为强大的自动气象站。 刮风下雨,还是风和日丽,天气一定是大家每个人都在关注,也必须要关注的话题吧。天气预报自从十九世纪中期开始发展,到今天已经成为了信息化的一个庞大的科学体系。我国现代意义上的气象预测起步比较晚,一直和世界先进水平保持着一段比较大的距离。但是,这种距离正在不断缩小。

气象要素,指的是表明一个时间和地点的天气状况的所有因素,包括气温、风速和气压等等,还有各种各样的天气现象。我们国家和外国的气象卫星技术相比有着二三十年的差距,到了“风云三号”,我们能够获得的资料已经受到了欧洲方面的认可,并且进入了他们的数据库内。对于气温、气压和风速的变化这些主要的气象要素,我们很早就开始进行监测了,我们的发展在于数据的准确程度和预报的及时程度。 在各种气象要素的监测方面,我们国家能够预报的数据也涵盖了越来越多的方面。今天的天气预报,我们不仅能看降雨量的变化和气温的变化,雾霾、日照和湿度我们也可以接受到信息。非常有用的是森林火险这样的播报,这说明我国的气象预测已经走上了数据化的道路。 黄氏生物工程自动站可观测的气象要素有:环境温度、环境湿度、露点温度、风速、风向、气压、太阳总辐射、降雨量、地温(包括地表温度、浅层地温、深层地温)、土壤湿度、土壤水势、土壤热通量、

蒸发、二氧化碳、日照时数、太阳直接辐射、紫外辐射、地球辐射、净全辐射、环境气体共二十项数据指标,也可根据用户科研需要进行灵活配置,同时可还可与GPS定位系统、具有性能稳定,检测精度高,无人值守等特点,可满足专业气象观测的业务要求。

气象数据要素说明

参数 当地时间- 该居民点的时间。显示为时和分。考虑到夏/冬令时的转换。 云量- 在该地观测到的云的数量。以百分比来计量。零云量表示:天空无云。云量100% - 天空整个被云遮住。云量30% - 30%的天空被云遮住。 降水- 表中规定的相邻时刻之间累积的降水的厚度。例如,10点和16点之间或16点和22点之间,等等。降水量是以水的形式表示的。即,固态降水(雪、雪糁、雪粒、冰雹、冰雨)算入相应的水量。请注意:如果所有其他天气参数值(云量、压力、温度、湿度和风速)都与时刻有关,那么降水就与邻近时刻之间的时间周期有关。用1:10 的比例将降水转换成新降雪的大概深度。例如,以水的形式出现的1mm降水大约相当于10mm深的新降雪。 气压- 地表大气压。海平面平均大气压接近760毫米汞柱。气压与平均气压的偏差与气旋和反气旋活动有关。在气旋中大气压下降,在反气旋中大气压上升。平均气压很大程度上取决于海拔高度。高度越高,气压越低。例如,在同一大气压下,在莫斯科和圣比得堡的气压值会因这两个城市位于不同的高度而有所差别。在156米左右的海拔高度莫斯科的气压比海拔高度为4米的圣比得堡的气压大约低15毫米汞柱。 气温- 1.5米。高度处的空气温度。 湿度- 1.5米高度处的空气相对湿度。以百分比计。相对湿度 - 为实际绝对湿度与同温度下绝对饱和湿度的比值。首先,绝对湿度-是空气中水汽的密度,用一立方米空气中有多少克水来表示。因此,空气中的水汽越少,其相对湿度越低。空气的相对湿度越低,就会感觉越干燥。相反,空气的相对湿度越高,就会感觉越湿润。 风- 10米高度处的风向和风速。风向指明风从哪吹来。例如,北风从北方吹来,南风-从南方。 风速、风力与描述的相互关系在蒲福风级中。 太阳,升起/落下-日出/日落时间,用该居民点的当地时间表示。考虑到夏/冬令时的转换 月亮,升起/落下-与太阳类似 月亮、月相- 根据当前地球、月球和太阳的相互位置,太阳照亮月球的状态 月亮会经历以下月相: 新月 - 看不到月球时的状态 上弦月 - 当一半月球被照亮时的状态

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