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单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,试验二、气压观测,(一)目的与要求,理解,水银气压表,和,空盒气压表,结构原理，掌握水银气压表观测办法及本站气压订正办法。,(二)主要内容,(1)观测各测压仪器结构，理解其测压原理；,(2)利用,动槽式,水银气压表观测气压及进行本站气压订正。,(三)仪器结构及原理,气象台站惯用水银气压表测定本站气压，野外观测常使用空盒气压表。,第1页,第1页,水银气压表,空盒气压计,第2页,第2页,1,水银气压表,水银气压表,是用一根一端封闭玻璃管，装满水银，开口一端插入水银槽中，管内水银柱受重力作用而下降，当作用在水银槽水银面上大气压强与玻璃管内水银柱压强相平衡时，水银柱就稳定在某一高度上，这个高度就表示出当初气压。依据压强公式：,p=ws=gv/s=,gh,式中：w为水银柱重量 v为水银柱体积 s为内管截面积,为水银密度,g,为重力加速度,h,为水银柱高度,在,原则状态下,(t=O，纬度45海平面上)与g为常量，,气压只是水银柱高度函数,，故可用水银柱高度h表示气压高下。,第3页,第3页,动槽式水银气压表,(福丁式),这种仪器主要特点,是有一个“,固定零点,”，每次观测时，需将水银面调整到这个零点上。结构可分为,内管,、,外套管,、,水银槽,与,附属温度表,等几部分。,第4页,第4页,动槽式水银气压表,(福丁式),内管,：是一根直径约8mm，长约900mm玻璃管。这根玻璃管顶端封闭，底端开口，开口处内径较小，通过专门办法洗涤洁净并抽成真空后，用十分纯净水银灌满。内管装在气压表外部套管中，用数个软木圈支住，开口一端插在水银槽里。,第5页,第5页,动槽式水银气压表,(福丁式),外套管,：是用,黄铜,制成。,它作用是保护与固定内管，同时刻有,标尺,。套管顶端有悬环，上半部前后都开有,长方形窗孔,，用来观测内管中水银柱高下，转动,调整螺旋,能使游尺上下移动，,标尺,和,游尺,是用来测定气压整数和小数。铜套管下部装有一只,附属温度表,，其球部在内管与套管之间，用来测定水银及铜套管温度。套管下端与水银槽相连接。,第6页,第6页,动槽式水银气压表,(福丁式),水银槽,：,分为,上下两部分,，中间有一个玻璃圈，并用三根吊环螺丝扣紧。通过玻璃圈能够看见槽内水银面。,槽上部,主要是一个,皮囊,由很软羊皮制成，其特性是能通气而不漏水银。皮囊一头牢固紧扎在玻璃内管上，另一端扎在上木杯上，此木杯中间凸出成圆筒形，内管即通过此木杯而进一步槽内。用来批示刻度零点,象牙针,，就固定在木杯平面上，而其尖端向下。,第7页,第7页,动槽式水银气压表(,福丁式),水银槽,：,分为,上下两部分,，中间有一个玻璃圈，并用三根吊环螺丝扣紧。通过玻璃圈能够看见槽内水银面。,槽下部,有一个皮囊，呈圆袋状，袋口扎在下木杯下部。此木杯分成上下两截，以螺丝紧连着上下。木杯均放在铜制槽座内，下皮囊外面有一,铜套管,，在铜套管底盘中央有一用以调整下皮囊水银面升降调整螺丝，螺丝顶部有一光滑小木托顶住下皮囊，以免皮囊受磨损。,第8页,第8页,2空盒气压表,空盒气压表多用于,野外观测,，它由,感应,、,传动放大、批示,三部分构成。大气压力作用在空盒上时，空盒被压缩。当空盒弹力与大气压力相平衡时，空盒就保持一定形状。指针就指出相应气压值。当大气压力增大时，空盒就进一步被压缩，带动连结杆右移，批示气压升高。反之，当气压减小时，空盒就膨胀，带动连结杆左移，批示气压减少。,3气压计,气压计是用来统计气压连续改变仪器，在结构上分为,感应,、,传递放大,和,自记,三部分。感应部分是由几种空盒串联而成，原理与空盒气压表相同。传递放大部分由两组杠杆构成。自记部分与温度计、湿度计相同。气压计水平稳固地安置在室内水银气压表附近台架或桌子上。,第9页,第9页,(四)观测方法和步骤,1水银气压表安置,水银气压表应垂直悬挂在气压室特制三角保护箱内，保护箱应固定安装在墙上或柱子上。,气压表悬挂高度以观测员便于读数为准。,气压室内光线要充足，温度改变应很小，并尽也许避免阳光直接照射。,室内应保持空气流通，但应避免直接通风。,第10页,第10页,(四)观测办法和环节,2动槽式水银气压表观测环节,(1),观测附属温度,，准确到01，并经附温表器差订正。,(2),调整水银槽内水银面,，使之与象牙针恰恰相接。调整时，动作要轻且慢。,(3),调整游尺,，使其稍高于水银柱顶，然后再慢慢下降，直到游尺环下缘与水银柱凸面顶点相切。此时，在游尺下缘即可读出,整数,，从游尺上找出一根与标尺上某一刻度相吻合刻度线，则游尺上这根刻度线数字就是,小数,读数。,(4),读数并统计后,，旋转底部螺旋，,减少水银面,，使其离开象牙针。,第11页,第11页,3.本站气压订正,水银气压表读数，只表示观测所得水银柱高度。因为仪器差存在和气压表并不总是在标准条件下使用，即使气压相同，也会因温度和重力加速度不同，水银柱高度不同。因此，水银气压表读数须次序经过仪器差、温度差、重力差三步订正才是本站气压。,(1)仪器差订正(C1),从该气压表检定证中查取仪器差订正值，然后与气压读数相加，其代数和即为经器差订正后气压值。,第12页,第12页,(2)温度差订正(Ct),当温度改变时，水银和测量水银柱高度黄铜标尺也随之发生热胀冷缩改变，因水银和黄铜热膨胀系数不同(水银线胀系数a=0.0001818，黄铜线胀系数r=0.0000184)，这就引发了示度改变。这种纯由温度改变而引发气压读数改变值，称为水银气压表温度差。,第13页,第13页,(2),温度差订正(Ct),当,附温在零上,时，,Ct为负,，由于水银膨胀较铜尺膨胀得大，这样，依水银柱高度来测气压时，就会比实际偏高，因而要减去，即订正时需减去水银多伸长部分；,反之,附温在零下,时，,Ct为正,，即订正时需加回水银多收缩了部分。,为使用以便，编制成,气象惯用表第2号第1表,。每次直接利用,经器差订正后气压值,及附属温度值，直接查取温度差订正值。,第14页,第14页,查表办法是,：,从横行查取气压值(mm或hPa)，表上气压数值在814mm下列时，每隔2mm或hPa一行。820mm以上时每隔10mm或hPa一行，查时采用,靠近法,(因订正值相差很小)，若气压正好在两个气压中间应取气压偏大二行温度差。,再用第一纵行找出附温整数，由附温与气压相交处查出温度差订正值。若附温有小数，则从表下部小数部分查出相应订正值，加在整数订正值上。,第15页,第15页,第16页,第16页,例1 经器差订正后气压为1013.5 hPa，附温为13.3。,从,气象惯用表第2号第1表,取气压1013.5hPa一行，附温取13一行，在相交处查得2.14，再查小数表0.3得0.05，则温度差订正值Ct=2.14+0.05=2.19。,因t0，故订正值为负值，C,t,=-2.19。于是经温度差订正后气压值为：1013.5-2.19=1011.31 hpa。,第17页,第17页,(3)重力差(Cg)订正,水银气压表是以纬度45海平面上重力为标准，凡纬度不在45，海拔不在海平面上气压表，因为重力改变，使水银气压表水银柱高度也要改变。这种因重力不同，而造成水银柱高度与标准重力情况下水银柱高度差值，称为重力差。为此，凡纬度不在45，海拔高度不在海平面上台站，均需将经器差、温度差订正后水银柱高度进行重力差订正。重力差订正分纬度重力差与高度重力差两种。,第18页,第18页,(3)重力差(Cg)订正,1)纬度重力差订正(C)：纬度重力差是因为不在纬度45地方，与纬度45处所要重力不同而引发水银柱示度差值。,地球是一个椭球体，使各纬度地面距地心距离伴随纬度增高而减小，因此地心引力随纬度增高而增大，则重力伴随纬度增高而增大。,因为取45为标准，纬度小于45地域所受重力比纬度45处为小，当实际气压相同时需要有较长一段水银柱与外界大气压相平衡，与纬度45处比较，则读数偏高，故应减去因重力小而多出一段水银柱，即C为负。,反之，纬度高于45地域所受重力大，相同气压情况下，水银柱就偏低，故C为正。,第19页,第19页,纬度重力差C,能够直接从,气象惯用表第3号第1表,查出。,查表办法是：用,经器差、温度差订正后气压值,与台站纬度查表。表上气压每隔5mm一行，查时采用,靠近法,。纬度每隔30一行，查表时须进行,内插,。,第20页,第20页,第21页,第21页,例2 经器差、温度差订正后气压值为1011.31 hPa，,=36,0,20，求C,i,将,hPa化为mm,(查气象惯用表第2号第3表)，,1hpa34mm 1011.31hPa=758.55mm；,ii,气压查760这一行；,iii,纬度进行,线性内插,：,3600为0.62,3630为0.59,30：20=-0.03：x,x=-0.03*20/30=-0.02,故3620处纬度重力差为：0.62-0.02=0.60；,iv由于,45，故C=-0.60；,第22页,第22页,2),高度重力差订正,(,Ch,)：,因地心引力与物体离地心距离平方成反比，物体高度升高，地心引力就减小。,当气压相同时，以海平面为原则，高于海平面地方，则水银柱长度比海平面处长，气压示度就会偏高，订正值Ch为负；,反之，低于海平面地方，Ch为正。,这种误差订正即为高度重力差订正。,第23页,第23页,2),高度重力差订正(Ch),：,高度重力差能够从气象惯用表第3号第2表直接查取。,办法是：用,经器差、温度差订正后气压,与水银槽海拔高度查表。表中气压每隔20mm一行，海拔高度每隔50m行。因订正值改变很小，故均采用,靠近法,。,例3 经器差、温度差订正后气压值为755.66mm，气压表海拔高度为125.Om，求Ch。,气压查760mm一行，高度查150m，相交处得0.02，由于高于海平面，因此Ch=,-0.02,。,第24页,第24页,第25页,第25页,重力差,包括,纬度重力差,与,高度重力差,两者之和(Cg=C,+Ch)。在气压订正过程时一律取,两位小数,，最后本站气压只要求准确到,一位小数,，并把mm换成hPa。,本站气压查算举例：本站纬度3612，高度170m，气压读数,，器差-0.1mm，附温,，求本站气压。,第26页,第26页,气压订正经验公式,温度差（,Ct,）订正：,Ct,=,-(Bt,0.0001634t)/(1+0.0001818t),Bt仪器差订正后气压值,t 温度,重,力差（,Cg,）订正,纬度重力差（,C,）订正,C,=-0.00265,B,cos2,B仪器差和温度差订正后气压值,纬度,高度重力差（,Ch,）订正,Ch,=-0.000000196,Bh,h,Bh仪器差和温度差订正后气压值,h 高度,Cg,=,C,+Ch,第27页,第27页,（五)试验作业,进行本站气压订正。,附温,(,),纬度,海拔高度,(m),气压读数,器差,3612,176.0,第28页,第28页,
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