气象学实习指导

实习指导

何春生

海南大学环境环植学院

实习一 空气温度和土壤温度的测量

目的和要求：了解温度测量仪器的构造及原理及其使用范围；学会玻璃液体温度表的安装、调整、误差及其消除，温度表的检查及维修方法；能正确地测定空气及土壤温度。 实习使用仪器：玻璃液体温度表（干球温度表、湿球温度表、最高温度表、最低温度表、曲管地温表），红外线温度计，半导体点温计，三角板一套和直尺一把，指南针一个。

一、 概述

农业生产活动中，常需要测定环境（空气和土壤）温度，以安排农事活动以及农业生产措施。

气温和土温对于作物生长发育有密切关系。在适宜的温度下，作物生长迅速、发育良好；当温度超过作物所要求的最高温度或低于作物所能忍受的最低温度时，作物的生长就会停止，甚至死亡。空气温度还影响到病虫害的发生与蔓延、农作物的储藏、加工甚至销售。因此，掌握温度的观测对于农业生产是非常必要的。

关于温度及其相关统计量我们在前面的理论课上已经交代清楚，这里不再赘述。

二、 温度测量仪器及其测温原理

由于温度是物体内能的宏观体现，是物体分子的平均平动动能，因此，直接测量自然界物体温度是不可能或不现实的。物体的温度一般是通过间接的方法测定。

一般来说，物体由于其温度的不同，其内在物理特性和外部形状等特征（统称物体物理属性）都会有所变化，而且在某一温度范围内，这些物理属性和物体温度呈一一对应的关系，或单调递增，或单调递减。测量物体温度就是利用这种关系，测定物体的某项物理属性值，从而推导出物体的温度。

测量物体的温度的仪器种类非常多，各种不同的测温仪器其测温范围、精确度、测量方法、使用场合等差异较大，我们应该根据不同的使用目的选择合适的测温仪器。

常用的测温仪器根据其测温原理可以分成以下几种类型：

1． 根据液体或固体（部分仪器是使用气体的）的线性尺寸（体积、长度等）随温度而膨胀的效应。这类仪器中使用最广泛的是各种玻璃液体温度表和双金属片温度自计仪。此类仪器多为机械式，结构较为简单，维护方便，多数价格可以接受。玻璃液体温度表是目前气象观测中普遍使用的常规仪器，测量精度较高。但该类仪器使用有一定的条件，我们将在后面详细介绍。

2． 利用某些导体或半导体的电阻随温度变化的原理，设计的各种电阻温度表和热敏电阻温度表。金属导体的电阻值随温度的升高而增加，它们之间有着良好的依存关系，因此，测定其电阻值就可以推知其温度。实际制作的仪器多采用铂或铜电阻作为温度计的感应部分，它们往往被用作标准仪器来校准其它的测温仪器。电阻温度表有如下特点：性能稳定，具有良好的防辐射特性（光亮的表面对太阳辐射的反射率可以达到90%以上并且有良好的散热性能），滞后系数较小，对环境破坏性不大等。半导体是介于导体和绝缘体之间的一类材料，某些半导体的电阻率与温度之间有显著的依赖关系，而且其电阻温度系数

为负值，这类半导体也称为“热敏电阻”。图1—1为一种半导体温度表。利用这种半导体材料作为感温元件的仪器，称为半导体温度表（或热敏电阻温度表）。半导体温度表灵敏度较高，热滞系数可以按照需要设计成很大或较小，但每个热敏电阻的特性不同，所以一致性较差，使用时需要各个检定，且有时候检定好的热敏电阻由于置放环境温度超过其规定的温度范围时，其特性也会发生变化。

3． 根据金属热电偶温差电效应制作成的测温仪器——热电偶温度表。热电偶就是用两根材料不同的金属丝焊接在一起而成。实验表明，当两焊点温度不同时，即有温差存在时，在回路中存在电动势，电动势的大小与焊点间温差大小呈正相关，测定其电动势的大小，从而推导其温差的大小，当两焊点其中一个作为参考端，给以一恒定的温度，则另一端就可以作为环境温度测量的感应部分，感知环境温度的变化。热电偶是农业上测量环境温度常用的仪器的感应器，使用非常广泛，它可以做成多种形状，如针状（封装于注射针管中，适合测定植株茎干、叶片、果实内部温度）、珠状（适用于接触测量叶片、动物皮肤等温度）、柱状（有较大的惯性系数，可以测定平均状况温度）等。有时将多个热电偶串联在一起，可以制作成热电堆，用于测量辐射强度等。

4． 利用物体表面的辐射原理测定表面温度---红外线测温仪。前面理论课我们说到，自然界中任何物体都向外发送着电磁辐射，物体的表面温度不同，其发射的电磁波的强度、波谱范围等都不同，因此，利用物体的这种特性，测定物体的电磁辐射，从而推导出其表面温度。地球表面物体大多数在250—300K之间，其发送的辐射集中于红外线区域，所以这类仪器称之为红外线测温仪。图1—2为一种红外线测温仪。红外线测温仪具有以下优点：首先，它可以遥测，即不与被测量物体相接触，这对于那些我们不能进入或到达的地方物体温度的测量，如高大的树冠、有毒有害的地方等，是非常必要的；其次，测量视

野开阔，它可以测量较大范围的物体表面的平均温度，如田间冠层温度、土壤表面温度

等，其它类仪器仅能测量个别点的温度，代表性不佳；第三，该仪器还可以快速测量物体表面温度，反映速度非常快，设计好的仪器其滞后系数接近于零，它也适合于测量快速移动的物体的表面温度等。该类仪器不足之处也很明显，如测量精度较差，误差较大，结构复杂，维护保养技术难度较大等，另外，一般来说，技术指标较高的仪器其价格也较高。

三、 温标

为了能定量地表示物体的温度，就必须选定一个衡量温度的尺度，称为温标。常用的温标有：摄氏温标、华氏温标、开氏温标，其中摄氏温标是国际制单位，最为常用；华氏温标普遍使用于欧美等西方国家，很多文献资料都是用华氏温标表示温度数值的；开氏温标是近代物理学发展研究的成果，也称绝对温标。如果以标准大气压下水作为参照，各种温标其冰点和沸点表1—1。

表1—1 三种温标对照表

温 标 摄氏（℃） 华氏（℉） 开氏（K）

若以t表示摄氏度，T表示开氏度，F表示华氏度，则三种温标之间换算关系为：

冰 点 0 32 273.15 沸 点 100 212 373.15 基点间隔 100 180 100 t= （F-32）

95F= t+32

59T = t+273.15

四、 玻璃液体温度表

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的改变而热胀冷缩的原理制成的。

常用的测温液体有水银和酒精两种，它们的各种物理性质如表1—2所示。

表1—2 水银和酒精物理性质比较

物理 沸点冰点导热系数 热容量 内聚 纯 力 大 小 度 好 差 透明 度 不 透明 40℃时 蒸发 小 大 性质 （℃） （℃） (J/m.s.℃) (J/Kg•℃) 水银 356.9 -38.9 酒精 78.5 -117.3

8.36 0.18 138.1 2344.1 从上表中可以看出，水银具有热容量小、导热系数大，易于提纯、沸点高、内聚力大，与玻璃不发生浸润作用，以及不透明易于读数等优点，为主要的测温液体。但水银的冰点太高，不宜作测低温用的温度表。而酒精纯度差，易蒸发以及与玻璃一起浸润作用等，但缺具有冰点低的特点，所以用来制作最低温度表。

常见的玻璃液体温度表有以下几种：

（一） 普通温度表（干湿球温度表） 如图1—4所示，它是由感应球（1）、毛细管（2）、白磁刻度板（3）、以及外套管（4）等四部分组成。在感应球部充满水银，当温度升高时，球部内的水银体积受热膨胀，沿毛细管上升，当温度下降时，感应球内的水银体积受冷收缩，毛细管内的水银下降，所以这种温度表是随着温度的升高而升高，随

着温度的下降而降低，它是测定任一时刻瞬时温度的温度表。

（二） 最高温度表 最高温度表是用来测定一段时间内的最高温度的水银温度表。它的构造与普通温度表基本相同，主要区别是它的感应部分（水银球）内有一玻璃针，伸入毛细管内，使感应部分与毛细管之间形成一窄道（如图1—5）。当温度上升时，感应部分的水银体积膨胀，产生的压力大于窄道处的摩擦力，水银可以挤入毛细管；而温度下降时，水银体积缩小，在窄道处的摩擦力大于水银的内聚力，毛细管的顶部又是真空，又无其它外力使水银流回感应

球部，水银柱在窄道口断裂，毛细管内的水银不能下降，水银柱指示的刻度不变，保持了过去一段时间内曾经感应到的最高温度。

（三） 最低温度表 用酒精作测温液体的，专用来测定一定时间间隔内的最低温度。其构造特点是毛细管较粗，管内有一个很小的哑铃形游标（图1—6）。当温度上升时，酒精受热膨胀，酒精绕过游标周围而上升，而游标因其与毛细管壁的摩擦力大于酒精上升对其作用的粘滞力，游

标不动；当温度下降时，酒精柱收缩，当酒精收缩到液面与游标顶端相接触时，酒精继续收缩，这时酒精表面张力就会带动游标下降，一直到酒精柱不再下降为止，这时游标

的远离感应球部的一端就是一段时间内的最低温度值。

为了防止酒精蒸发，在毛细管顶部充入惰性气体（如氮）。

（四） 曲管地温表 用来测定浅层土壤温度，它包括5、10、15、

20cm深度共四支温度表，构造和普通温度表基本一样，但外形不同，长度不一，球部上端和表身成135°角（主要是便于在埋入地下后，露出部分容易读数），玻璃套管下部（自球部到刻度板刻度起点处）用石棉充填，再向上用棉花填塞，并用火漆作成若干道分隔板，以防止玻璃套管内空气的对流（见图1— 7）。

五、 温度表的误差

一般来说，我们使用的各种温度表总是有误差的，有测量就一定有误差。为了准确地测定气温等科学数据，必须以严格的科学态度，避免和消除温度表的各种误差。温度表的误差有以下几种：

（一） 常定误差（仪器差） 温度表在制作过程中，由于技术条件的和材料本

身的影响，而产生的一些误差叫仪器差。其产生的原因：

1． 制作毛细管的内径不均匀，或刻度的等分不准确，引起的示度误差； 2． 温度表玻璃日久后，内部分子排列趋于整齐，引起玻璃的收缩使毛细管及球部的容积变小，温度示度偏高，这种误差，称为零点位移；

3． 使用的液体不纯，日久分化变质，不但液体体积改变引起零点位移，而且改变了液体的视膨胀系数，造成误差。

上述三种原因，综合导致仪器差的产生。这种误差通常在仪器出厂前和每一年后均要与标准温度表进行比较检定（有条件的需要送到计量检测部门或气象部门进行检测），求出其在各温度范围内的仪器差，并编成检定表。表1—3是一支编号为30875的温度表的检定结果。

表1—3 温度表检定证（表号：30875）

1．与标准温度相比较得出该表各整10℃点上的仪器订正值：（单位：℃） 温度 订正值 -30 -20 +0.1 -10 0.0 0 0.0 +10 0.0 +20 +30 +40 +50 +60 -0.1 -0.2 -0.1 -0.1 -0.1 2．为了便于使用，订正值编成下表：（单位：℃） 由 -20.0 -15.0 +15.1 至 -15.1 +15.0 +25.0 订正值 +0.1 0.0 -0.1 +35.1 +50.0 -0.1 由 +25.1 至 +35.0 订正值 -0.2 在测温过程中，每次读数后，从该温度表的检定证中（每支温度表都有一支与其表号相一致的检定证）查出该读数的订正值，然后取读数值与订正值的代数和，即为订正后的正确温度。例如，用上面这支编号为30875的温度表测量环境的温度，读数为26.5℃，从表中查出25.1至35.0范围内温度表的仪器差为-0.2℃，则正确温度为：

正确温度 = 观测值 + 仪器差 = 26.5+（-0.2）=26.3（℃）

（二） 非常定误差 非常定误差主要有以下几个方面： 1．视线误差

观测温度时视线必须与温度表毛细管中的液柱垂直。若眼睛位置

偏高，则视线通过液柱顶部看到毛细管后面标尺的刻度值就会偏低；反之，则会偏高，因此在读数时应避免这种人为的误差。

2．温度表球部的压力差

因为温度表检定时，一般在一个大气压（约1013hPa）

的条件下进行。若温度表在高山上使用，气压很低，球部容积变大，液柱下降，引起示度偏低。如在500hPa时，示度偏低0.1-0.2℃。

3．温度表球部与上端管部温度不一致造成的误差 在测定空气温度时，因球部和管部没有温差，此值可不考虑，但对球部埋在土壤中，管部伸出地表面的曲管地温表，就能造成一定的误差。

4．最高温度表的特有误差 最高温度表读数时，气温（土温）一般已经低于最高值。因此，毛细管中的水银柱将因冷缩而比最高温度时应有的长度短些，读数会低于最高温度。

（三） 温度表的惯性误差 任何测温仪器在进行测温过程中，都不是一接触即能达到热平衡的，要有一个感应过程才能反映出来。由于空气温度时刻在变化，所以温度表的示值也始终落后于被测空气温度的变化，这种落后现象称为温度表的惯性（滞后性）由此而造成的误差称惯性误差。温度表惯性的大小用热交换时间长短，即滞后系数来表示。热滞后系数为：测温仪器的示值变化到与被测介质原来差值的37%所需要的时间。热滞后系数的大小在空气中主要与风速的大小相关。一般来说，热滞后系数越大，其所带来的误差也越大。

为了使温度表能迅速感应到被测物的温度变化，要求温度表滞后系数越小越好，这就需要测温液体的热容量较小，导热率大，球部表面积要大。为此，除了最低温度表用酒精作测温液体外，其它温度表一般用水银作为测温液体；感应球部做成圆柱形。球部成球状的温度表感应相对较慢。

一般测定空气温度的温度表要求滞后系数为100～200秒。由于惯性的存在，当温

度表安装到百叶箱或进行测量时，要经过十多分钟后，待温度表充分与环境交换热量，与环境温度接近时，才能观测读数。

六、 温度表的检查与维修

（一） 温度表的检查 检查一支温度表的好坏与能否使用，需注意下列事项：

1． 温度表的任何部分，都不应有破损现象；

2． 套管玻璃应透明清洁，不应有歪曲读数或影响牢固的缺陷，管内不应有玻璃屑或其它杂质，套管内空气干燥，不应有凝结物出现；

3． 标尺在套管内不应活动。检查时握住温度表的下部（约在标尺的下端），轻轻挥动温度表上端，使标尺侧面朝向挥动的方向，此时标尺不应动摇（上下或左右），亦不应碰击套管或固定标尺的座梁；

4． 毛细管与标尺间隙不容许超过1mm，毛细管应在所有刻度线的，并与刻度线垂直；

5． 毛细管应匀直，不应有目力所能察觉的弯曲或粗细不均匀的现象；

6． 水银温度表的毛细管内的任何部位不应有水银滴及水银氧化层。在酒精温度表内的酒精、毛细管、管壁或顶端不应有任何沉淀物；

7． 温度表的球部及液柱内不应有气泡；

8． 除最高温度表外，其它各种温度表的液柱上端，均应灌充氮气，当球部倒转向上时，液柱不得滑动；

9． 酒精温度表毛细管的上端，有一扩大的空腔，用以防止温度升高时压力增加过大而损坏温度表。空腔内或毛细管的上部不应有酒精蒸发而凝成的雾层或酒精滴。如发现这种情况时，可握住温度表的下部（球部）甩动，使酒精充满空腔。然后再握住温度表顶端，使球部向下甩动，当酒精回到液柱的时候把原来的空腔或毛细管上部的酒精雾层

带回到液柱中。经过这一处理后要将温度表垂直放置，使附在上部毛细管壁上的酒精逐渐流回液柱中。

温度表常见的故障有下列几种：①水银柱或酒精柱的中断；②球部有气泡；③球部内壁或毛细管壁有氧化物；④最高温度表或最低温度表失去最高性或最低性；⑤酒精温度表的球部浸径内有沉淀物；⑥温度表外套容易整圈炸裂，叫做“冷爆”。前两种故障，即液柱中断现象和气泡，是最常见现象，可以修理，其它故障均不能修理，应予报废。

（二） 温度表的维修 温度表的水银或酒精柱中断的简便修理方法有以下几种： 1． 撞击法：用手握住温度表球部，使球部位于掌心或将温度表附在一块长木条上，球部需距木板底边10cm以上，将温度表握牢呈垂直状态。在桌上垫一软物，将握温度表的手或木板底边向桌子上软物撞击。利用水银向下的重力突破气泡即可连接水银柱。最高温度表及双叉形的最低温度表不宜采用此法。

2． 布袋法：将温度表放于特制的布袋中，布袋底部垫以软物，用手握布袋上的带子到空旷处用力轮转布袋，轮转布袋时最好在头顶上水平旋转，用离心力使其突破气泡，把水银柱连接起来。

3． 手甩法：用手握温度表的中部，球部向下，刻度板与甩动方向平行，把手向体侧伸出约30°，将表面在与水平面成45°的圆弧内前后甩动，利用惯性离心力，冲破气泡，使水银柱相连接。

4． 加热法：将温度表球部插入盛有少量冷水的杯中，慢慢地加入热水，使温度慢慢上升，直至水银柱上部中断部分及气泡全部升入空腔后，轻轻震动温度表上部，气泡即可升至顶端，水银柱即互相连接。此法只适用于毛细管顶部有较大（或梨形）的空腔，气泡上端水银柱（酒精柱）中断较短，空腔内能容纳中断部分水银的温度表。使用此法时应注意加热不可过快，水银柱不得充满空腔，当水银达空腔三分之一左右时，不要再升高温度，以免使温度表破裂。

5． 冷却法：在其它方法无效时，水银柱的中断现象比较严重时用冷却法。将温度表球部插入干冰冷却剂中，使毛细管中的水银缩入水银球为止。然后使温度缓缓上升，即

可将气泡排至水银柱外。在操作时温度表保持垂直。

6． 用游标修复酒精柱中断法：只适用于最低温度表，并且酒精柱中断处的气泡不超过游标长度时采用。如果气泡在游标的上部，握住球部，甩温度表，使游标穿入气泡（但不要超过气泡），然后将温度表直立，球部向下，则气泡上部酒精回沿着游标流下，气泡本身上升至游标的上部；重复进行，直至气泡跑出液体以外。

七、 空气温度的观测方法

（一） 空气温度观测的环境条件

前面介绍的各种温度观测仪器中，除了红外线温度计外，其它的都需要与被测物体相接触，通过热传导，达到热平衡，才能测量出物体的温度。因为制作温度表的材料与被测物体特性有一定的差异，如空气与水银之间，差异就非常明显。因此，在环境中热量的转移造成的温度的变化对于被测物体和测温仪器就不一致，有时甚至会造成很大的误差。所以，正确测定物体的温度需要一定的环境条件。用玻璃液体温度表测量空气温度，主要有以下几个环境条件要求：

1． 防止太阳辐射及其它辐射对温度表的直接影响。这里，主要要防止太阳辐射对其影响。因为，水银（酒精）与空气对太阳辐射的吸收率是不同的，对流层下层空气对太阳辐射基本上是不吸收的，这我们在前面理论课上已有阐述，而水银（酒精）是有一定的吸收的，也就是说，空气是不能被太阳光晒热的，而水银（酒精）则可以被晒热。因此，在太阳光下（或天空辐射），空气和测温液体温度有较大的差异，如同，地面沙子的温度和空气温度之间的差异一样。测温液体温度与空气温度不一致，甚至有较大差异，这时，就不能代表空气的温度状态，因此，就不能测量空气温度。除了太阳短波辐射外，地面辐射以及人体辐射也会对温度表产生一定的影响，但影响的程度没有太阳辐射大，因为，空气对长波辐射也有一定的吸收，虽然它的吸收率不同，但差异并不明显；地面和人体等辐射的影响主要是考虑局部相对高温（低温）对温度表的影响，而整个空气层并没有都受到这些因素的影响，造成测量误差。

2． 防止雨水及强风的影响。由于温度表可以截留部分雨水（空气是不会被雨水淋湿），当水分蒸发时，会带走温度表的热量，降低温度表的内能，温度将降低，温度表的温度就比空气温度低，因此，被雨水淋湿时，此温度表的示值不能代表空气温度。除了雨水外，露水、霜、雪或其它水汽凝结物等都会带来同样的影响，因此都要防止。强风主要是对温度表可能起破坏作用，因为温度表一般都放置于离地面一定的高度（通常为离地面1.5米高度上）上，如果温度表不能牢固安置，强风可能使其被吹落地面，造成温度表的损坏或至少不能进行观测。

3． 空气必须自由流通。空气的特点是流动性强，一个地方的空气温度是指该地气层的平均温度，不流通的空气不具有代表性，因此，空气必须流通。保证空气流通目前主要采用两种途径：自然通风和人工通风。在固定点进行空气温度观测，人工通风是未来的趋势。

因此，仅用一支温度表是不能测量空气温度的，当然，对于家庭室内，要求不太高的话，可以在没有太阳光直射的地方悬挂温度表测量空气温度，但对于室外，或要求较高的科研生产活动，则必须考虑以上的测温条件。一般可以采用特制的设备装置，也可以采用自制防辐射装置进行田间空气温度的测量。不论采取何种装置，只要能满足以上三个条件，我们可以认为，温度表测量的温度值就能代表空气的真正温度。这其中，气象站的百叶箱就是最常见的测温装置。 （二） 百叶箱

百叶箱是根据以上对环境的要求条件而设计的，是目前气象站普遍采用的测温设备。气象站采用百叶箱作保护装置来测量空气温度和空气湿度的。百叶箱的四壁是由两排木板条镶嵌在四角的木柱上而成的，俗称百叶，每根木板条向内（外侧的一排木板条向外）倾斜与水平方向成45°角。箱底由三块木板组成；每块宽100mm，中间一块比两边稍高一些；箱盖有两层，上面一块称盖板，面积比箱体大一些，下面一块和百叶箱的四壁相接，与底板共同组成一封闭的空间用以放置测温仪器设备，两块板之间有一定的空隙，高度约100mm，空气可以自由流通，主要起隔热作用。为了有良好的反射能力，百叶箱

内外各部分均涂以白色油漆，以减小太阳光的直接影响（见图1—8）。

百叶箱有大小两种。大百叶箱规格612mm×460mm×460mm，是安装自记仪器用的。小百叶箱规格537mm×460mm×290mm，是安装干湿球温度表、最高、最低温度表以及毛发湿度记使用的。

百叶箱应水平牢固地安置在一个高出地面125cm的特制架子上，箱门对准正北，在箱北靠架子处放一个小梯，以便观测。架子的四足要牢固地埋入地下，箱的四角应加上牵绳。

小百叶箱内各种温度表都安置在特制的铁架上。干球温度表和包有纱布的湿球温度表垂直安在铁架横梁两端的环内，干球在左（东），湿球在右（西），球部中心距地面1.5米高，湿球的下方有一个带盖的水杯，水杯固定在铁架下面的横梁上，杯口离湿球3cm，湿球纱布通过杯盖上的狭缝引入杯内，浸入水中。最高温度表水平放在铁架下面横梁的钩上，球部中心离地面1.53米，最低温度表水平放在较低的钩上，球部中心离地1.52米，两支温度表球部均向左（东方）。

大百叶箱安放自记仪器。温度计放在前面架子上，感应部分中心离地1.5米，湿度

计放在后面稍高的架子上，高度以便观测为准。

（三） 空气温度的观测和记录

小百叶箱内各种仪器的观测，按干球、湿球、

最高、最低的顺序进行，其中干球温度就是空气温度，干球温度和湿球温度的配合，可以计算出空气的湿度（见实习二）。温度表具体读法为：先读干球，再读湿球；先读小数，再读整数；记录后复读一遍；然后读最高、最低温度；记录后，复读一遍。最后调整最高、最低温度表，进行下次的测量。

调整最高温度表的方法是把最高温度表从架子上取下，手握住温度表的中上部，球部向下，刻度板与甩动方向平行，然后向外伸与身体成30°角，背着阳光将温度表与水平面成45°的圆弧用力甩几次，待其与干球温度相差不超过0.2℃为止（实际操作中，可以甩到不影响下次的测量即可）；然后，放回百叶箱内架子上，先放球部，后放顶部，以免水银上滑。这样可以记录第二天的最高温度。

观测最低温度表时，眼睛应平直地对准游标离开球部较远的一端示值，就是最低温度值。为了记录第二天的最低温度，观测后必须进行调整。调整方法为抬高球部，使游标滑落到酒精柱顶端；然后先放顶部，后放球部，以免游标下滑。

观测时应注意下列几点：

（1） 熟悉温度表刻度，读数要准确到0.1℃；所以观测之前要熟悉温度表的最小刻度；

（2） 观测时必须保持视线和水银柱顶端（最低温度表的游标顶端）齐平，避免视差； （3） 动作要迅速，读数力求敏捷，尽量缩短停留时间；并且勿使头、手和灯接近球部，不要对着温度表呼吸；

（4） 必须复读；复读的为了防止产生5℃或℃的误差，（有时也会产生1℃或2℃的误差）；

（5） 观测最高温度时，注意水银有无上滑；如果上滑，应先抬高顶部后，再读数；观测最低温度时，注意酒精柱有无中断；

（6） 用铅笔记录读数；不得涂改数字；若记录有错，可将错的数字划去，在右上角

写上正确的数字；

（7） 温度表读数后，要进行仪器差订正；每支温度表都有它自己专用的检定证，故在订正时要注意温度表与鉴定证的号码是否相符；不同的读数范围有不同的订正值，不可用错；订正值为0.0时，记录也不能省略；若订正值为负值，则“-”号也不能漏掉。

八、 地温的观测方法

（一）地温表的构造

测定地温用的地面温度表（又称0cm温度表）、地面最高

温度表和地面最低温度表的构造和原理，与测定空气温度用的温度用曲管地温表。

（二）地温表的安置

地面和浅层地温表的观测地段，设在观测场内南面平整

的裸地上，地段面积为2m*4m。地表疏松、平整、无草，并与观测场整个地面相平。如科学实验需要，可选在农田、苗圃、果园等地方。

地面三支温度表须水平地安放在地段偏东的地面，按地面温度表、最低温度表最高温度表的顺序自北向南平行排列，感应球向东，并使其位于南北向的一条直线上，表间相隔约5cm，感应球一半埋入土中，一半露出地面；埋入土中部分的感应球与土壤必须密贴，不可留有空隙，露出地面部分的感应部分和表身要保持干净（图1—10、11）。

曲管地温表安置在地面最低温度表的西边约20cm处，按5、10、15、20cm深度顺序由东向西排列，感应部分向北，表间相隔约10cm；表身与地面成45夹角，各表表身应沿东西向排齐，露出地面的表身须用叉形木（竹）架支撑。（图1—12）

安置时，在选好地段的地面上，先在地段划一条东西向OA1线，长约40cm，再划

一条OA线，OA与OA1相交成30°角。划好轮廓后，根据OA1和OA线挖沟。OA1沟沿向下

挖成向北倾斜与沟沿成45°坡面，称为南壁；沟沿OA向下挖成垂直面，称为北壁；因为北壁与东西向成30°角，这样，温度表露出地面部分正好在东西一条直线上。把直尺顺OA沟壁（北壁）垂直放下，量出地温表应安置的深度（指球部离地面的深度），再把地温表球部水平安置在事先挖好的小沟里，球部朝北，并与沟底紧贴，温度表的表身与地面成45°夹角（图1—13）。四支曲管地温表安装好后，再在沟内填满土，压紧，使表身与土壤间不留空隙，填土应与整个地段一样齐平。为了检查地温表安装的

深度，在安装前，应予先用红漆在地温表上作出深度标记。

为了保护地温场地不被践踏，在地温表北面约40cm处，沿东西向设置一块长约100cm，宽约30cm的栅条状踏板，供观测时用。

（三）观测和记录

土壤温度的观测基本

要求、方法、读数等与空气温度的观测基本相似。但由于土壤是固液气态物质混合组成，流动性差、成分复杂、组成物质差异大、热特性不均一、对太阳辐射的吸收率差异大、表面覆盖物（植被等）的种类数量都有不同等，土壤与空气温度差异是明显的，因此，土壤温度不具有代表性，也就是说，某个地点的土壤温度只能代表该地点的温度特征。

由于组成土壤的物质主要为固体，其与温度表的测温液体（水银）都能吸收部分太阳辐射，因此，实际观测中，无须防太阳辐射等辐射的影响，也不需要防雨水，也不要

刻意去使空气流通，只需按规范要求放置相应的温度表即可进行测量。这样说，不是说明辐射等因素对温度表测量土壤温度没有影响，由于土壤与水银对于太阳辐射的吸收程度毕竟不一样，这样就会有误差，但这种误差相对较小，是在允许范围内的；另外，刚刚埋设的温度表不能立即测量土壤温度，需要土壤恢复原状后，才可测量，所以，曲管地温表埋设后一般不再拿出，直到项目结束。

土温的观测的顺序：由浅至深依次观测记录0、5、10、15、20cm土壤温度，读法与空气温度观测读数要求一样。地面最高温度表一般在每天20时观测，观测完毕随即进行调整。最低温度表一般在每天上午08时观测，在夏季高温天气下，观测完毕后取回室内，20时再放回观测位置（注意将游标调整到酒精液面的顶端）。

地面温度观测时，应俯视读数，不准把地温表取离地面，应保持视线与水银柱垂直，读数后要分别进行器差订正。

实习步骤

1． 在室内了解温度表的构造、特性、误差及其消除方法等，目的是熟悉温度表； 2． 到观测场进行空气温度和土壤温度的观测记录，回到室内，进行器差订正，计算出正确值；

3． 完成实习报告。 思考题：

1． 试述玻璃液体温度表的观测原理。

2． 为什么最低温度表要用酒精作测温液体？其它温度表用水银作测温液体？ 3． 普通温度表、最高、最低温度表、曲管地温表的构造有何不同？ 4． 最高、最低温度表的测量原理是什么？观测后如何调整？

5． 用玻璃液体温度表测量空气温度需要满足哪些环境条件？为什么？对于土壤温度又怎样？

实习二 空气湿度的观测

目的要求：了解测定空气湿度的原理、测湿仪器的构造，掌握空气湿度的观测方法。 实习使用仪器：干湿球(球状)温度表，阿斯曼通风干湿表；百叶箱，湿度查算表（乙种本），纱布，纱线、蒸馏水。

一、概述

空气中的水汽含量虽少，但其变化很大，是形成云、雾和降水现象的重要因素。空气湿度与热带作物生产、病虫害的发生发展有密切关系。因此，空气湿度是重要的气象观测项目之一。

空气湿度通常用水汽压(e)、相对湿度(RH)、饱和差(d)、露点温度(td)等表示。 测定空气湿度的仪器有干湿球温度表(球状或柱状)、通风干湿表、毛发湿度计等；本实习主要介绍用干湿球温度表和通风干湿表测定空气湿度的方法。

二、空气湿度测量原理和方法

空气湿度的测量方法很多，从测量方法的原理上分，有以下几种： 1．热力学的方法（干湿法）

利用湿球表面水分蒸发而造成干湿球温度差来衡量

空气湿度的大小，此方法测定的物理量是温度，测定准确，温度的标准容易保持，所以干湿球测湿法通常作为标准方法，用于校准其它类型的测湿仪器。干湿球测湿使用的测温仪器可以是玻璃液体温度表，也可以是热电偶温度计或热敏电阻温度表等。常用的是用玻璃液体温度表，这我们将在后面详细介绍。

2．几何形变的方法

利用某些物质的几何形状随空气的相对湿度的变化这一原理

来测定相对湿度，常用的元件有人类的毛发和动物的肠膜等，如脱脂毛发常用来测定相对湿度。

3．露点的方法 露点法是测定一特制表面上出现水汽凝结（或冻结）与蒸发（或

升华）处于平衡状态时的温度。一般在低湿条件下，露点法能较准确地测定空气湿度。简易的露点仪一般使用镀铬的黄铜片，在黄铜片上焊接上热电偶或热敏电阻等。测量时，在黄铜片上涂上乙醚（或致冷气体）使黄铜片降温，当其表面刚刚形成水汽凝结时，读取其温度即为当时空气的露点。另外还有用氯化锂测定空气露点（氯化锂固体和溶液的电阻差异很大，当氯化锂从空气中吸收水汽时，电阻减小，这时电路中电流加大，加热电阻丝加热功率变大，使氯化锂水分蒸发变干，当经过多次的凝结和蒸发过程最终达到平衡时，其温度为露点温度）等。

4．利用电学特性测量空气湿度

利用某些物质因吸收或吸附空气中的水分而改

变其本身的电学特性，如电阻、介电常数，由测量其电学特性来确定当时的空气湿度。这类传感器的特点是灵敏度高，反应速度快，可以遥测，便于在农田小气候观测中使用。这类仪器使用的感应部分有：

（1）碳膜湿敏元件

在绝缘基板的两面沾一薄层混合液，混合液含有均匀分布的

碳黑，并呈胶体状的羟乙基纤维素（HEO）的水溶液，基板的两侧有宽3mm的银电极，这是利用碳黑作导电物质的电子型的湿敏元件，其电阻是空气湿度的函数，含有碳粒子的薄膜在干燥时收缩，各碳粒子之间的间隙减小，电阻变小；湿润的薄膜伸长，粒子间隙扩大，电阻增大，相对湿度从0增大到100，元件的电阻值由几千欧变到几兆欧。

（2）多孔湿敏元件

氟化钡湿敏元件、硒湿敏元件都是多孔薄膜作为吸湿物质。

氟化钡元件在具有栅状电极的基板上真空蒸镀上有微孔的氟化钡薄膜，其特点是对相对湿度的变化反应快，滞差小，灵敏度高；硒湿敏元件是在瓷管上蒸镀硒而构成一种多孔物质，其电阻值随相对湿度而变化。这种多孔物质在湿度为40-90%范围内，相对湿度与电阻的对数近似直线关系，所以容易检定，硒湿敏元件滞后较小，当相对湿度从70%降至50%时，达到平衡的时间不到一分钟。

（3）高分子薄膜湿敏电容（即HUMICAP湿度计） 湿敏电容湿度计是芬兰VAISALA公司开发的高分子薄膜湿度计。在一块5×8mm的玻璃基片上，用蒸金光刻腐蚀技术，制

成一对梳状下电极，在下电极上涂有一层均匀、连续、无气泡感湿高分子薄膜，在薄膜上面再进行蒸金，形成一方形很薄的能使水分子自由透过的上电极。整个元件构成以高分子薄膜为介质的串联平板电容器，玻璃基片只是起支撑作用，同时又增加了湿敏元件的机械强度。湿敏电容的感湿作用是由于高分子薄膜本身存在着许多亲水基团，当薄膜吸附水分子时，有两种不同的作用使水分子固定，一种作用是水分子被吸附在薄膜表面的亲水基团上，这种作用发生的很快，并引起了介电常数的急剧变化；另一种作用是高分子吸收水分后发生膨胀作

用，这种作用在高湿时也发生的很快，膨胀后又会使吸水性能增加，在低湿时这种作用很缓慢，所以湿敏电容介电常数的变化是由上述两种作用的结果（图2—1）。

5．光谱法

利用水汽对某些波段光辐射的吸收特性，测量辐射的衰减，来确定空

气中水汽的含量。由于水汽对红外辐射吸收强烈，有多个吸收峰，如0.93μm、1.12μm、1.37μm、1.87μm、2.60μm、4.30μm等，因此，用特定的滤光片可以形成特定的光波，从而测量空气中水汽含量。

利用光谱吸收测量水汽，通常的方法是：光学滤光片把红外辐射源发出的光源分隔成两个区域，一个有水汽吸收，另一个没有吸收，测量两个区域的辐射强度之比，就作为在光学路径上水汽含量的指标。吸收光谱法测量水汽含量的主要特点是：水汽浓度低时，灵敏度高；对所有的水汽浓度都有快速的响应；当辐射源与检测器在大气中相隔一定距离时，其测量结果代表了光学路径上平均水汽浓度；不改变取样浓度和它的状态等。

6．称重法

这是一种直接而精确的测湿方法。由于仪器复杂庞大，测量时间长，

一般不用于常规的湿度测定，而是作为标准来校准其它的测湿仪器。

三、干湿球温度表测定湿度的原理

干湿球温度表。由两支型号一样的温度表组成，安放在同一环境中(如百叶箱)，其中一支用来测定空气温度，称为干球；另一支感应球上缠上润湿的纱布，称为湿球。 当空气中水汽未达到饱和时，水分不断蒸发，湿球因纱布上水分蒸发消耗热量而降温；同时从流经湿球球部的空气中吸取热量作补充。当湿球因蒸发所消耗的热量同从周围空气中所得的热量相平衡时，湿球温度就不再下降，维持了一个恒定的干湿球温度差值。这个差值的大小，与当时的空气湿度大小有关。空气湿度愈小，湿球水分的蒸发愈快，湿球温度降得愈多，干、湿球温度差就愈大；反之，空气湿度愈大，湿球水分蒸发慢，湿球降温少，干湿球温度差就愈小。如果空气已经饱和，则蒸发停止，湿球温度就不会下降，于是干、湿球温度相等。

此外，湿球水分蒸发的快慢，还与当时的气压，风速有关。气压愈高，风速愈小，蒸发愈慢；反之，蒸发就快。因此，根据干湿球温度差、气压和风速，就可以计算出空气湿度。

湿球纱布上的水分，在单位时间内所蒸发出来的水量M，根据道尔顿蒸发定律可表示为：

M = CS（Etw - e）/ P （2—1）

式2—1中S为湿球球部的表面积，Etw为湿球温度下的饱和水汽压，e为当时空气中的水汽压，P为当时的气压，C为水汽扩散系数，随风速而变化。

湿球表面蒸发M克水分，需要消耗的热量为Q1，则：

Q1 = ML = LCS（Etw - e）/ P （2—2）

式2—2中L为蒸发潜热，数值上约等于2500 J / g 。

由于湿球温度低于周围气温，要与周围空气进行热量交换，从周围空气吸收热量。设单位时间吸收的热量为Q2，则：

Q2 = BS（t – tw） （2—3）

式2—3中S为进行热交换的表面积，即湿球球部表面积，t为干球温度，tw为湿球温度，B为与风速相关的热量交换系数。

当湿球球部因蒸发所消耗的热量和吸收周围空气的热量相平衡时，湿球温度就不再下降而稳定在某一个数值tw上，此时Q1＝Q2 ，

即：

LCS（Etw – e）/ P = BS（t – tw） （2—4）

得： 令：

e = Etw –

BCLBCL（t – tw）

= A

则得： e = Etw – AP（t – tw） （2—5） 式2—5即为测定空气湿度的基本公式。其中，t为干球温度(℃)；tw为湿球温度(℃)； Etw为湿球温度tw所对应的纯水平液面的饱和水汽压，可以通过查表求得（湿度查算表），也可以通过经验公式计算得：

E = 6.1078 * exp（17.269 * t /（237.3 + t）） （2—6）

或 E = 6.1078 * 10

7.5 * t / (237.3 + t)

（2—7）

P为本地大气压（hPa），一般可以用气压表测得，当没有气压表进行气压测量时，在海拔高度较低的情况下，可以近似地认为气压为1000hPa；而当海拔高度较高时（如海拔高度在1000m以上），则可以用压高公式，由温度和海拔高度反过来推导出大气压：

ΔZ = 18400*（1+ αt）* lg（P / 1013） （2—8） α = 1/273

A为干湿表系数(℃)，其数值主要决定于流经温度表球部的空气速度和湿球温度表球部形状，表2—1为不同情况下A的数值：

-1

表2—1 不同型号干湿表在一定通风条件下的干湿表系数（A）

A×10-3（℃-1） 湿球未结冰 0.662 0.857 0.815 0.7947 0.667 湿球结冰 0.584 0.756 0.719 0.7947 0.588 干湿表型号 通风干湿表（通风速度2.5m/s） 球状干湿表（自然通风）* 柱状干湿表（自然通风）* 球状干湿表（自然通风速度0.8m/s） 柱状干湿表（通风速度3.5m/s） * 根据我国平均风速资料，计算出百叶箱内平均自然通风速度为0.4m/s。因此，由实验测定到球状干湿表和柱状干湿表的干湿表系数A。

空气的相对湿度RH（%）、露点温度td（℃）、绝对湿度a（g/m）、饱和差d（hPa）都可以通过公式进行计算（教材上有介绍，这里不再重述）。当然也可以通过查表获得。

以上情况是指在湿球未结冰的情况下，利用公式对测量结果进行计算。多数情况下，这样的处理是可行的，这在利用计算机处理大量数据时非常有效，也是非常必要的。但如果湿球结冰的情况下，式2—6或式2—7则不适合使用，这时可以采用以下的经验公式：

logE = 10.74181 – 9.09685 T0/T – 0.87682 T/T0 – 3.566 log(T/T0)

（2—9）

式2—9中，T0 = 273.16K（水的三相点）

T = 273.15 + t（绝对温度）

3

四、湿球温度表的使用

空气湿度的测定，与湿球温度表的示度是否准确有很大的关系。要使湿球示度准确，主要使湿球表面有良好的蒸发和热量交换，这就关系到纱布的选择、包扎、清洁以及用水等。

(一)纱布的选择和包扎方法 纱布应该选吸水性能良好，一般要求15min内至少吸水上升7—8cm。湿球纱布在任何时候都要保持清洁、柔软和湿润；否则，应即更换。

换纱布时，把湿球温度表从百叶箱拿回室内，把手洗净，湿球球部取下旧纱布，用清洁水把球部洗净，用长约10cm左右，宽是湿球球部最大圆周的1.25倍的纱布条，在蒸馏水中浸湿，然后把它无绉折地包卷在水银球上(包卷纱布重叠部分不超过球部圆周的)，包好，用纱线做好活扣，把水银球颈部的纱布扎紧将纱布弄平后，再用纱线将水银球下面靠球部的纱布扎好(不要扎得过紧)，将多余的纱线要剪掉，球部表面纱布不要有褶皱，纱布放入水杯中要折叠平整(图2一2)。

(二)湿球用水 一般要用蒸馏水，如果没有蒸馏水，可用过滤的雨水或雪水。只在没有办法的情况下才用河水，但必须烧开、过滤、冷透。井水或泉水因含矿物质多，禁止使用。

(三)在冬天，湿球纱布结冰时，观测之前须先进行湿球溶冰。 溶冰方法：用一杯相当于室内温度的水(水温不可过高，能将湿球冰层溶化即可)，将湿球球部浸入水杯中，把纱布充分浸透，待湿球温度的示度很快上升到0℃，稍停一会再向上升，表示冰层完全溶化，然后，把水杯移开。把湿球纱布的冰溶掉，这样可保证正常蒸发，并使球部周围空气充分地进行热量交换，以获得准确的湿球读数。

溶冰的时间，是根据当时的风速和空气温度等情况灵活掌握。当风速，湿度正常时，在观测前30min左右进行，湿度很小，风速很大时，在观测前20min左右进行；湿度很

大，风速很小时，要在观测前50min左右进行。

湿球温度一般比干球低或相等。但在降水、浓雾天气会出现比干球高的现象。这时湿球温度应作为干球温度相同数值，进行查取湿度。在冬季湿球纱布结冰而湿度又很大时，因纱布结冰放出潜热，使湿球温度高于干球，此仍可从湿度查算表中查取湿度。 此外，特别要指出，测定空气湿度正确与否，不仅与用的纱布、纱布包扎方法、用水等有关，而且要求使用的两支干湿球温度表的形状、大小要完全相同。因为从干湿球法测量空气湿度的原理来看，干湿球温度表所感应温度差是决定当时的湿度的；所以干球与湿球温度所感应温度的时间也要要求一致。如果一支很很灵敏，而另一支落后很大，则读数所代表的时间就不一致。这就要求两支温度表的球部形状、大小和测温液完全相同，不能一支用球状，另一支用其他形状(柱状或钟状等)作为“一对”干湿球温度表；也不能用一支水银温度表，另一支是酒精温度表作为“一对”干湿球温度表。一对干湿球温度表中如果有一支损坏，应成对地撤换，不可随便配上一支。

五、通风干湿表

通风干湿表具有携带方便，精确度较高的优点，是野外科研工作中用来测定空气温度和湿度的良好仪器。

(一) 构造和原理 阿斯曼通风干温表的测湿原理和百叶箱中的干湿球温度表基本相同。它除了有一对规格相同的温度表外，还有下列特殊装置(图2—3）。

1．防热辐射的装

置 通风干湿表的两支温度表（3、7)的球部由双重金属保护管保护着(13、14），防护管的两层金属套之间，空气可流通，因此，当外管(13)未反射尽的余热向内管(14)传送时，不但内管可以隔绝此热量向球部传递，而且流动的空气也可以将此热量带走。整个仪器表面都镀镍，可以反射太阳辐射热的90％，因此，仪器可以在露天放置，在阳光直接照射下进行观测。

2．通风装置 由风扇(2)及三通管(6)组成。用钥匙(1)上发条，风扇即转动。转动时，将球部附近的空气吸入，从风扇排气孔排出，使温度表附近的风速稳定在2.5m／s，达到球部与外界自由大气不断流通的目的。

(二)观测方法 观测前先把仪器按所测的高度悬挂好，测50cm以下高度时，应横挂而不要竖挂，以消除地面反射的影响；读数前4—5min用铁夹（8）夹住的带有水囊的玻璃滴管(9)湿润湿球纱布(将管插入湿球里约5—10s即可)；再上发条通风；上发条时要小心，不要上得过紧。通风4min后即可观测干湿球温度表的读数。观测时不要让风把自己身上的热量带到仪器上，以免影响读数。当外界风速大于4m／s时，应将防风罩(10)套在风扇向风面的缝隙上，使罩的开口处与风扇旋转方向一致，以保持风扇正常旋转。通风干湿表的读数和器差订正的方法，与百叶箱干湿球温度表相同。利用观测结果就可应用上述湿度基本公式计算或利用湿度查算表查出水汽压(e)，相对湿度(U)和露点(td)。 (三)仪器的维护 整个仪器的金属部分，特别是防护管的镀镍面应细心保护，使其不要受任何损伤。每次用完后。要用软布擦干净外壳，并放回盒内；从盒内取出仪器时，应用手拿着风扇帽盖颈部，不要捏保护温度表的外保护板(8）。湿球纱布要经常保持清洁。

六、湿度查算法（*）

利用公式(2—5)以及其它湿度计算公式，只要测得干球温度t和湿球温度tw，就可以计算出在当时风速和气压条件下的水汽压e、相对湿度RH和露点温度td。

对于观测数据量不大，或计算手段落后的情况下，我们也可以利用湿度查算表进行

空气湿度的查算。

湿度查算表(乙种本)是由国家气象局按照世界气象组织要求，用人工通风的办法，在湿球球部(柱状)通风速度为3.5m／s条件下测定干湿表系数A值编制而成的。此表除供百叶箱通风干湿表(3.5m／s通风速度)查取空气湿度外，还可供通风于湿表(通风速度2.5m／s)、球状干湿表(百叶箱自然通风速度4.0m/s)、柱状干湿表(百叶箱自然通风速度o.4m／s)、球状干湿表(百叶箱自然通风速度0.8m／s）查取空气湿度。气温查算的范围为-20.0～+39.9℃；相对湿度的查算范围为1～100％；气压的查算范围为1100～500hPa。

查取湿度方法如下：

1. 查表时，根据湿球结冰与否，决定使用表1或表2。在热带、南亚热地区，气温较高，湿球大多未结冰，则查表2。若气压恰好为1000hPa(气压的个位数四舍五入)，只要找到相应的干、湿球温度值，即可查出e、RH、td值。

例1：用百叶箱通风干湿表测得t＝17.6（℃），tw＝13.2（℃），P＝997.5hPa，查e、RH（ 即湿度查算表中的U，下面通用RH代替）、td。

在表2（湿球未结冰部分，96页）找出干球温度17.6栏，在此栏中找到tw＝13.2，与它并列的三个数值即为：e＝12.2（hPa），RH＝61％，td＝9.9℃。

2．若气压不是1000hPa)则必须对湿球温度进行气压订正，然后再查取空气温度。订正方法为：先在干球温度栏中找出与tw并列的订正参数n（在首列或未列），然后用n值和当时的本站气压(个位数四舍五入)在表3中查出湿球温度订正值Δtw 。当气压P＜1000hPa时，Δw为正值，应将此值加在湿球温度tw上；当气压P＞1000hPa时，Δw为负值，应从湿球温度tw中减去此值。再用干球温度t和经订正后的湿球温度tw，从表2（或表1）中查取空气湿度。

例2：用百叶箱通风干湿表测得t＝25.2（℃），tw=12.6（℃），P＝987.8hPa，查e、RH、td。

在表2（127页）t＝25.2栏中找出tw =12.6并列的n值为26，用n和P在表3（214

页）上查气压P=990段得Δw=0.1（℃），则订正后的tw =12.6十0.1=12.7（℃），再用t=25.2和tw＝12．7查表2得：e =6.3（hPa)，RH=20%，td=0.5。

3．当空气温度较小，气压又较低时，若在表2（或表1）中查不到n值，此时需用t，tw先从表5n值附加表查得n值；已知n、P值从表3查得Δtw ，经过湿球温度订正后，再从表2或表1中查取空气湿度。

例3：用百叶箱通风干湿表测得t＝32.0（℃），tw＝11.2（℃），P=770.2hPa)，查e、RH、td。

在表2（162页）t ＝32.0栏中查不到tw ＝11.2及对应的n值，则用t、tw值另查表5 (235页)，得n＝45，再用n值和P＝770查表3 (215页)得Δtw＝2.1（℃），订正后的tw＝11.2十2.1＝13.3（℃）；再用t＝32.0和tw＝13.3查表2（162页）得e＝2.8（hPa），RH＝6％，td＝-10.3（℃）。

4．用其它不同型号干湿表的测定值查算湿度的方法：

以所测得的干湿球温度值从表2或表1中查得n值，再用n值和气压P(个位数四舍五入)查附表中相应型号干湿表的湿球温度订正值表(附表2--附表5)，得湿球订正值Δtw，将此订正值加在tw上，然后用干球温度和经订正的湿球温度再查表2（或表1)，即得e、RH、td。

例4：在百叶箱内用球状干湿表(自然通风速度0.8m／s)测得t= 8.6（℃)，tw=5.2（℃），P=1000.9（hPa），查e、RH、td。

在表2（69页)查得n = l9，用n值和P＝1000查附表5（251页)左部湿球未结冰之Δtw，得Δtw = -0.3（℃），则订正后的tw = 5.2 - 0.3 ＝ 4.9（℃），再用t＝8.6和tw = 4.9查表2的68页得e＝6.2（hPa），RH＝55％，td＝0.22（℃）。

例5：用通风干湿表（通风速度2.5m／s）测得t＝20.5（℃），tw＝14.8（℃）；P=1043.0（hPa），查e、RH、td。

据t和tW值查表2（108页）得n＝11，再用n值和P＝1040查附表2（24l页）得Δtw＝-0.1，订正后的湿球温度tw＝14.8 - 0.1＝14.7，然后用t＝20.5和tw＝14.7

查表2的108页，得e＝12.8（hPa），RH=53％，td＝10.7（℃）。

5．饱和差(d＝ew—e)的查算方法：

(1) 根据干球温度从附表l（一）（237页）查得纯水平液面饱和水汽压Ew值，减去当时的水汽压e即得饱和差d。

例6：t＝24.3（℃），e＝7.8（hPa），查d。

查附表1(一)t＝24.3（238页)所对应的Ew＝30.37甲30.4（hPa），则得d＝30.4 -7.8＝22.6（hPa）。

(2)由当时的干球温度查表2(或表1)，该栏中RH＝100所对应的e值，即为该干球温度的饱和水汽压Ew，用Ew减e，即得饱和差d。

例7：t＝24.3（℃），e＝7.8（hPa），查d。

查表2中t＝24.3栏(124页)，RH＝100所对应的e＝30.4，即为Ew值，则d＝30.4-7.8＝22.6（hPa）。

实 习 步 骤

1．了解百叶箱于湿球温度表的安置方法和湿球温度表使用方法。 2．了解阿斯曼通风干湿表的构造和使用方法。

3．进行空气湿度的观测，记录于实习报告中，并用相应的湿度计算公式计算其水汽压、相对湿度、绝对湿度、饱和差和露点温度。

思 考 题

1．干湿球温度表为何可用来测空气湿度？ 2．如何才能测得正确的空气湿度?

3．比较百叶箱干湿球温度表与通风干湿表的优缺点。

实习三 空气温度、湿度自记仪器的使用

目的要求：了解温度计、湿度计等气象自记仪器的构造原理，掌握仪器的读数，换纸方法和记录的整理方法。

实习使用仪器：温度计，湿度计，温度、湿度自记记录纸。

一、温度计

（一）温度计的构造原理

温度计是用来记录空气温度连续变化的仪器。从自记记录纸上可知道任何时间的温度，以及极端值及其出现时间。它的构造是由感应部分、传递放大和自记部分组成(图3—1)。

1．感应部分 温度计的感应部分为双金属片(图3—1中的1)。双金属片由两片膨胀系数不同的金属片焊接在一起组成的。一般上片为膨胀系数较大的黄铜片，下片为膨胀系数较小的因钢片。当温变化时，由于黄铜与因钢的膨胀量不同而发生弯曲(图3—2)。双金属片一端固定在支架上，当温度变化时，则另—端(称为自由端)发生位移。实验证明，自由端的位移与温度变化成正比。因此，可以根据自由端位移来确定温度的变化。

2．传递放大部分 它由杠杆组成(图3

—3)；其主要作用是把感应部分的微小变化传递放大至自记笔(图3—1中的6)上，使自记笔能把感应部分的微小变化记录下来。当温度升高时，双金属片的自由端从A移到A’，

通过连接片作用使扛杆的“力点”从B降到至B’。由于杠杆文点在水平铀(O)上，从而使杠杆的“重点”(笔尖)从C上抬到C’。根据

CC'OC =

BB'OB

因为 AA’ = BB’

OCOB所以 CC’ = ×AA’

显然，双金属片自由端位移AA’通过一次杠杆的作用，使这种位移传递到笔尖上，放大了“

OCOB”倍，通常把

OCOB叫做杠杆的放大率。

3．自记部分 包括自记钟(4)、自记笔和自记纸。自记钟为圆筒形（图3-4)，内装有类似普通钟表的钟机。钟筒套在仪器的主轴(1)上，主轴底部有—固定齿轮(2)。自记钟简底部有一个向外伸出的小齿轮(3)，与固定齿轮相衔接。小齿轮能随钟机转动，在钟机走动时，小齿轮就绕固定齿轮均匀旋转，从而带动整个钟简旋转。

自记钟盖子(4)上面有三个小孔：主轴通过钟筒的孔，自记钟上发条（6）的孔与自记钟快慢调整孔。自记钟快时，把快慢针拨向 “–”一边，自记钟慢时，拨向 “+”一边，每次拨一格。一般自记钟分日转与周转二类。

温度自记纸的水平线表示温度，通常每格表示1℃。由于自记笔杆的右端是固定的，笔尖升降轨迹为一弧线，所以自记纸的时间线亦为弧线，且两者的曲率完全一致。

自记笔尖内盛挥发性很小的特制墨水。由于自记钟时刻在运转，温度不断在变化，这样笔尖在自记纸上就连续划出清晰的曲线来。

（二）使用方法

1．安装 温度计、湿度计应稳固地安装在大百叶箱内，温度计安置下面的架子上，底座保持水平，感应部分中心离地1.5m。

2．观测和记录 在每天定时观测时间02、08、14、20点进行观测。根据自记笔尖在自记纸上的位置观测读数。读数时，视线与笔尖保持同一高度，取一位小数，记录于观测薄相应栏中，并作时间记号，方法是轻轻按动一下记时按钮，使纸上划出一条短垂线。无记时按钮的仪器须打开盒盖，轻抬自记笔杆，便作出时间记号。在换下的自记纸上，要把定时观测的实测值即经过器差订正后的干球温度和自记读数分别读记在相应的时间线上，自记记录以时间记号为正点。

3．换纸步骤 自记钟在旋转一圈以后就应该更换自记纸。换纸步骤如下： (1)在准备换上新的自记纸上写明时间(起止的年月日)、地点和换上纸人的姓名。 (2)揭开盒盖，作一终止记录时间记号，拨开笔档，取下自己钟(也可以不取下)，在自记迹线终端上角记下记录终止时间。

(3)松开压纸条，取下自记纸，上好钟机发条(根据具体情况，不一定每天上)勿上过紧。

(4)换上已准备好的新纸。上纸时，要求自记纸紧贴钟筒；底边靠近钟筒突出的下缘两端的刻度线要对齐，并注意勿使压纸条挡住有效记录的起止时间线。

(5)在自记迹线开始记录一端的上角，写上记录开始时间。

(6)把自记钟装上后，按反时针方向旋转自记钟，以消除大小齿轮间的空隙，使笔 尖对准记录的开始时间，拨回笔挡，作一时间记号；

(7)最后盖好仪器盒盖，并重新检查一遍。注意添加笔尖墨水。 (8)把换下来的自记纸，写上换下时间和换下纸人的姓名。 （三）自记记录的订正和处理

由于自记钟有快有慢，使各小时记录常不恰好在该时的正点上，又由于杠杆连接处存在空隙和摩擦，往往使仪器不稳定，造成读数误差。因此，为了正确使用记录， 自

记记录必须经过订正后才能使用。针对上述两种问题，主要作两种订正：一为时间订正，目的是确定各小时正点的记录应从记录曲线上哪一点读出，二为记录订正，即是把自记纸上的记录订正到和实测值(正确值)一样。

1．时间订正 自记记录纸上的时间订正是以02、08、14、20点四次定时观测时所作的时间记号为订正的基础。这些记号常常与自记纸上时间线并不符合。有的超过正点线，时间差为正，有的不到正点线，时间差为负。时间订正时假定两个记号之间的自记钟运转速度呈相等的。因此，如果两个记号与时间线相差的时间不同，则每小时时间的相差数应按平均相差的速度来计算，即采用总变差的平均分配法来订正。

举例，如图2—5所示，8点快2分，14点快14分，在8点至14点的六小时内共走快12分，则每个小时平均走快2分，即9点应快4分，10点快6分，11点快8分，12点快10分，13点快12分，这样每小时时间的相差数按平均相差是速度来计算。在确定各正点的时间差后，用细铅笔在相应的时间线和自记曲线的交叉处划一短垂线即为各正点的时间记号。

具体订正数值可用以下公式计算： ΔTn = ΔTo +（从To到Tn的时间）×其中：

ΔTn为所求时间（）自记时间（记录）的时间（仪器）差 ΔTo为To的时间（仪器）差 ΔTm 为Tm的时间（仪器）差 Tn为需要订正的时间点 To 为两个实测时间的开始时 Tm为两个实测时间的终止时

如上例中，如计算10点钟的时间订正值为： ΔT10 = ΔT8 +（10 – 8）×

= 2 + 2 ×

142148T14T8148TmTo从To到Tm的时间 （3-1）

= 2 + 2 × 2 = 6（分钟）

以上计算结果，如果是时间订正可以精确到分钟（四舍五入），如果是温度订正值需要精确到0.1℃（四舍五入）。

计算出各所需要时间的时间订正值（本次实习为各正点时间，即1、2、3„点），把正点时刻所在自记纸上位置如上所述标记出来（划一短垂线）。

2．自记记录订正

经过上面的时间订正后，即可作自记记录的订正。以温度自

记记录订正为例，其具体步骤如下：

（1）选择温度订正的参照标准。一般情况下，我们选择放置在同一地点的百叶箱中测得的温度（实测值）作为参照，把02、08、14、20点四次定时观测的气温实测值（即经过器差订正后的干球温度）写在温度自记纸上相对应的时间（经时间订正后）的格中；

如果没有设置百叶箱测温装置，可以采用其它精确度相对较高的测温仪器在相同地点、相同时间测得的温度值（经器差订正后）作为参照标准（实测值）。

（2）读出有观测值的时间的自记温度值（时间订正后的准确时间）。如用百叶箱中干球温度作为参照的，则读出02、08、14、20点的自记数值；若用其它测温仪器的，则读出该仪器测温时间点的自记数值。把读出的自记数值记录在相应时间标记的下方（时间标记线即进行时间订正后划的短垂线，其下方首先记录下实测值，再记录下自记值），计算出仪器差：

仪器差 = 实测值 – 自记值

（3）根据公式（3-1）计算各所需时刻的仪器差，精确到0.1℃，记录在自记值下方。

（4）计算出各所需时刻的正确值。

正确值 = 自记值 + 仪器差

把正确值填写于仪器差的下方。

二、湿度计

（一）湿度计的构造原理

湿度计是自动记录相对湿度连续变化的仪器（如图

3-2）。上。传递放大部分是采用两次放大的杠杆，即双曲臂装置(2)，第一级放大杠杆是第一水平轴上的小钩和带有平衡锤的上曲臂组成；第二级放大杠杆是由第二水平轴上的下曲臂和笔杆组成。毛发束的被小钩钩住，平衡锤总使发束处于微微拉紧状态，上下两曲臂杠杆分别借平衡锤和笔杆的重量经常保持接触。当相对湿度增大时，发束伸长，平衡锤下降，迫使笔杆抬起，笔尖上移；当相对湿度减小时，发束缩短，平衡锤被抬起，笔杆由于本身重力作用而往下落，笔尖因此下移。

曲臂杠杆除有传递放大作用外，还有调整放大倍率的作用。曲臂曲率计算精确时，由此产生的放大率变化，能恰好抵消毛发本身随相对湿度而伸缩的不均匀，使笔尖随相

对湿度改变作均匀的移动，因而湿度计的自记纸刻度线是等距的。湿度计的自记部分与温度计相同。

(二)使用方法 湿度计安置在大百叶箱内上面的架子上，底座保持水平。定时观测时，根据自记纸上笔尖的位置读出相对湿度(只记整数)，并作时间记号。方法是轻压自记笔杆。换自记纸步骤与温度计相同。

(三)自记记录订正和处理 湿度白记记录的订正方法与温度相同。但湿度自记记录整理还要挑选和订正出每天的相对湿度日最小值。相对湿度日最小值的挑选应从自记曲线上读出一个最小值，并用箭头标明位置。在自记纸上写上读数值；然后用它出现前后两次正点的观测的湿度自记订正值，采用内插的方法，把最小卢出现时刻的订正值内插订正出来，并写在读数值下方，最后对日最小读数进行订正，即得到日最小相对湿度，写在订正值下方。

实习步骤

1． 在室内了解自记仪器的构造原理及熟练地掌握实际操作技能。 2． 完整地处理一张温度自记记录纸。 思考题

1． 用自记仪器进行环境因子的观测有哪些优缺点？

2． 用双金属片温度计测量空气温度需要满足哪些环境条件。为什么？ 3． 未加订正的自记记录能否使用？为什么？

实习四 气候资料的查算和统计

目的要求：利用气象部门已经出版的气候资料，学会查算和统计农业生产和科研上常用的气候要素项目。

实习资料和工具：某站（县、市）地面气候资料、铅笔、直尺、三角板、计算纸、计算器等。

一、概述

一个地方的农业气候资源，主要包括光照、热量、水分、越冬条件和风等几个方面。 表示光照条件的有：年太阳辐射总量、年日照时数、各月日照时数、年日照百分率、各 月日照百分率。

表示热量条件的有：年平均气温、各月平均气温、极端最高气温、最热月平均气温及出现月份、气温年较差、气温平均日较差、月均温≥20℃的起止月份及月数、气温≥l0℃的活动积温、各界限温度(10℃、15℃、18℃等)的起止日期及持续日数等。 表示水分条件的有：年降水量及各月降水量、降水日数(日降水量≥o.1毫米日数)、历年一日最大降水量、一日降水量≥50毫米日数，最长连续降雨日数、最长连旱日数(最长连续无降水日数)、年平均相对湿度及各月相对湿度、年蒸发量、雾日、雹日、降水变率，降水强度、水热系数(雨量系数、干燥度)等。

表示风的条件有：年平均风速、各月平均风速、全年最多风向频率、大风(≥8级) 日数、极端最大风速及风向等。

表示越冬条件的有：极端最低气温、绝对最低气温多年平均值、最冷月平均气温及出现月份、年平均霜日、平均初终霜日期及霜期、最低气温≤10℃、5℃、0℃的平均日数、年绝对最低气温大于等于某一温度的频率和保证率等。

在气候资料的查算和统计时，经常要计算各要素的总数、平均数、极值、变率、频 率、保证率、强度等。

1．总数 有些气候要素需要用总数来表示，例如年日照时数、年雨量和积温等，总

数的算式为：

T ＝ X1十X2十X3十．．．．十Xn (10—13)

式中T表示某气象要素在某一段时间内的总数，Xl、X2、X3 „ Xn表示某一气象要素在某一段时间内各次观测记录数值。

2．平均数 是气候统计上最通用的一种表示方法。平均数是由某气候要素逐月或逐年相加起来，除以总月数或总年数即得。

X ＝ （X1十X2十X3十．．．．十Xn）/ n (10——14)

式中又为某气候要素的平均值，x1、x2、x3 „ xn为逐月或逐年的记录值，n为总月数或总年数。

3．极值 即最大值和最小值。如极端最高气温、极端最低气温、极端最大风速，历年一日最大降水量等。其统计方法是从已经统计出版的气候资料或原始记录挑选即得。 两极值之差称较差，它给出某要素变化程度大小以量的概念。如气温日较差为一日内最高温度和最低温度之差，气温年较差是最热月平均气温和最冷月平均气温之差。 4. 变率 为了表明个别年份气候要素值变动的剧烈程度，就要计算其变率。例如， 在降水量统计中，降水变率表示某地的早、涝的可能性。变率分绝对变率和相对变率两 种。

绝对变率（d）又叫距平或离差，等于某年或月的某要素值（X）与该要素多年平均值（X）之差，即

di ＝ Xi一X （i = 1、2、3 „ ） (10—15)

正距平说明该要素实测值比平均值大，负距平为实测值比平均值小。

平均绝对变率(己)反映历年变动的平均情况，等于各年绝对变率的平均值，即

d = （d1+d2+d3+„+dn）/ n

相对变率(D)又称相对距平，指某年、月的绝对变率（d）与多年平均值(X)之比的

百分数，即

D = d/X*100%

如果相对变率小，说明该要素变化稳定；反之，相对变率大，则说明要素的变化大。 平均相对变率（D）为平均绝对变率(d)与多年平均值(X)的百分比，即

D = d/ X*100%

在分析降水量历年变化情况时，一般用平均相对变率。如果某地降水的平均相对变率达到25％以上时，通常对农业生产不利，旱涝的可能性大。

5．强度 在水利建设和胶园进行水土保持等工作中需要降水强度的资料作参考。降水强度等于单位时间（小时或天）内的降水量，其式子为：

降水强度 =

某次降水量该次降水持续时间

6．频率和保证率 某一气候要素的某一数值(或某一数值范围)出现的次数占总次数的百分率，称为频率；它是表示某一数值重复出现的机会多少。保证率为某一气候要素高于或低于某一数值的总频率。

以上各项气候要素中，大部分可以从《地面气候资料》中直接查抄到，有些项目则要采用气候统计的某些方法经过计算统计而得到。

二、积温的计算方法

积温是表示一个地区热量条件的最重要的项目之一。例如≥10℃的活动积温8000℃以上为热带，不足8000℃则为南亚热带。通常计算≥10℃界限温度的积温，但热带作物的生物学最低温度较高，也可以计算≥12℃、≥15℃、≥18℃等界限温度的积温。

现以海南省儋州市为例，利用各月平均气温资料（表4—1），计算儋州市≥20℃的积温、≥20℃的起止日期和持续日数。方法如下：

表4—1 儋州市历年各月平均气温(℃) (19—2000年) 月份 一 二 三 四 五 六 七 八 九 十 十一 十二 气温 17.2 18.6 21.8 25.1 26.9 27.7 27.6 26.9 25.8 23.9 20.9 18.0

（1）绘制直方图 如图10—37所示，在计算纸（小方格纸）上定坐标，纵坐标为月平均气温，横坐标为月份，各月份所占格数，按该月份日数定。将各月平均气温值连成空心直方柱，便制成直方图。

图4-1 儋州市气温直方图和气温年变化曲线

(2)绘制温度年变化曲线 按照直方图形状绘制一条圆滑的曲线，就是温度年变化曲线。连线时使每个直方柱割去的面积（曲线以上的面积）和留下的面积（曲线以下的面积）相等，并且连得圆滑。为了使年温度变化的趋势得到合理的反映，最冷月（1月）被割去的是一个弧形面积，而留下的是两个近乎三角形的面积，曲线并不通过最冷月的中点。同样，曲线不通过最热月的中点。当最冷月的两个相邻月份温度不等时，曲线的最低点应偏于平均气温较低的相邻月份一侧；曲线的最高点同理推之。

(3)确定界限温度的起止日期(和持续日数) 例如，确定≥20℃界限温度的起止日期，则划一条20℃的横线，此横线与温度年变化曲线相交的两点A和F，A和F对应在横坐标上的日期为2月23日和11月26日，就是儋州市气温稳定通过20℃的起始日期和终止日期，持续日数为起止期间的天数，共276天。

(4)计算活动积温 将≥20℃的起始日期2月23日至终止日期11月26日间每天的温度累加起来，就得活动积温。3、4、5、6、7、8、9、10月份的积温就是它们直方柱面积（该月温度乘以该月日数）的总和。2和11月份的积温分别为ACDB和FHGE梯形面积。

2月份活动积温 ＝（AC十BD)×CD/2＝ (20.0十20.5)×6/2＝121.5，

11月份活动积温＝ (FH十EG)×HG/2＝ (20.0十22.2)×26 /2= 8.6。这样，儋州市≥20℃的活动积温为6868.2℃ (表4—2)

表4—2 儋州市≥20℃的活动积温累加计算表

月份 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

各月活动积温（面积计算） （AC十BD)×CD/2＝ (20.0十20.5)×6/2＝121.5 21.8×31＝675.8 25.1×30＝753.0 26.9×31＝833.9 27.7×30＝831.0 27.6×31＝855.6 26.9×31＝833.9 25.8×30＝674.0 23.9×31＝740.9 (FH十EG)×HG/2＝ (20.0十22.2)×26 /2= 8.6 累积值 121.5 797.3 1550.3 2384.2 3215.2 4070.8 4904.7 5578.7 6319.6 6868.2

三、平均初、终霜日期的计算

计算某地平均初、终霜日期和霜期，需从某地气象站的气象年报表中查出历年的初霜日和终霜日，然后计算其平均日期。平均初、终霜日之间的日数就是霜期。

例如某地1986—1990年5年的初霜日分别为11月25日，12月16日，12月29日，11月27日和12月8日，求其平均初霜日。其求法是：先假定一个平均日期，比如12月10日，然后计算各年初霜日期与假定平均日期的偏差，它们分别为-15，+6，+19，-13和-2（在假定平均日之前为负，之后为正），再求出它们的代数和平均值

（-15+6+19-13-2）/5 = -1 (日)

则平均初霜期就是假定日期与偏差平均值的代数和，即12月10日—1日＝12月9日。

注意：如果计算结果为小数，则舍去该小数。如假定平均日期为10月5日，计算平均偏差为3.2天，则正确日期为10月5日加上3.2天，为10月8日多一点，后面尾数舍去，平均日期为10月8日；若平均偏差为-3.2天，则平均日期为10月1日多一点，同样舍去尾数，平均日期为10月1日。

有时，也可以日最低气温≤2℃的平均初、终日期作为初、终霜日期的间接指标。因为当日最低气温≤2℃时，地面可能凝霜了。

上述方法，可以推而广之，应用在其它特殊需要项目的统计上。例如，最低气温≤15℃时，橡胶树应该停止割胶或暂时休割。那么可用类似的方法，计算某地最低气温≤15℃的初、终日期和持续日期，这对割胶来说，是很有意义的气候要素的项目。

四、频率和保证率的计算

前已说过，某一气候要素的某一数值出现的次数占总数的百分率称频率。保证率为某一气候要素高于或低于某一数值的总频率。频率和保证率的计算需要20年以上的长期气候资料。以来，有很多气象台站累积20年以上的资料，为广泛的计算频率和保证率提供可能性。

现以某地最低温度为例，说明频率和保证率的概念和计算方法。

某地1961至1990年共30年的最低气温资料，如表4—3所列。历年最低气温为3.7℃，逐年变化于-0.6 ～ 9.2℃之间。

表4—3 某地1961年至1990年30年的最低气温（℃）

年份 1960 1970 1980 1990

频率和保证率的计算步骤如下：

（1）分组 即就已有的资料按照高低（大小）进行分组。一般统计某因子的保证率，其资料长度要在30年以上，越长越好，按照资料长短可把资料分成8-20组，分组越少，精确度越低，资料越长，可分成更多组，提高精确度，但也没有必要超过20组。就本例而言，先找出30年内最低气温的最高值为9.2℃，最低值为-0.6℃，其变化幅度为9.8℃，变化于（-0.9，9.9）之间，我们可以按等距将其分成11组，分组情况见表4—4的第一列，组距为1.0℃。

（2）查出各组范围内数值出现的次数（即频次），见表4—4的第二列。 （3）计算每组的频率（出现的频次与资料长度之比的百分数，精确到个位）。 （4）计算高于各组下限数值的累计频次。

（5）计算累计频次的保证率，该保证率就是大于或等于该组下限数值的多年保证率。

0 3.5 2.7 6.7 1 2.2 5.7 5.9 2 2.8 4.5 3.7 3 9.2 1.1 0.8 4 4.8 5 3.2 6 1.6 2.9 3.4 7 6.2 1.8 7.8 8 4.9 3.1 0.9 9 3.2 4.1 4.3 3.6 -0.6 2.8 5.2

表4—4 某地年最低气温频率、保证率计算表

最低气温的分组范围（℃） 频次（年） 频率（%） 累计频次（%） 保证率（%） 9.9～9.0 8.9～8.0 7.9～7.0 6.9～6.0 5.9～5.0 4.9～4.0 3.9～3.0 2.9～2.0 1.9～1.0 0.9～0.0 -0.1～-0.9 总 计

注意：分组是从大到小分还是从小到大分，其意义是不一样的。一般来说，对于资源性的因子（如降水量、积温、日照时数、最低气温等）我们都是从大到小来分的，计算结果表示大于某一界限值的保证率；而对于灾害性的因子（如大风日数、最高温度、高温日数、低温日数、暴雨天数等）都是由小到大来分组，计算结果表示小于某一界限值的保证率。

由表4—4可见，某地年最低气温在3.0～3.9℃之间出现的几率最高，为23%，次为4.0～4.9℃和2.0～2.9℃，各为17%，在2.0～4.9℃的范围内占57%，年最低温度大于0.0℃以上的保证率为97%，即百年之中保证有97年在0.0℃以上。假如某种作物的某一品种能抗1.0℃以上的低温，则在该地百年中就有90年能安全越冬，百年中有10年可

1 0 1 2 3 5 7 5 3 2 1 30 3 0 3 7 10 17 23 17 10 7 3 100 1 1 2 4 7 12 19 24 27 29 30 3 3 6 13 23 40 63 80 90 97 100

能遭受寒害。一般来说，对于短期作物（或1-2年生作物），需要有80%以上的保证率；而长期作物（多年生作物），其能正常栽培生长需要的保证就要求更高，如橡胶栽培，基本上需要95%以上的保证率，才能有一定的经济效益。

五、水热系数、干燥度和雨量系数的计算

一个地方的湿润状况，不但取决于降水量，而且也取决于蒸发量，降水量相同的两个地方，其湿润状况未必相同；温度高的地方，蒸发量较大，显得干一些，温度低的地方，蒸发量较小，显得湿润一些。一般都是以降水量和可能蒸发量的比值来表示湿润状况，但是蒸发量的资料误差很大，不能真正反映一地蒸发的实际情况，因此，通常都以气温间接表示可能蒸发量的，也就是用降水量和温度的比值表示湿润状况的。

1．水热系数(k)

k = r / （0.1∑t）

式中∑t为日平均气温≥10℃期间的积温，r为同时期的降水量(mm)。水热系数k等于l～2表示湿润状况良好；3～4表示非常湿润；1.0相当于森林草原的条件，k≤1时，表示湿润状况不良，0.7表示农业生产不稳定的界线，0.5表示半荒漠，0.3表示荒漠。

以儋州市为例，全年日平均温度均≥10℃，≥10℃的积温为8440.3℃，平均降水量为1803.3mm，则k = r / （0.1∑t）= 1803.3 / （0.1*8440.3）＝2.1，表示湿润状况良好。

2．干燥度(A)

A = 0.16∑t / r

式中∑t为≥10℃的积温，r为同期的降水量，0.16为系数。

干燥度≥0．49表示很湿润，0.5—0.99表示湿润，1.0—1.49表示半湿润，1.50—2.0表示微湿润；2.1—4.0表示半干燥，4.0表示干燥。计算儋州市的干燥度A＝0.75，表示湿润。

3．雨量系数(R)

R = r / Q

式中r为年雨量，Q为年平均气温。

雨量系数R为0—20为沙漠(干燥)，20—40为半沙漠(半干燥)，40—60为草原与热带疏林草原，60—100为灌木林，100一160为乔木林，＞160为荒原与苔原。

根据计算，儋州市的雨量系数R= 1803.3 / 23.1 ≈78

实 习 步 骤

1．根据发给的某地气候资料，查取如实习报告所列的项目，并填入相应的栏中。 2．根据发给的某地地面气候资料，绘制某地气温年变化曲线，找出某地气温≥20℃的始现日期、终现日期、持续日数和≥20℃的活动积温。

3．根据实习报告所列的资料，求某地历年最低气温≤15℃的始现日期。 4．根据实习报告所列，计算某地最低气温出现频率和保证率。 5．根据发给的某地地面气候资料，计算某地降水量的相对变率。

6．根据发给的某地地面气候资料，计算某地的水热系数、干燥度和雨量系数。