实验一 温湿度的观测

一、实验目的： 

了解和掌握气温及湿度观测仪器的结构原理、使用方法、观测时间及次数；大气温湿度观测仪器的种类 

二、实验要求： 

1、了解温湿度观测仪器的结构原理； 

2、掌握温湿度观测仪器的使用方法及读数方法；

3、学会设计表格并按时记录温湿度读数。 

三、实验内容： 

1、对照仪器，认识各种温度表（计）的用途及构造特征； 

2、对空气温度和地面温度进行规范的观测，做好记录并进行器差订正。

·测温原理

（一）液体温度计（膨胀温度计）

水银和酒精都具有比较明显的热胀冷缩的特性，当温度表与空气接触时，球部与空气间便发生热量交换。如果空气温度高，温度表球部便吸收空气中的热量，球部的玻璃和水银（酒精）都受热而膨胀，然而水银（酒精）膨胀量远比玻璃大，所以一部分水银（酒精）被迫进入毛细管中，于是毛细管内水银柱便随之升高，反之则下降。

水银和酒精相比较，具有导热快，比热小，易提纯，沸点高（356.9℃）蒸汽压小，不与玻璃发生浸润作用等优点，所以用水银用感应液的温度表灵敏度和精确度都较高。但是由于水银冰点比酒精高（－38.9℃），测定低温不适宜，而酒精冰点低（－117.3℃），用来测定低温比较好。但酒精本身具有膨胀系数不够稳定，纯度较差，容易蒸发，以及与玻璃起浸润作用等缺点，所以一般情况下，不使用酒精温度表，只有在气温低于－36℃时，才按照《地面气象观测规范》规定使用酒精温度表。因此，除了最低温度表用酒精作为感应液外，一般温度表多用水银。

（二）电子温度计

热电温度计以热电偶作为测温元件测得与温度相应的热电动势由仪表显示出温度值。它广泛用来测量-200℃~ 1300℃范围内的温度，特殊情况下，可测至2800℃的高温或4K的低温。它具有结构简单、价格便宜、准确度高、测温范围广等特点。由于热电偶将温度转化成电量进行检测，使温度的测量、控制以及对温度信号的放大、变换都很方便，适用于远距离测量和自动控制。在接触式测温法中，热电温度计的应用最普遍。

（三）辐射温度计

辐射温度计是依据物体辐射的能量来测量温度的仪表。根据辐射理论，任何物体只要不处于绝对零度(-273.15℃)，那么在其他任意温度下都存在热辐射。处于热平衡状态的黑体在半球方向的单色辐射出射度是波长和温度的函数。

·测湿原理

                   温湿度记录表

毛发湿度计是根据毛发还有一些合成纤维吸收空气中的水汽的量随空气湿度的增加而增加，其长短随吸收水汽的多少而变化的原理制成的。即利用杠杆原理，利用毛发的长度变化再通过传动放大装置带动机械传动机构来改变指针的位置，从而显示出湿度的变化。

                            温湿度观测记录表                                    

测试日期				测试地点		（含背景）
温度
湿度
时间
记录人

四、实验报告写作要求：

一、做出温湿度及光照强度随时间的变化趋势图

数据汇总为Excel表，格式如下：

表1 温室区温度记录表

         单位：℃ 

观测时间 观测点	16：00	16：30	17：00	17：30
温室	44.7	43.6	42.1	40.8
路面	34.8	34.6	34.1	33.1
草地	32.7	32.3	31.6	29.7
树荫下	31.4	29.9	28.1	27.3

                                                 

表2 温室区湿度记录表

单位：%

观测时间 观测点	16：00	16：30	17：00	17：30
温室	22.4	24.3	26.7	30.7
路面	34	34.6	36.1	38.4
草地	43.7	47.3	52.8	59.5
树荫下	43.9	48.5	54.7	61.8

表3 温室区光照记录表

单位：Lux                                                   

观测时间 观测点	16：00	16：30	17：00	17：30
温室内	9884	9687	9265	8968
大棚内	6891	6628	6279	6043
路面	12343	11586	11177	10895
树荫下	3819	3675	3087	2968

二、对各曲线进行分析并得出相应结论。

三、讨论该结果。

以温度为例：

图1 不同观测地点的温度随时间的变化规律

由图1可知，⑴在观测时间段内，各观测点的温度均随时间延后而下降，但不同观测点温度下降的速度不同，其中路面温度下降缓慢；草地温度前期下降慢，后期下降快；树荫下温度前期下降较快，而后期下降较慢；温室内的温度下降速度最快，呈直线下降。⑵不同观测点之间的温度差异显著：温室内的温度高于室外任何观测点温度，方差分析显示，室内外温差达到极显著水平(P＜0.01)。室外观测点之间，路面温度＞草地温度＞树荫下温度，其中路面温度高出草地温度6.42%-11.45%，高出树荫下温度10.83%-21.35%。经方差分析，各观测点温度差异达到显著水平(P＜0.05)。

……

（讨论）玻璃温室内的温度极显著地高于室外任何观测点温度，说明玻璃温室的增温效果明显，即玻璃的温室效应显著；但随着太阳西斜，温室内的温度急剧下降，其降幅大大超过任何室外观测点，说明太阳光是玻璃温室增温的能源，任何影响温室接受太阳光照的因素均会影响温室的增温效果；同时也说明，玻璃温室的保温效果较差。因此，玻璃温室在夏季除应设有通风降温设施外，还应安装遮阳设施以调控温度。

草地温室明显低于路面温度，这是由于植被的反射和逆辐射小于水泥路面的缘故，同时植物的蒸腾与呼吸等生命活动也对气温具有调节作用，并且还会增加空气湿度。在炎热的夏季，绿荫和绿地可向人们提供清凉和舒适，缓解城市的热岛效应和马路的炙烤。因此，我们应爱护绿地、保护植被，让我们的生活更美好。