气象学与气候学实习报告

专业：水文与水资源工程

班级：

姓名：

学号：

指导老师：马保国

一、实习目的：

1. 通过对空气湿度、温度、土壤温度、降水、风、日照、蒸发量等气象要素的观测分析，熟悉仪器的使用，了解这些气象要素的日变化规律；

2. 通过对一定范围内的气象状况及其变化，进行系统的、连续的观察和测定，加强对课本知识的认识和理解，培养用目测手段对风、云变化测量和估计的能力熟悉室外数据采集过程和对有效数据的整理过程，培养对气象与气候数据资料收集和整理的思维方法；

3. 培养对气象与气候数据资料收集和整理的思维方法，加强时间概念在气象与气候的数据收集的有效性的过程中的作用和地位，培养严谨的科学态度和良好个人素质。激发对气象学与气候学的兴趣。

二、实习时间：2012-4-2至2012-4-6

三、实习地点：邯郸国家气象观测站（赵苑）区站号：53892

N36°37′E114°海拔 666m

地形：平原附近水体：无大水体

周围建筑物：邯郸气象站位于赵苑公园靠近北门

的地方，周围没有特别高的建筑物。

在气象站的西南方向有高层建筑

屋，但距离比较远，对气象的观测

无明显的影响。

植被状况：观测园中有少量的绿草坪，气象站周围有适量树木。四、实习概况：本次实习为期五天，4月2日到达赵苑气象观测站，工作人员

开始给我们讲解关于自动气象站的一些基本知识。4月3日工作人员向我们介绍了测量雨量的工具。4月4日参观了闪电定位仪和暗照计。4月5日参观了百叶箱和大型蒸发器。4月6日参观测量地温的仪器和展厅。

五、实习内容：

1、气象站的基本知识

4月2日上午8点我们从学校出发，在老师的带领下来到了实习地邯郸气象观测站。两个班的人员集合，听站长讲解邯郸气象站的历史、气象站

的作用、气象站的修建要求以及气象站的分类。此外还讲述了一些气象站的工作流程、天气现象、云层的分类、关于气候的民间谚语。

根据站长的讲述我们了解到，气象观测站周围不能有高的建筑物，且不能有大的水体。正因为这样导致邯郸气象观测站在1954年1月已经是第四次迁站了。气候观测站是用来收集气候资料，以前是为农业服务，现在是为天气预报。

地面气象观测站按承担的观测任务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。地面气象观测分为人工观测和自动观测两种方式，其中人工观测又包括人工目测和人工器测。为积累气候资料按规定的时次进行定时气象观测。自动观测项目每天进行24次定时观测；人工观测项目，昼夜守班站每天进行02、08、14、20时四次定时观测，白天守班站每天进行08、14、20时三次定时观测。基准站使用自动气象站后以自动观测记录进行编发报,但仍然保留二十四次按表1.2的规定进行人工定时观测。

邯郸气象站有两套观测设备：人工和自动（为主）

自动气象站由电子设备或由计算机控制，自动进行气象观测和资料收集传输的气象站。它是一种能自动地观测和存储气象观测数据的设备,主要由传感器、采集器、通讯接口、系统电源等组成,随着气象要素值的变化，各传感器的感应元件输出的电量产生变化，这种变化量被CPU实时控制的数据采集器所采集，经过线性化和定量化处理，实现工程量到要素量的转换，再对数据进行筛选，得出各个气象要素值。自动气象站观测项目主要包括气压、温度、湿度、风向、风速、雨量等要素,经扩充后还可测量其它要素，数据采集频率较高，每分钟采集并存储一组观测数据。

根据对自动气象站人工干预情况也可将自动气象站分为有人自动站和无人自动站。自动气象站网由一个中心站和若干自动气象站通过通信电路组成的。并介绍赵苑的气象站是2002年第一批自动站。

工作流程：感受器（探头）→采集器→计算机处理→通过网络→河北省气象中心→全国

人工观测的内容用来辅助自动观测。观测项目有云、

能、天。云的种类需要目测大约29种，对于邯郸来说，

勾卷云（右图所示）比较多。能见度（水平）一般在大

楼、电杆等地方做标志，也是目测。天气现象（天象和

物象）共有34种，其中有21种需要记录开始和结束的

时间。

天象：

（1）降水现象：根据降水物的形态共分成11种，其中液态降水有雨、毛毛雨、阵雨，固态降水有雪、冰粒、米雪、阵雪、霰、冰雹，还有混合型降水有雨夹雪、阵性雨夹雪等。此外，根据降水性质，分阵性降水、连续性降水和间歇性降水等三种类型。

（2）地面凝结和冻结现象：包括露、霜、雾淞、雨淞等四种。

（3）视程障碍现象：包括雾（雾、大雾、浓雾）；轻雾；吹雪；雪暴；烟幕；霾；沙尘暴（沙尘暴、强沙尘暴、超强沙尘暴）；扬沙；浮尘。

（4）雷电现象：雷暴、闪电、极光。（5）其它现象：大风、飑、龙卷、尘卷风、冰针、积雪、结冰

物象：蜻蜓、燕子、青蛙等生物对天气的反应。

正因为上述一些天气现象，有许多谚语来反映天气情况。比如：“天上钩钩云，地上雨淋淋”是一种卷积云，预示着雨的降临；“瓦块云，晒死人”、“天上鲤鱼斑，明天晒谷不用翻”说的是透光高积云或透光层积云，预示着天气晴好少变；“鱼鳞天，不雨也疯癫”说的是大片层状云，预示着风雨来临。

2、雨量工具

4月3日我们两个班集合，每个班分成三组，

每个组在老师的带领下陆续进入了观测园。首先

老师向我们介绍的是称重式雨量传感器，该仪器

使用时间为11月1日至来年的4月1日，主要用

来测量固态降水（雪），每6小时进行一次数据

传输。图（1）为称重式雨量传感器勾卷云

图（1）

那么在4月1日至11月1日使用的是液态雨量传感器（图2），液态雨量

传感器是由承水口、过滤网、上筒、联接螺钉、磁钢、干式舌簧管、下筒、翻斗、限位螺钉、锁紧螺母、底座、水准泡、调平螺钉等主要部分所组成。承水

口收集的雨水，经过上筒（漏斗）过滤网，注入计量翻斗——翻斗是用工程塑

料注射成型的用中间隔板分成两个等容积的三角斗室。它是一个机械双稳态结构，当一个斗室接水时，另一个斗室处于等待状态。当所

接雨水容积达到预定值（3.14、6.28ml）时，由于重力作

用使自己翻倒，处于等待状态，另一个斗室处于接水工作

状态。当其接水量达到预定值时，又自己翻倒，处于等待

状态。在翻斗侧壁上装有磁钢，它随翻斗翻动时从干式舌

簧管旁扫描，使干式舌簧管通断。即翻斗每翻倒一次，干

图（2）翻斗式雨量传感器式舌簧管便接通一次送出一个开关信号（脉冲信号）。这

样翻斗翻动次数用磁钢扫描干式舌簧管通断送出脉冲信

号计数，每记录一个脉冲信号，便代表0.1、0.2毫米降

水，实现降水遥测的目的。

在没有液态自动雨量传感器的时候，人工来测量雨量，

使用的是雨量器，人工读书和测量。如图（3）所示

3、闪电定位仪、光照的测量和风向标

4月4日我们在老师的带领下对闪电的定位和光照记录进行

了解，闪电定位仪是一种监测雷电发生的现代化气象装备,它的

工作原理是利用闪电回击辐射的声、光、电磁场特性来遥测闪电

回击、放电参数,并把经过预处理的闪电数据实时传送到中心数

据处理站进行交汇处理,可全天候、长期、连续运行并记。图（4）

为闪电定位仪

气象站用暗照计来记录光照一天的变化，将带有化学试剂

浸泡过的纸张放入暗筒种，不同的光照强度在试纸上留下的

痕迹的颜色深浅也不同。最后在进行人工处理得到当天的光

照强度的变化。图（5）为暗照计

风向标：风向、风速。风速、风向的观测仪器是电接风向

风速仪。它包括感应器、指示器和记录器三部分组成的有线

遥测仪器。感应器安装在气象观测场的杆子上，指示器和记

录器安装室内，所以我们就在室内观测。通过指示器观测瞬

时风速瞬时风向。记录器的自记纸整理后可以得出任意10

分的平均风速和风向。需要记录的方向有17方位（静止方

位为第17个），每22.5°一个方向。

4、百叶箱和大型蒸发器 4月5日我们参观了用来测量空气温度和湿度的百叶箱，百叶箱是安装温、湿度仪器用的防护设备。它的内外部分应为白色。气象百叶箱的作用是防止太阳对仪器的直接辐射和地面对仪器的反射辐射，保护仪器免受强风、雨、雪等的影响，并使仪器感应部分有适当的通风，能真实地感应外界空气温度和湿度的变化。白天，空气对太阳辐射的吸收能力弱于任一种温度感应元件；夜晚，空气的红外辐射能力又弱于任一种温度感应元件的表面。任何直接暴露在空气中的测温元件，其测量值在白天将系统偏高于气温，夜间则系统偏低。为避免这种辐射误差，必须对测温元件采取有效的辐射屏蔽措施。百叶箱是其中的一种，广泛安装在气象台站网的气象观测场上。

气象百叶箱通常由木质和玻璃钢两种材料制成，箱壁两排叶片与水平面的夹角约为45°，呈“人”字形，箱底为中间一块稍高的三块平板，箱顶为两层平板，上层稍向后倾斜。

百叶箱（图6）中有四只温度计，竖直放着的是一

根湿度计和一根测量当时时刻的温

度。横放的着的是一根最高温度和

最低温度表。每天需要工作人员在

规定的时刻读数，并记录下来。与

之相对应的是自动站。将自动测量

温度和湿度的温湿传感器放入百叶

自动温室传感器

图（5）

风向标

箱中即可，数据可及时传到电脑当中。构造简单方便

使用。

百叶箱的所测量的是1.5m 高度的温度和湿度，因

为1.5m 是人类的活动范围。

紧接着就是水量的蒸发，具有水槽或水池的能测定因水分蒸发而降低水面的一整套装置。测量水面的高度差来计算蒸发量，如果当天有降水则还需减去降水量才是当天的蒸发量。

5、地温的测量及数据的传输

4月6日我们参观了用来测量地温的仪器

（1）深层直管地温表：直管地温表测定深层土壤温度的温

度表。表装在带有铜底帽的管形保护框内，框中部有一长孔，

使温度表刻度部分显露，便于读数。框顶端联以木棒，置于

硬橡胶套管内。套管垂直插入卜中，深度分40 、80 、160 、

320 厘米等数种。

（2）冻土器：测量土壤冻结深度的仪器。由外

管和内管组成。内管灌入干净的水至零线处，底

端用重锤封住，顶端的放水螺丝与外管的铁盖相

结。外管埋进土壤中，基线与地面平齐。当地面温度降到0℃时，每天观测8次。老师还让我们读了一下冻土的厚度，当时大约1.2m 左右。

（3）浅层地温的测量（曲管地温表）：测定浅层不同深度土壤温度的温度表。管部长而弯曲，球部感应部分埋入土壤一定深度。球部附近的管子弯曲成135°角度,玻璃套管下部(自球

部到温标的起点)用石棉

灰充填,再用棉花填塞和

火漆固定,以防套管内空

气对流。一套有四支，安装时按5、10、15、20厘米深度顺序由东向西排列。

冻土器大型雨量蒸发器

表层地温表和浅层地温表

深层地温表

（4）数据的传输（计算机处理中心）：最后在所有

的数据统计完以后输入电脑并传到气象中心。同时

工作人员还向我们介绍了以下内容：

气象观测的特点是：观测记录必须具有代表

性、准确性、比较性。同时，气象要素是随时间不

断变化的，它的变化只有通过对大气连续观测，并

数据处理与传输

进行天气学分析才能了解。因此气象观测必须保持连续性，不能中断或短缺。连续观测记录的年代越长，对预报业务和科研工作价值越大。因为计算机收集的数据量是很大的，所以要这些运算速度快的大型计算机。

我们看到在工作室里工作人员坐在个人计算机前分析已经整理出来的资料。现在科技进步了再也不需要以前做什么要人工，人们需要什么资料计算机都有相应的软件来处理，计算机制作好后，工作人员就可以分析现成的资料了。我们看了以前工作人员观测的数据以及我们一起观测的数据和他们的数据没有什么出入，感到很欣慰。工作人员还让我们看了一些数据，并给我们分析了原因。还给我们介绍了气象观测规范，并介绍了观测程序:

自动观测方式观测程序

⑴每日日出后和日落前巡视观测场和仪器设备，具体时间，各站自定，但站内必须统一；

⑵正点前约10分钟查看显示的自动观测实时数据是否正常；

⑶00分，进行正点数据采样；

⑷00-01分，完成自动观测项目的观测，并显示正点定时观测数据，发现有缺测或异常时及时按第二十三章的规定处理；

⑸01-03分向微机内录入人工观测数据；

⑹按照各类气象报告的时效要求完成各种定时天气报告和观测数据文件的发送。

人工观测方式观测程序：

⑴一般应在正点前30分钟左右巡视观测场和仪器设备，尤其注意湿球温度表球部的湿润状况，做好湿球溶冰等准备工作；

⑵45-60分观测云、能见度、空气温度和湿度、降水、风向和风速、气压、

地

温、雪深等发报项目，连续观测天气现象；

⑶雪压、冻土、蒸发、地面状态等项目的观测可在

40分至正点后10分钟内进行；

⑷日照在日落后换纸，换其他自记纸的时间由省级气象主管机构自定；

⑸电线积冰观测时间不固定，以能测得一次过程的最大值为原则；

⑹观测程序的具体安排，台站可根据观测项目的多少和观测仪器的布设状况确定，但气压观测时间应尽量接近正点，全站的观测程序必须统一，并且尽量少变动。

（5）参观气象站的展厅：在展厅中看到了许多古老和过时的仪器，以前气象工作人员就是通过这么简单的工具进行天气测量。看看里面的仪器再看看外面先进的仪器，我看到了我们的国家在进步，我们的国家在快速的发展。

备注：以上几幅图是气象站在过去进行人工测量时使用的工具

湿度测量，用脱脂的头发丝测量风速：EL型电接风向风速记录

器，由八个风向电磁铁、一个风速电磁

铁、自记钟、自记笔、笔挡、充放电线

路等部分组成。

测雨量

测蒸发量（铁网防止小鸟喝水）

六、实习心得

为期五天的气象气候实习结束了，我收获了许多。（1）在学习方面我了解到了气象站的大致工作流程和设备仪器，也知道天气

预报的那些数据是怎么来的。还有气象的一些基本知识，如：危险预警分为蓝、黄、红逐渐严重。

（2）从工作人员的角度来看，他们必须在规定的时间内完成读数任务和数据

处理，无论天气情况如何恶劣。而他们却任劳任怨，不辞辛劳的为我们服务。我们要向他们学习吃苦耐劳的精神和对工作严谨的态度。所以无论以后从事什么事业，都要有认真负责的态度。

（3）从我们自身来讲，我们在实习前的准备工作不够，导致在实习过程中很

被动，老师问的一些问题都不知道。这给我们一个启示，不能打没把握的仗。做事前要有充足的准备才能百战不殆。

用来测量缆线上冰冻厚度

和降雪厚度的设备

展厅的一角