地面气象观测——第七章 天气现象的观测
《气象学》实验指导书
目录实验一温度和湿度的观测实验二风速和风向的观测实验三气压的观测实验四云的观测实验五能见度的观测实验六天气现象的观测实验一温度和湿度的观测1 气温和湿度观测1．1概述空气温度（简称气温，下同）是表示空气冷热程度的物理量。
空气湿度（简称湿度，下同）是表示空气中的水汽含量和潮湿程度的物理量。
地面观测中测定的是离地面1.50米高度处的气温和湿度。
需要获取的项目及其单位：气温有：定时气温，日最高、日最低气温。
配有温度计的气象站应作气温的连续记录。
以摄氏度（℃）为单位，取一位小数。
湿度有：水汽压（e）——空气中水汽部分作用在单位面积上的压力。
以百帕（hPa）为单位，取一位小数。
相对湿度（U）——空气中实际水汽压与当时气温下的饱和水汽压之比。
以百分数（%）表示，取整数。
露点温度（Td）——空气在水汽含量和气压不变的条件下，降低气温达到饱和时的温度。
以摄氏度（℃）为单位，取一位小数。
配有湿度计的气象站应作相对湿度的连续记录，并挑选日最小值。
测量气温和湿度的仪器主要有干球温度表、湿球温度表、最高温度表、最低温度表、毛发湿度表、通风干湿表、温度计和湿度计、铂电阻温度传感器和湿敏电容湿度传感器。
1．2干湿球温度表干湿球温度表是用于测定空气的温度和湿度的仪器。
它由两支型号完全一样的温度表组成，气温由干球温度表测定，湿度是根据热力学原理由干球温度表与湿球温度表的温度差值计算得出。
在小百叶箱的底板中心，安装一个温度表支架，干、湿球温度表垂直悬挂在支架两侧的环内，球部向下，干球在东，湿球在西，球部中心距地面1.5m高。
湿球温度表球部包扎一条纱布，纱布的下部浸到一个带盖的水杯内。
杯口距湿球球部约3cm，杯中盛蒸馏水（只允许用医用蒸馏水），供湿润湿球纱布用。
湿球包扎纱布时，要把湿球温度表从百叶箱内拿出，先把手洗干净，再用清洁的水将温度表的感应部分洗净，然后将长约10cm的新纱布在蒸馏水中浸湿，使上端服贴无绉折地包卷在感应部分上（包卷纱布的重叠部分不要超过球部圆周的1/4）；包好后，用纱线把高出感应部分上面的纱布扎紧，再把感应部分下面的纱布紧靠着球部扎好，但不要扎得过紧，并剪掉多余的纱线。
地面气象观测——天气现象的观测
(11)冰雹 “ ”：坚硬的球状、锥状或形状不规则 的固态降水，雹核一般不透明，外面包有透明的冰
层，或由透明的冰层与不透明的冰层相间组成。大
小差异大，大的直径可达数十厘米，常伴随雷暴出
现。
最大直径15毫米，最小直径3毫米。
霰
米雪
冰雹
降水现象的特征和区别：
天气 现象
符 号
直 径
(mm)
外形特征及着 地特征
(8)霰“ ”：白色不透明的圆锥形或球形的颗粒固 态降水，直径约2～5mm，下降时常呈阵性，着硬 地常反跳，松脆易碎。
(9)米雪“ ”：白色不透明的比较扁、长的小颗粒 固态降水，直径常小于ｌｍｍ，着硬地不反跳。
(10)冰粒“ ”：透明的丸状或不规则的固态降水， 较硬，着硬地一般反跳。直径小于5mm。有时内部 还有未冻结的水，如被碰碎，则仅剩下破碎的冰
雨
·
干地面有湿斑， ≥0.5 水面起波纹
下降情况
雨滴可辨，下降如 线，强度变化较缓
阵雨
＞0.5
同上，但雨滴 往往较大
， 毛毛雨
干地面无湿斑， ＜0.5 慢慢均匀湿润，
水面无波纹
雪
大小 不一
白色不透明六 角或片状结晶， 固体降水
阵雪
同上
同上
骤降骤停，强度变化 大，有时伴有雷暴
稠密飘浮，雨滴难辨
飘落，强度变化较缓
(6)霾“ ”：大量极细微的干尘粒等均匀地浮游在空 中，使水平能见度小于10.0km的空气普遍混浊现 象。霾使远处光亮物体微带黄、红色，使黑暗物体微
光滑或略有隆突。
(4)雾凇“ ”：空气中水汽直接凝华，或过冷却雾 滴直接冻结在物体上的乳白色冰晶物，常呈毛茸茸
的针状或表面起伏不平的粒状，多附在细长的物体
地面气象观测方法PPT课件
.
2
主要内容
一、地面气象观测的组织工作 二、观测场的场地要求和仪器布局 三、常规地面气象要素的观测 四、自动气象观测系统 五、地面气象观测中可能存在的误
差分析 六、加密区域自动站简介
.
3
一、地面气象观测的组织工作
（一）地面气象观测的作用
仪器安装要求：所有的观测仪器和设备 安装严格按照《地面气象观测规范》进行 安装，误差在允许的范围内。
.
7
观 测 场 仪 器 布 局 图
.
8
.
9
.
10
测量要素 气温
测量范围 -50～+50℃
相对湿度
0～100％
气压 风向
500～1100hPa（任 意200hPa）
0～360°
风速
0～60m/s
.
22
干湿球温度表：通过在同一环境条件下的干球、湿球两支温度示值差
异，计算出湿度要素：水汽压、露点温度、相对湿度。属于间接测量
湿度的方法。
毛发湿度表：主要用于高原、高寒地区，利用不同湿度条件下，毛发
的伸缩量变化测量湿度，直接测量. 相对湿度。
23
自动站采用铂电阻作为测温元件，根据铂电阻
的电阻值随温度变化的原理来测定温度的。铂电阻 丝烧制在细小的玻璃棒或磁板上，外面有金属保护 管。铂电阻在0 ℃时的电阻值R0为100Ω，以0℃作 为基点温度，在温度t时的电阻值Rt为
三、常规气象要素的观测
(二） 器测项目（7）
➢ 7. 冻土
冻土是指含有水分的土壤因温度下降到 0℃或以下而呈冻结的状态。
承担冻土观测的气象站，应根据埋入土中 的冻土器内水结冰的部位和长度，来测定冻 结层次及其上限和下限深度。
《天气现象观测》课件
收集用户对天气预报的反馈意见，不断改进 和提高预报质量。
05
天气现象与人类生活
天气现象对农业的影响
农业收成
天气现象如降雨、温度、风速等直接影响农作物的生长和收成。适 量的雨水有助于植物生长，高温或低温可能影响作物的成熟度和产 量。
种植计划
农民需要根据天气预报来制定种植计划，选择适合的作物和种植时 间，以充分利用气候条件。
卫星遥感
卫星遥感通过卫星上的传感器探测地球大气的气象要素和 现象，具有覆盖范围广、观测频次高的优点。
气象雷达
气象雷达利用电磁波探测大气中的气象目标，主要用于降 水监测、风场探测、云层高度和厚度探测等。
探空气球
探空气球是一种将气象仪器携带到高空进行观测的气象观 测设备，可获取大气的温度、湿度、压力等数据。
探空气球通过释放探空气球携带的仪器， 在高空中进行大气数据的观测，再通过无 线电传输回地面站。
气象观测设备的使用方法
安装与调试
根据观测场地的实际情况，选 择合适的安装位置，并进行设
备的安装和调试。
数据采集与传输
根据设备类型和观测要素，设 置采集频率和传输方式，确保 数据的实时性和准确性。
数据处理与分析
基于长期积累的气象经验和观 察，对天气进行预测。
人工智能预报
利用机器学习和深度学习技术 ，对大量气象数据进行处理和
分析，进行天气预测。
天气预报的准确性评估
准确率评估
通过与实际观测到的天气情况进行对比，计 算预报的准确率。
预报检验
定期对预报结果进行检验，评估预报方法的 可靠性和稳定性。
误差分析
分析预报结果与实际观测之间的误差，找出 误差来源和改进方法。
《天气现象观测》PPT课件
天气现象地面状态的观测共43页
•
46、寓形宇内复几时，曷不委心任去 留。
•
47、采菊东篱下，悠然见南山。
•
48、啸傲东轩下，聊复得此生。
•
49、勤学如春起之苗，不见其增，日 有所长 。
•
50、环堵萧然，不蔽风日；短褐穿结 ，箪瓢 屡空， 晏如也 。
46、我们若已接受最坏的，就再没有什么损失。——卡耐基 47、书到用时方恨少、事非经过不知难。——陆游 48、书籍把我们引入最美好的社会，使我们认识各个时代的伟大智者。——史美尔斯 49、熟读唐诗三百首，不会作诗也会吟。——孙洙 50、谁和我一样用功，谁就会和我一样成功。——莫扎特
地面气象观测(详细学习)
地面气象观测[详细学习]提到“地面气象观测”，人们一般会想到四四方方的气象观测场，洁白的百叶箱、温度计、风向标等，并把这些理解为地面的观测。
不过这样理解并不全面，因为天上的云、大气中的声、光、电等天气现象，也都属于地面气象观测的范围。
所以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。
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。
在大气馆中我们会向气象爱好者介绍一些基本的观测项目。
地面气象观测的许多项目都是通过固定在观测场内的各种仪器进行的，所以气象站的站址和观测场地的选择以及维护，仪器的安装是否正确，都对资料的代表性、准确性和比较性有极大的影响。
一般说来，气象台站的地址应选在能代表其周围大部分地区天气、气候特点的地方，并且尽量避免小范围和局部环境的影响，同时应当选在当地最多风向的上风方，不要选在山谷、洼地、陡坡、绝壁上。
观测场要求四周平坦空旷并能代表周围的地形，观测场附近不应有任何物体。
孤立、不高的个别障碍物离观测场的距离，至少要在障碍物高度的三倍以上；宽大、密集、成片的障碍物，距离要在障碍物高度的十倍以上。
观测场周围十米范围内不能种植高杆作物，以保证气流畅通。
气象台站的房屋一般应建在观测场的北面。
另外，一个气象台站建成之后，要长期稳定，不要轻易搬家，因为轻易搬家不仅会影响观测资料的连续性，影响使用，还会造成很大浪费。
观测场内仪器安装的原则可以用以下二十四个字表示：保持距离，互不影响；北高南低，东西成行；靠近小路，便于观测。
地面气象观测分为定时观测和不定时观测两类。
定时观测是气象台站的基本观测，主要目的是为天气预报提供依据，积累资料，了解一个地方的气候变化规律，为经济建设服务。
一般地说，一天内观测次数越多，越能反映一个地方气象要素的变化。
但为了节约人力、物力，可以在一天中选择适当的有代表性的时间来进行。
天气现象的观测
暴雨
50.0~99.9 ≥16.0
大暴雨
100.0~199. 9
特大暴 雨 ≥200.0
<10 10.0~24.
4.雪“ ， ” ٭由水汽凝华而成的固态降水。多呈白 色，不透明的雪花结晶状。在气温不太低时，雪 花常（似棉絮状）成团降落。一般降自雨层云Ns, 高层云As和卷云Ci中。气层较稳定。 5.阵雪“ ” ，具有阵性特征的降雪。主要降自 积雨云Cb,雨层云Ns。气层较不稳定。 6.雨夹雪“ ” ，半融化的固态降雪（湿雪），或 雪和雨同时下降。低云温度0℃以上 。主要降自 雨层云Ns,高积云As。气层较稳定。 7.阵性雨夹雪 “ ” ，具有阵性特征的雨夹雪， 主要降自积雨云Cb,雨层云Ns,高积云As。气层较 不稳定。 降雪强度和能见度如表4.2所示
二.地面凝结现象
水汽从空气中直接凝结在地表或物体上的凝 结现象。有： 1.露 ，由于夜间辐射冷却，水汽在地面或物 体上凝结而成的水珠。 气温＞0 ℃ 。霜融化成 的水珠不记露。 2.霜 ，由于夜间辐射冷却，水汽在地面或物 体上凝华而成的冰晶。气温<0 ℃ 。由露冻结而 成的冰珠不记霜。 3.雨凇 ，过冷却液态降水在物体上直接冻结 而成的坚硬冰层。也称冻雨。气温<0 ℃ 。参见 《中国云图》P332-333。 4.雾凇 ，由过冷却雾滴直接冻结而成，或由空 气中水汽直接凝华而成的冰晶物。一般出现于物 体的突出部位和迎风面上。多在有雾和静风天气 时出现。参见《中国云图》P324-329。
3. 霾 ，由大量极细微沙尘均匀漂浮在空气 中，使空气混浊，能见距离<10km。常出现 在气团稳定较干燥时期。 4.扬沙 ，由于本地或附近的沙尘被吹起，使 能见度显著下降，能见距离一般为1-10km。 天空混浊，风力较大。在北方春夏，冷空 气过镜或空气不稳定时出现。
地面气象观测基础知识
相关性分析
研究不同气象要素之间的相互关系。
模式识别
利用人工智能和机器学习方法识别气 象模式和事件。
06 观测误差与注意事项
观测误差来源
仪器误差
观测仪器本身存在的误差，如温度计、湿度 计等。
观测方法误差
由于观测方法不规范、不统一所引起的误差， 如云高观测、能见度观测等。
外界环境影响
如风、雨、雪、雾等天气现象对观测仪器的 影响。
02 观测项目与分类
观测项目
气温
观测气温的变化，包 括最高气温、最低气 温、平均气温等。
降水
观测降水的类型、强 度、频率和总量等。
风向风速
观测风的方向和速度， 包括风向标和风速计 的测量。
云和天气现象
观测云的类型和天气 现象，如晴朗、阴天、 雨、雪等。
气压
观测气压的变化，包 括最高气压、最低气 压和平均气压等。
04
观测仪器的使用与维护
01
使用前应检查仪器是否完好，确保没有损坏或误差。
02
使用时应按照仪器说明书进行操作，避免误操作导致数据失 真。
03
使用后应及时清洁仪器，并定期进行校准和维护，以确保其 准确性和可靠性。
04 观测方法与技术
云观测
01
云状分类
根据云的外形特征和结构特点， 将云分为积云、层云、卷云等不 同类型。
观测场地应设置明显的标志和边界，并保持场地整洁，以方便观测和数据 收集。
观测仪器介绍
01
温度计
用于测量气温，常用的有水银温度 计和酒精温度计。
气压计
用于测量大气压力，常用的有水银 气压计和数字气压计。
03
02
湿度计
用于测量空气湿度，常用的有干湿 球湿度计和毛发湿度计。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
阵性雨 夹雪
同上 同上
霰 米雪 冰粒
冰雹
2－5
白色不透明的圆锥或球形 颗粒，固态降水，着硬地 常反跳，松脆易碎
白色不透明，扁长小颗 ＜1 粒，固态降水，着地不
反跳
1－5
透明丸状或不规则固态 降水，有时内部还有未 冻结的水，着地常反 跳，有时打碎只剩冰壳
2－数 10
坚硬的球状、锥状或不 规则的固 态降水，内 核常不透明，外包透明 冰层或层层相间，大的 着地反跳，坚硬不易碎
光滑或略有隆突。
(4)雾凇“ ”：空气中水汽直接凝华，或过冷却雾 滴直接冻结在物体上的乳白色冰晶物，常呈毛茸茸
的针状或表面起伏不平的粒状，多附在细长的物体
或物体的迎风面上，有时结构较松脆，受震易塌Biblioteka 落。露霜雨凇
雾凇
雾凇
天 气符 现号 象
外形特征及凝 结特征
成因
水珠（不包括霜 水汽冷却凝结而成
(8)霰“ ”：白色不透明的圆锥形或球形的颗粒固 态降水，直径约2～5mm，下降时常呈阵性，着硬 地常反跳，松脆易碎。
(9)米雪“ ”：白色不透明的比较扁、长的小颗粒 固态降水，直径常小于ｌｍｍ，着硬地不反跳。
(10)冰粒“ ”：透明的丸状或不规则的固态降水， 较硬，着硬地一般反跳。直径小于5mm。有时内部 还有未冻结的水，如被碰碎，则仅剩下破碎的冰
晴朗少风湿度大 的夜间地表温度 0℃以上
晴朗微风湿度大 的夜间，地面温 度在0℃以下
气温较低（－3℃ 以下），有雾或 湿度大时
地面及近地面物体
同上
物体的突出部分和 迎风面上
气温稍低，有雨 或毛毛雨下降时
水平面、垂直面上 均可形成，但水平 面和迎风面上增长 快
三、视程障碍现象
(1)雾“ ”：大量微小水滴浮游空中，常呈乳白色， 使水平能见度小于1.0km。高纬度地区出现冰晶雾也 记为雾，并加记冰针。根据能见度分为三个等级： 雾能见度0.5km～小于 1.0km 浓雾能见度0.05km～小于0.5km 强浓雾能见度小于0.05km (2)轻雾“ ”：微小水滴或已湿的吸湿性质粒所构成 的灰白色的稀薄雾幕，使水平能见度大于等于1.0km 至小于10.0km。
二、地面凝结现象
(1)露“ ” ：水汽在地面及近地面物体上凝结而 成的水珠（霜融化成的水珠，不记露）。
(2)霜“ ”：水汽在地面和近地面物体上凝华而成 的白色松脆的冰晶；或由露冻结而成的冰珠。易在
晴朗风小的夜间生成。
(3)雨凇“ ”：过冷却液态降水碰到地面物体后直 接冻结而成的坚硬冰层，呈透明或毛玻璃状，外表
雨
·
干地面有湿斑， ≥0.5 水面起波纹
下降情况
雨滴可辨，下降如 线，强度变化较缓
阵雨
＞0.5
同上，但雨滴 往往较大
， 毛毛雨
干地面无湿斑， ＜0.5 慢慢均匀湿润，
水面无波纹
雪
大小 不一
白色不透明六 角或片状结晶， 固体降水
阵雪
同上
同上
骤降骤停，强度变化 大，有时伴有雷暴
稠密飘浮，雨滴难辨
飘落，强度变化较缓
(6)霾“ ”：大量极细微的干尘粒等均匀地浮游在空 中，使水平能见度小于10.0km的空气普遍混浊现 象。霾使远处光亮物体微带黄、红色，使黑暗物体微
(3)吹雪“ ”：由于强风将地面积雪卷起， 使水平能见度小于10.0km的现象。 (4)雪暴“ ” ：大量的雪被强风卷着随风运 行，并且不能判定当时天空是否有降雪。水 平能见度一般小于1.0km。
轻雾
雾，能见度500米
(5)烟幕“ ”：大量的烟存在空气中，使水平能见度 小于10.0km。城市、工矿区上空的烟幕呈黑色、灰 色或褐色，浓时可以闻到烟味。
飘落，强度变化较 大，开始和停止都较 突然
一般降自 云层
天气条件
Ns,As, Sc,Ac
气层较稳定
Cb,Cu,Sc 气层不稳定
≡,St
气层稳定
Ns,Sc.As, Ac.Ci
气层稳定
Cb,Cu,Sb 气层较不稳定
天气 现象
符 号
直 径
(mm)
外形特征及着地特征
雨夹雪
同上
半融化的雪（湿雪）或 雨和雪同同雨时下降
露
融化成的）
白色松脆的冰晶 水汽直接凝华而成
霜
或冰珠
或由露冻结而成
乳白色的冰晶层 过冷却雾滴在物 体
或粒状冰层，较 迎风面冻结或严寒
雾
松脆，常呈毛茸 时空气中水汽凝华
凇
茸针状或起伏不 而成
平的粒状
透明成毛玻璃状 过冷雨滴或毛毛雨
雨
的冰层，坚硬光 滴在物体（低于
凇
滑或略有隆突
0℃）上冻结而成
天气条件
容易附着的物体部位
(4)雪“ ”：固态降水，大多是白色不透明的六出 分枝的星状、六角形片状结晶，常缓缓飘落，强度 变化较缓慢。温度较高时多成团降落。 (5)阵雪“ ”：开始和停止较突然、强度变化大的 降雪。 (6)雨夹雪“ ”：融化的雪（湿雪），或雨和雪同 时下降。
(7)阵性雨夹雪“ ”──开始和停止都较突然、强 度变化大的雨夹雪。
下降情况
同雨 强度变大， 开始和停止 都较突然
常呈阵性
均匀、缓 慢、稀疏
常呈间歇 性，有时与 雨伴见
阵性明显
一般降自 云层
Ns,Sc, As,Ac
天气条件 气层稳定
Cb,Cu,Sc 气层较不稳定
Cb,Sc
气层较不稳定
≡,St
气层稳定
Ns,As,Sc 气层较稳定
Ｃｂ
气层不稳定
(常出现在夏、 春、秋季)
第七章 天气现象的观测
天气现象:发生在大气中、地面上的一些物理现象。 内容:降水现象、地面凝结现象、视程障碍现象、雷 电现象和其他现象，这些现象都是在一定的天气条 件下产生的。 随时进行观测和记录。 天气现象所造成的灾害，应及时进行调查记载。
第一节 天气现象的特征和符号
一、降水现象 (1)雨：滴状的液态降水，下降时清楚可见， 强度变化较缓慢，落在水面上会激起波纹和水花，落 在干地上可留下湿斑。 (2)阵雨：开始和停止都较突然、强度变 化大的液态降水，有时伴有雷暴。 (3)毛毛雨：稠密、细小而十分均匀的液态降 水，下降情况不易， 分辨，看上去似乎随空气微弱的运 动飘浮在空中，徐徐落下。迎面有潮湿感，落在水面 无波纹，落在干地上只是均匀地润湿，地面无湿斑。
壳。
(11)冰雹 “ ”：坚硬的球状、锥状或形状不规则 的固态降水，雹核一般不透明，外面包有透明的冰
层，或由透明的冰层与不透明的冰层相间组成。大
小差异大，大的直径可达数十厘米，常伴随雷暴出
现。
最大直径15毫米，最小直径3毫米。
霰
米雪
冰雹
降水现象的特征和区别：
天气 现象
符 号
直 径
(mm)
外形特征及着 地特征