气象学实习报告.docx

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气象学实习报告

一：

实习地点概况

我们于3月23日的时候由郑老师带领一起去了武汉市气象局

1869年汉口海关设立气象站，同年11月1日开始气象观测，现已有143年观测历史。

后因战争经历了多次搬迁，1960年1月迁至现址东西湖区开展气象观测和行政办公。

1985年12月在武汉市气象管理处的基础上成立武汉市气象局。

现为武汉市市属局级单位。

2009年底，武汉气象观测业务迁至东西湖区慈惠农场八向一队内。

近年来，武汉气象局以科学发展观为指导，紧紧围绕生态武汉、和谐武汉、幸福武汉的建设需求，突出做好大城市公共气象服务保障，坚持“公共气象、安全气象、资源气象”的发展理念和“以人为本，无微不至、无所不在”的服务理念，坚持政府主导，加强部门联动，扩大公众参与，

大力发展公共气象服务，正确履行气象社会管理职能，全面推进现代气象业务体系和气象防灾减灾体系建设，不断提高“四个能力”（气象预测预报能力、气象防灾减灾能力、应对气候变化能力、开发利用气候资源能力），促进了气象事业又好又快发展。

二：

实习内容

时间：

2015.03.2310：

00-11：

20

地点：

武汉市观象台

带队老师：

郑老师

首先我们在观象台工作人员的带领下进入观测站内（一般情况人需要在栅栏外）。

首先映入眼帘的是地下温度测量仪，分别可以测到地下40cm、80cm、120cm、320cm。

（见图1-1）

图1-1:

地下测温计

之后是第一次接触的测冻土的仪器（见图1-2）

图1-2冻土测量计

这个仪器是从每年11月使用到次年5月，以便观测冻土的结冻层，对农业生产和是施工都有重要意义。

使用方法：

在软管中注入水，每天早上八点抽出，触摸软管找到冻结成冰的部分并对应刻度读数并记录，结冰段即为地下冻土层的厚度和位置。

接下来参观的是一个自动化程度高的仪器——自动太阳跟踪器（见图1-3）

图1-3

图1-4

这种仪器只需要将当地的位置信息等数据输入后，这个追踪仪便会每天给跟随着太阳转（见图1-4）记录日照时间和辐射强度。

而之前我们所使用的人工的，即其内置齿轮，每早八点前需要人工对焦太阳，它才可以跟着太阳转。

（见图1-5）

图1-5

与这个仪器配套的测辐射的还有专门的辐射观测站（见图1-6）这套仪器可以精确地接收到太阳辐射、地面辐射等各种辐射并记录其数据。

图1-6

接下来的仪器隐藏的比较深，刚开始见到根本就没意识到这样的也是一种观测仪器。

它就是地表测温计（见图1-7）

图1-7

图中隐隐可见的两根金属棒就是地面感应器，下面直接连接至电脑端来监控地表温度。

这也是观测场比较特殊的一部分，其他一起下不仅仅是土还有草，而这一块为了防止数据干扰，只有土没有草。

图1-8，地表蒸发装置，用来测量蒸发量

接下来的是一个比较传统的测量日照时间的仪器，现在仍需要人工操作，检测，计算。

（见图1-9）

图1-9

图1-10

每天晚六点半，工作人员要将涂有药水的监测纸（见图1-10）塞入这个仪器内，当光照强度达到一定量后，该仪器会记录日照时间并以一条直线显示在纸上，次日拿回后要对日照时间进行计算。

测量降水的仪器主要有两种——翻斗式雨量计（图1-11）和称重式雨量计（图1-12）

图1-11

图1-12

翻斗式雨量计以测液体降水为主，每一翻斗是0.1的量，会自动记录雨水量。

称重式雨量计则是以测固体降水为主，例如雪、冰雹等。

云高仪（图1-13）测量云层高度，但是这台仪器只能测量其垂直方向上的云层高度不能测量其他区域，因此会在测量预报方面带来误差。

图1-13

向前散射能见度仪（图1-14）除了可以测量当日的空气能见度还可以判断雾与霾

图1-14

温湿度智能传感器（图1-15）它主要是测量感应端离地面1.5m的温湿度，一分钟测40-60次，取平均温度

图1-15

酸雨测量（图1-16）

图1-16

图1-17

在下雨时将同放置在酸雨架上，雨后即刻对桶中的雨的酸碱度进行检验（图1-17）但是雨量必须得超过一定值，否则不会测出数据。

武汉地区的PH值一般都在5~6之间。

风向风速仪（图1-18）自带太阳能板供给能量，三叶的转轴用来测风速，另一边测风向。

因此当时的风向为西北风。

这些数据也都是直接传输至电脑分析软件中。

图1-18

闪电定位仪（图1-19）根据这个仪器可以定位闪电位置以及闪电内部的成分。

图1-19

大气负离子观测系统（图1-20）负离子可以反映空气质量，下雨时负离子浓度增加。

图1-20

电线集冰架：

分南北和东西两个方向记录，记录是读取结冰的最大直径，集冰架的直径为26.7cm。

可记录雨凇、雾凇和雨凇雾凇的混合体。

接下来就是一些大型的观测系统

利用这台仪器（图1-21）可测得空气中的温湿度、主要气体成分的含量、PM2.5PM10的量等一系列基本的气象数据

图1-21

图1-22内部

边界层风廓线雷达（图1-23）

图1-23

这个仪器特点是可移动，在户外测量比较方便，但对仪器室的内部温湿度很敏感，因此内部配有空调来调节。

（图1-24）

图1-24

园区里还展列了一台之前使用的高射炮（图1-25）用来进行人工降雨，现已淘汰。

图1-25

下面我们来到了观象站的办公楼内参观，第一间大办公室是对外面测量仪器发挥数据的接受和基本处理（图1-26）

图1-26

在这里对光照、紫外线强度、雨量、日照、太阳辐射、温湿度等都有记录分析系统，这就是观象的原始基本数据。

（图1-27）

图1-27

由于同学们都对高空探测很感兴趣，所有工作人员就为我们拿来了一个高空探测的仪器讲解。

（图1-28）

图1-28

高空探测器是搭载在氢气球上，每天早七点、晚七点、凌晨一点释放一遍，来探测高空大气的变化及相应数值。

但是这样虽然可以增加对天气的预报准确程度，但是因此带来的财政支出也会增加。

在实验室中还有对电离层的检测，测量成分、高度，预测对天气情况的影响。

（图1-29）

图1-29

最后来看一下观象台的整体景（图1-30），这也可以解释为什么我们总认为天气预报“不太准确”？

图1-30

由图可以看到，观象台是建在比较空旷、开阔的区域，因此当地风会较大、不会有热岛效应等的影响，因此这里的温度总会比城区低2-3℃。

同时测温湿度的仪器是离地1.5m也与人们感应温度的高度有差异。

因此，我们会认为气象预报“不准”。

2.2武汉市气象局气象预报厅

这是一个很深厚的系统，可以看到一个螺旋云带，第二个就是可见光的波段性，就是可见光的反照率，可以测出云的，，程度，水汽含量，水汽尺寸大小，水汽的尺寸不一样，它的反照率就会不一样。

这从我们用肉眼看是一模一样的。

水汽含量是从300到600的一个总分布，我给你们看一下这方面的一个产品，这个就是红外云图，这个就是可见光，可见光和我们肉眼。

如果早上云雾比较多的话，就会挡住，看不到地面。

可见光就会不一样。

红外如果云太低，不会相差很多，跟地面颜色那么大，还有一个就是水汽，像这一带就是水汽比较丰富一点。

这是做了一个3D效果，相当于把那个可见光翻译成一个3D的一个3D效果，像那个台风的话，螺旋云带就会很清晰。

雷达就是美国进口的，是比较昂贵，这一套大概3000万吧。

雷达主要是探测，作为一个脉冲波打出去以后碰到一个固体反射回来，接收到这个信号，来从信号的强度，移动速度来判断这个信号，衡量这个信号还有它的这个普宽，他这个普宽采集过来就是一个值一个频率，也就是一个速度，它的这个速度采集过来就是因为它的脉冲很快，一秒钟就大概发送几十万个脉冲，平均值，普宽就是他那个平均值的方差，反映他的那个离散程度，普宽越小，离散程度越高。

三种基本产品比如说下雨的时候我们看到反射的因子打到上面就会反射回去信号很强，像这种天气，空气中的分子很小，如果没遇到特别的东西的时候，它的强度就会很弱。

那我们看这个组合反射率，我们看到武汉东西湖高新组委会是不是湖北气象那个雷达，反射因子就是每立方米以内，单位体积面内所有粒子直径六次方的总和，一方面六次方太大取它的对数，其实也是一个相对衡量，看这个锋面，基本上很小，几乎为零。

而如果下雨的话，回波要达到15到35，，成降水状对流对流性降水，就是很大的时候就打到35到50，冰雹要50以上，这是基本的产品。

它的导数产品，就是根据一系列的气象算法，根据三种基本产品：

强度、湿度、普宽，可以推算出九种产品，例如：

风暴总降水量，风暴相对气流，回波顶高，三小时雨量，VL垂直累积，液态水含量，冰雹指数。

就是根据这些算法来判断是否会产生强对流，有没有冰雹啊，降雨啊，夏季暴流啊。

雷达对这些短时的（我们气象上定义0-12小时，临近的话就是0-2小时）对这种对流型降雨有很强的指示意义，这样可以大尺度地推测。

为什么夏天的预报总是不准呢，因为夏天小尺度的干扰因子很多，很容易引起对流，这就导致一片区域下雨，另一区域不下雨。

这就是小尺度的积云对流很难在大尺度上反映出来。

会有一个人从4月1号到4月15号专门看这个雷达，六分钟一次，这样才能及时发布预警信息。

天气预报中的降水用语

在气象部门发布的天气预报中，我们经常听到小雨、中雨、暴雨等专业术语，它们之间有何区别呢？

小雨是指24小时内降水量不超过10毫米的雨，小到中雨为5毫米～18毫米，中雨为10毫米～25毫米，中到大雨为18毫米～38毫米，大雨为25毫米～50毫米，大到暴雨为38毫米～75毫米。

24小时内雨量超过50毫米的称为暴雨，超过100毫米的称为大暴雨，超过200毫米的称为特大暴雨。

天空是蓝色的，是太阳光线射入大气层后，遇到大气分子和悬浮在大气中的微粒发生散射的结果。

太阳光在进入大气层传播时，大气分子和悬浮的微粒能把太阳光向四面八方散射出去，所以它们就成了散射光的光源。

太阳可见光是由红、橙、黄、绿、青、蓝、紫组成的。

不同色的光波长不同，波长较短的紫、蓝、青色光波最容易被散射，而波长较长的红、橙、黄色光的透射能力较强，它们能透过大气分子和微粒，保持原来的方向前进，很少被空气分子散射。

对下层空气分子散射来讲，主要是蓝色光线被散射出来。

所以，人们看到的天空是蔚蓝色的。

低层大气中所见到的蓝色天空也不是一成不变的。

有轻雾或有雾时，看到的天空是白色的；有霾时，看到的天空是淡蓝色。

这是因为当空气中的尘埃和水滴较多时，由于他们的直径和太阳可见光的波长差不多，对各色光的散射程度基本相同，这些质点的散射光就是各色光的复合光，呈白色。

这样天空的蓝色中就渗进了白色，而呈现淡蓝色，空气中尘埃杂质越多，天空蓝色就越淡。

天空纯蓝往往出现在风雨过后，所以有“雨过天青”的说法。

有时空气中的水汽和尘埃较多，这些较大的粗粒子的散射和分子散射的性质大不相同，波长较长的黄橙光被散射的多一些，而总散射量也显著增长，此时天空呈黄色。

反过来，天空呈黄色表明大气中存在着较大的水滴和尘埃，预示可能出现降水。

因此，人们常说“天黄有雨”。

紫外线的强弱取决于太阳的高度角，太阳在空中越高，紫外线辐射水平越高。

夏天太阳的高度角最大，因此夏季的紫外线辐射明显高于其他季节。

而在中午，太阳直射大地，此时，一天中紫外线辐射最强。

不难发现，紫外线跟云层有着密切的关系，太阳垂直照在地面，紫外线穿过云层的距离垂直最短，被吸收的最少，因此穿过云层的紫外线最多。

尽管云层能吸收紫外线，但高达80%的紫外线辐射仍然能够渗透薄云，大气中的薄雾甚至能增加紫外线辐射的强度，所以多云的天气也不可不“防晒”。

在海拔越高的地区，大气层相对越薄，所吸收的紫外线相对越少，所以青藏高原的人们总挂着“红脸蛋”。

沈元芳告诉记者，下垫面也影响着紫外线辐射的强弱，草、土壤和水反射大约10%的紫外线辐射；干海滩沙子反射约15%的紫外线辐射，海水泡沫约反射25%；新鲜的雪反射多达80%。

因此，虽然冬季的太阳高度角小于夏季的，但雪对紫外线的反射会大大增加辐射量。

晒黑的同时也在晒伤

紫外线是位于日光高能区的不可见光，依据自身波长的不同，分为短波、中波及长波。

短波对人体伤害较大，但在穿过大气层时，被臭氧层全部吸收；中波紫外线容易被皮肤吸收，又被称作紫外线的“晒伤（红）段”；长波紫外线能穿透皮肤到达真皮层，并对皮肤表面的黑色素有影响，被称做“晒黑段”。