❶ 观测天气的仪器有什么
气象仪器,是用于气象预报、气象监测等气象服务领域的专业设备。可以分类为地面气象观测仪器、高空气象探测仪器两大类。 主要有自动气象站、自动雨量站、风速风向仪、风向袋、百叶箱、温湿度记录仪、传感器、风向标、风速报警仪、风能测风仪、气象中心软件、GPRS无线传输模块等。
气温观测仪器、 湿度观测仪器、气压观测仪器、风向风速观测仪器、降水观测仪器、土壤温度、日照、日射观测仪器、自记温湿度仪、百叶箱、蒸发皿、干湿计、银盘日射计、全天日射计、太阳电池式日照计、最低温度计等
探空仪、天气雷达等
❷ 如何看气象云图
气象卫星
在卫星上携带各种气象观测仪器测量诸如温度、湿度、云和辐射等气象要素以及各种天气现象,这种专门用于气象目的的卫星称作气象卫星。
按卫星轨道分,气象卫星可以分为两类:
风云1号气象卫星
(1)极地太阳同步轨道卫星:其卫星的轨道平面与太阳始终保持相对固定的取向,卫星几乎以同一地方时经过世界各地。
(2)地球同步气象卫星,又称静止气象卫星。卫星相对某一区域是不动的。因而由静止气象卫星可连续监视某一固定区域的天气变化。
根据气象卫星的目的还分为试验卫星,主要对各种气象卫星遥感仪器、新的技术进行试验,待试验成功后转到业务气象卫星上使用业务卫星,这种卫星带有各种成熟的设备和技术,获取各种气象资料,为天气预报和大气科学研究服务。
风云1号气象卫星
飞行中的风云1号气象卫星
这是中国第一代准极地太阳同步轨道气象卫星。卫星发射二颗,分别为FY-1A和FY -1B,于1988年9月7日和1990年9月3日用长征四号火箭发射,卫星本体是1.4×1.4× 1.2米的六面体,星体外侧对称安装六块太阳帆板,卫星总长度为8.6米,星重750千克,三轴定向稳定,卫星高900公里,倾角99°,周期102�86分钟,每天卫星绕地球为14圈。卫星携带多光谱可见光红外扫描辐射仪,它有五个通道,用于获取昼夜可见光、红外云图,冰雪覆盖、植被、海洋水色、海面温度等。卫星资料发送方式有:甚高分辨率传输 (HRPT),低分辨率图象传送(APT)和延迟图象传输(DPT)。首颗 FY-1A卫星入轨后获取了大量高质量云图资料。由于姿态失控,卫星工作了39天;FY- 1B卫星的姿态控制系统比FY—1A有明显改善,但系统的可靠性有待进一步改进。
卫星探测的分辨率
是指卫星仪器能区分两个物体的最小距离。表示卫星探测分辨率通常有三个参数: ①空间分辨率:这是指卫星在某一瞬时观测到地球的最小面积,这最小面积又称象元(或象素)。从卫星到这最小面积间构成的空间立体角称瞬时视场。卫星的空间分辨率与卫星的高度有关,卫星高度越高,分辨率越低,而且与卫星视角有关,视角越倾斜,观测面积越大,分辨率就差。
卫星探测的视场和分辨率
(1) 灰度分辨率:在卫星云图上,如果两个邻接瞬时视场内目标物的反照率或温度相等,则其色调一样,无法区别它们。但是当这两个瞬时视场目标物的反照率或温度有差异,并达到一定数值时,这两个视场就可以被分辨,这个能分辨的最小温度差或反照率差异称做灰度分辨率。
(2) 时间分辨率:指卫星对某一观测区域进行一次观测的时间间隔。静止气象卫星对固定区域每隔半小时进行一次观测,具有很高的时间分辨率。
可见光云图
可见光云图
可见光是波长从0.35~0.80μm很狭窄的波段。卫星在可见光谱段测量来自地面云面反射的太阳辐射,将卫星接收的这种辐射转换为图象称为可见光云图。卫星在可见光谱段选用的波长间隔有:0.52~0.75μm和0.58~0.68μm。卫星在可见光波段接收辐射与物体的反照率和太阳的天顶角有关,若太阳天顶角越小,物体的反照率越大,则卫星接收到的辐射越大,反之则越小。在可见光云图上,辐射越大,色调越白;辐射越小,色调越暗。通常云层越厚,反照率越大,色调也越白,而水面,象湖泊、海洋的反照率很小,表现为黑色,陆地反照率比海洋略大,表现为灰色,而潮湿或森林覆盖的地区表现为灰暗的色调。在电视显示的卫星云图上,地表和海洋常用绿色和蓝色表示。
红外云图
红外云图
卫星在10.5~12.5微米测量地表和云面发射的红外辐射,将这种辐射以图象表示就是红外云图。在红外云图上物体的色调决定其自身的温度,物体温度越高,发射的辐射越大,色调越暗,红外云图是一张温度分布图。由于大气有吸收及物体发射率不完全为1,卫星接收到的红外辐射要比实际表面温度发射的黑体辐射要小,故严格地说,红外云图是一张亮度温度分布图。地面的温度一般较高,呈现较暗的色调;由于大气的温度随高度是递减的,故云顶高而厚的云,其温度低呈白的色调。低云的云顶温度较高,与地面相近,故在红外云图上不容易识别。由于各类云的云顶温度的差异较大,在红外云图上可以识别各种高度的云。此外,地表的温度随季节、纬度、海陆分布及其本身的热惯量而不同,所以在红外云图上的色调亦不同。在电视显示的红外云图上,地表以绿色表示,以与云相区分开。
水汽图
水汽图
卫星选用6-7μm水汽吸收谱段接收大气中水汽发射的辐射,并以图象表示便得到水汽图。在这一波段,水汽一面接收来自下面的辐射,又以自身较低的温度发射红外辐射。卫星接收到的辐射决定于水汽含量,大气中水汽含量越多,发射的辐射越小;水汽含量越少,大气低层的辐射越可以透过水汽到达卫星,则卫星接收的辐射越大。在水汽图上,色调越白,辐射越小,水汽越多;否则越少。对于6-7μm水汽带,卫星测得的辐射来自对流层中上层,故水汽图反映大气上层水汽的空间分布。
增强红外云图
这是对灰度或辐射值进行变换处理,将人眼不能发现的细节结构清楚地显示出来,如积雨云在云图上表现为一片白色,通过增强处理后可将云顶结构显示出来,能准确地确定积雨云的强度,强对流中心位置。红外云图的增强处理是将图象上的灰度值,按需要进行合并或分解为若干灰度间隔(等级),每一间隔赋予一个灰度值。
被动微波遥感
微波辐射通常指1毫米到30厘米波长范围的辐射。自然界里许多物体都能发射和吸收微波辐射。气象卫星携带的微波探测器测量地表或大气发射的微波辐射,由此推测物体的各种特性的技术称被动微波遥感。在大气中,水汽在波长λ=13.5毫米(22.235千兆赫)、1.6毫米(183.34千兆赫);氧在波长λ=5毫米(50~70千兆赫)、2.3 毫米(118.7千兆赫)处有强烈吸收和发射微波辐射。
微波辐射具有穿透云雾、降水的 能力,可以测定云下物体发射的辐射,具有全天候、全天时的工作能力。由微波辐射计 接收大气中水汽、氧等气体发射的微波辐射,并经反演处理能得到大气中温度、湿度、 降水等气象要素。
卫星云图识别云的判据
在卫星云图上识别云的判据有六个:
可见光云图上各类云特征
(1) 结构型式:是指不同明暗程度物象点的分布式样,如高层高积云常表现为带状、涡旋状等,开口细胞状云系是由积云浓积云组成等。
(2) 范围大小:是指云系的分布尺度,由云系尺度可以推断形成云的物理过程,尺度小的云系常与中小尺度天气系统相关;尺度大的则与大尺度的天气系统联系。
(3) 边界形状:不同类型的云,边界不尽相同,如积云浓积云边界不整齐,层云(雾)边界较整齐。
(4) 色调:是指物象的亮度。可见光云图上云的色调与云厚和云的成分有关,红外云图上则与云顶温度相关。
(5) 暗影:是指在一定太阳高度角下,高的云在低的目标物上的投影。
(6) 纹理:用来表示云顶表面粗糙程度,如层云(雾)云顶表面均匀、光滑;而积云浓积云表面多起伏、不均匀。
卫星云图上各类云的特征
A、卷状云:在可见光云图上,卷云的反照率低,呈灰一深灰色;若可见光云图卷云呈白色,则其云层很厚,或与其它云相重迭;在红外云图上,卷云顶温度很低,呈白色。无论可见光还是红外云图,卷云有纤维结构。
云系分类图
B、中云(高层云和高积云):在卫星云图上,中云与天气系统相连,表现为大范围的带状、涡旋状、逗点状。在可见光云图上,中云呈灰白色到白色,色调的差异判定云的厚度;在红外云图上,中云呈中等程度灰色。
C、积雨云:无论可见光还是红外云图,积雨云的色调最白;当高空风小时,积雨云呈圆形,高空风大时,顶部常有卷云砧,表现为椭圆形。
D、积云、浓积云:在可见光云图上积云浓积云的色调很白,但由于积云浓积云高度不一,在红外云图上的色调可以从灰白到白色不等,纹理不均匀,边界不整齐。其型式表现为积云线和开口细胞状云。
E、层云(雾):在可见光云图上,层云(雾)表现为光滑均匀的云区;色调白到灰白,若层云厚度超过300米,其色调很白;层云(雾)边界整齐清楚,与山脉、河流、海岸线走向相一致。在红外云图上,层云色调较暗,与地面色调相
带状云系
指长宽之比至少为4:1的连续云系,它由多层云系组成。宽度大于1纬距的称云带,小于1纬距的为云线。
带状云系
涡旋云系
指一条或几条云带按螺旋状旋向一个共同的中心,这种云系与大气中的活动中心相联系。台风、热带低压、高空冷涡都表现为涡旋云系。
涡旋云系
细胞状云系
细胞状云系
冷空气到达暖而湿的表面,受下垫面的加热产生对流,形成细胞状结构的对流云系,细胞的直径仅几十公里,它分为开口和闭合两种,开口细胞状云系中间无云,四周有云,出现于低压周围的气旋性环流内。闭合细胞状云系中间有云四周无云,呈球状,出现在高压东南象限内。
冷锋云系
冷锋云系
冷锋云系表现为长达千余公里,气旋性弯曲的云带,它常与涡旋云系连结。其分为活跃和不活跃两类:活跃冷锋位于500hPa槽前,走向与对流层中层气流一致,云系连续稠密,由多层云组成;不活跃锋位于500hPa槽后,云带与高空气流垂直,云系断裂不完整,以中低云系为主。冷锋云系的长度和宽度相差很大,这决定大气运动尺度、锋面坡度和水汽条件。
暖锋云系
暖锋在卫星云图上表现为向北凸起的盾状云区,长宽之比很小,云系以多层云为主。
暖锋云系
温带气旋云系
分成四个阶段:
(1) 波动阶段:锋面云带变宽,向冷区凸起,色调变白,中高云加多。
(2) 发展阶段:锋面云带隆起部分更明显,中高云后界开始向云内凹。
(3) 锢囚阶段:云系后部有明显干舌,螺旋结构明显。云带伸至涡旋中心。
(4) 成熟阶段:干舌伸到气旋中心,螺旋云带围绕中心旋转一周以上,高低空环流中心与云系涡旋中心重合。
下图为温带气旋在发展、锢囚、成熟、消散阶段的云系。
发展 锢囚
成熟 消散
急流云系
我国东南沿海的急流云系
表现为左界光滑整齐,与急流轴平行的卷云区。急流呈反气旋弯曲时,云系稠密,急流呈气旋性弯曲处云系稀少或无云。急流云系可以分为宽阔盾状卷云区,卷云线和横向波动云系三种。
草原和森林火灾的监测
草原或森林发生火灾的地区,温度远高于周围地区。采用3.7μm波段,对高温区特别敏感,利用3.7μm可以监测林区和草原发生的火灾。
红色部分表示内蒙古地区林区及草原火灾图象
台风云系
在卫星云图上,台风由台风眼、中心稠密云区和螺旋云带组成。台风眼分成大眼、小眼、圆眼和不规则形状眼,它可以位于台风云区中心,也可位于台风云区边缘。中心稠密云区边界越光滑,云型越圆,尺度越大,越稠密,台风强度越大。台风云带越宽,环绕台风中心的圈数越多,强度越大。与台风相联的另一种云带称对流带。
台风云系图 台风云系彩色分层显示图
卫星监测海面温度
气象卫星可以在红外大气窗区测量洋面、海面发射的辐射,按普朗克公式由这种辐射可以监测洋面和海面温度。由于大气的吸收和视线的倾斜等原因,现有多种方法监测海面温度:
①单通道海面温度求取,建立全球海面温度计算业务,这一技术在1980年前的业务中使用;
②1981年以后,多通道海面温度估算技术投入业务,这一技术较之以前有很大改进,包括消除云和水汽订正,使计算结果精度有很大提高。
上图显示了中国沿海地区海温分布,深蓝色是温度较高的区域,浅蓝色是温度较低的区域
海面悬浮物质的监测
在海洋中,泥沙含量不同,其反射率也不同,气象卫星可见光通道0.58~0.68μ m对水体含沙量的变化很敏感,很适于遥感泥沙含量。左图为渤海湾水域含沙量分布图,浅色区为高浓度悬沙区,暗色区为低浓度含沙区;右图为长江口区水域含沙浓度分布图,浅蓝色区是高浓度含沙区。
海冰的卫星监测
海冰改变海面的反照率,是影响海气交换的重要因子,海冰对人类在海上活动有严重影响,固定冰盖可阻碍海上航行。由于海冰与水面的反照率有明显差异,卫星可以监测它。下图为不同时期渤海湾海冰,蓝绿色是辽东湾和黄河入海口区的海冰状况。
热带云团
热带云团
热带云团是在卫星云图上发现的新天气系统,许多热带系统都与它有关,它占热带地区面积的20%。云团是由许多积雨云单体组成,其顶部的卷云粘连成一片,表现为密实的白色云区,其尺度相差很大,小的不到一个纬距,大的可达7个纬距以上。云团的垂直方向分为流入层、垂直运动和流出层。云团内以上升运动为主,400hPa以下为辐合上升运动,400hPa以上则为辐散为主。低空为正涡度,高空为负涡度。
植被的监测
利用绿色植被在可见光和近红外波段中反射率的差异,叶绿素在近红外波段的反射率显著加大,并决定叶绿素含量,可监测植被生长状况。通常用NDVI=(Ch2-CH1)/ (Ch2+Ch1) 来表示。
参考资料:(包括有典型图片)
http://mkd.lyge.cn/zhanzheng/a133/11/003.htm
其他可供参考:
http://www.chinake.com/article/316/327/2007/2007022258622.html
http://www.wiki.cn/w/index.php?title=%E5%8D%AB%E6%98%9F%E4%BA%91%E5%9B%BE
http://ke..com/view/38740.htm
❸ 在气象观测站,人们使用哪些仪器来测算降水量测量的步骤是什么
在气象观测站,人们使用(雨量器)仪器来测算降水量。 步骤,把雨量筒放在有雨的地方,雨停了,读出深度就可以了。
❹ 气象仪器的气温观测仪器
气温系以温度计量测之,指在距地面1.25 - 2.00公尺间流动,而不受太阳直达辐射影响之空气温度而言。 有关气温观测仪器之史料如下:
1592年:荷兰人C. Drebbel von Alkmar与意大利人Galileo Galilei同时发明空气温度计。
1620年:荷兰人C. Drebbel von Alkmar 发明酒精温度计。
1643年:德国人Kircher 发明水银温度计。
1665年:荷兰人Huygens 作温度计温标,订水之冰点及沸点。
1714年:德国人G.D. Fahrenheit 制作水银温度计,订华氏温标。
1730年:法国人Reaumur 制订列氏温标。
1742年:瑞典人Anders Celsius 制订摄氏温标。
1794年:英国人Daniel Rutherford 发明最高最低温度计。
1887年:德国人R. Assmann 发明通风乾湿计。
第二次世界大战以后,气象仪器发展神速,法国巴黎Richard公司依照 Bourdon氏发明之巴塘管原理而制作自记温度计,近年因仪器自动化而使用白金电阻温度计,在特殊用途上,尚有光学温度计之发明。 气温观测仪器之简介如下:
(1)双管温度计(Sheathed Thermometer)
使用时间:自设站迄今
用途:测量气温
构造及原理:
原理与单管温度计相同,构造则略有差异,即利用毛细管连接于圆形感应部,毛细管再固定于刻度板上。感应部连接外套管,外套管内填入乾燥空气,使不致因冷热而使水汽凝结于管壁,影响读数,外套管上端再与以封闭。双管温度计之好处在于刻度板因不与外界潮湿空气接触,所以刻度不致模糊,而内部之乾燥空气亦可隔绝辐射热之影响。
(2)黑(白)球温度计(Globe Thermometer)
使用时间:
用途:自设站至民国四十年代
构造及原理:
用玻璃制温度计,将感温球部涂成黑 (白)色封入玻璃制之套管内,玻璃套管球部作成球形,直径约 5.8 公分,刻度部分作成圆筒形,内径较温度计约大一倍,温度计插入后,用铜片在靠近球部及顶端各作一处支撑,然后除外管内侧抽成真空后封闭,测量辐射时与白球温度计同时使用,利用二者之差求得辐射量。
(3)海水温度计(Marine Thermometer)
使用时间:自设站至民国三十年代
用途:测量海水温度用
构造及原理:
温度计以水银作为感温液,最小刻度为0.2 ℃,测定范围 -15℃ ~ +45℃。温度计刻度部分以不锈钢套固定,感应部则插入以皮革制成之蓄水桶内,不锈钢套上端有一钩环,可以系上铁链或绳索。使用时,将铁链及温度计放入所需测量深度之海水中,俟皮革内之海水与其环境之海水温度均匀时,拉起温度表,即可读出该层海水之温度。

❺ 地面气象观测仪器的能见度测量仪
20世纪60年代前,气象台站常用目测方法,即由人眼观测目标物能从背景中分辨出来的最远距离,测定大气能见度。70年代以来常采
用能见度仪进行测量,主要仪器有两种类型: 认为大气消光主要是由气体分子、微滴和微粒等的散射作用造成的,因此可以通过测量相对于光发射器光轴的不同方向上的散射光强来计算能见度。根据光发射器光轴同接收器光轴的角度关系,又可分做后向散射仪、前向散射仪和总散射仪几种。

❻ 气象站里观测天气的仪器有哪些
一般地面气象站的观测手段采用两种:一是目测,靠人的眼睛来观测某些气象要素,如天空的云状、云量、能见度及天气现象等。另一种是器测,用仪器对大气中的温度、湿度、气压、风力等进行测量。在不适合人类活动的高山、海岛、荒原等,还安有自动气象站。 地面气象站所观测的内容和方法,都是参照联合国世界气象组织和中国气象局制订的观测规范进行的,每日4次,在世界时00、06、12、18时进行观测。有的气象站每天进行8次观测,还有的甚至1小时一次。要求仪器的性能、规格、计量单位都要符合国际标准,以保证资料的准确性、代表性和可比较性。 气温、湿度、气压和风是气象站的主要观测项目。这些气象要素是代表大气特征的基本物理量,它们反映了大气的热力状况和动力状况。气温是观测空气冷暖程度的物理量,是用安放在白色百叶箱的水银或酒精玻璃温度表测量,计量单位是摄氏度。 湿度是表示空气潮湿程度的物理量。一般是百叶箱中的干湿温度表或毛发湿度计来测量,常换算为相对湿度,水汽压或露点温度来表示。 气压是表示大气压力的物理量。用水银气压表来测定,计量单位用百帕来表示。 风是反映空气运动状况的物理量。它是用安装在10米高风向杆上的电接风向、风速仪测量。风的单位是米/秒。风向用8个或16个方位来表示。 除了以上的观测项目外,地面气象站还要进行雨量、蒸发、日照、地温、积雪、冻土等项目的观测。有的气象站还要开展太阳辐射的观测。
❼ 地面气象观测仪器的温度测量仪器
常用的有玻璃温度表、双金属片温度计、金属电阻温度表和热敏电阻温度表等。
玻璃温度表
利用测温液体在玻璃毛细管中热胀冷缩的特性制成,常用的液体有水银和酒精两种。通常使用的有:干湿球温度表、 最高温度表、 最低温度表和1887年德国R.阿斯曼创制的阿斯曼干湿表。最高温度表的结构与体温表类似,在接近球部处设有一玻璃针,使毛细管变狭。当温度上升时,球部水银膨胀,挤过狭管而上升;温度下降时、狭管处的摩擦力阻止水银柱下降,因此可测得最高温度。最低温度表,一般用酒精作测温液,在毛细管内设一游标,温度下降时液面的表面张力带动游标下降,而温度上升时,管壁的摩擦力使游标停而不动,因而可测得最低温度。
双金属片温度计
是自动连续记录气温变化的仪器。感应元件由膨胀系数相差较大而弹性模量相近的两块金属片(常用的有殷钢和无磁钢)焊接而成。这种双金属片随温度的变形率接近线性,所以可用来测温。自记系统由同感应元件相联的自记笔和旋转的自记钟构成。
金属电阻温度表
利用金属电阻随温度变化的原则制成的温度表。常用的金属丝有铂、镍和铜三种,阻值在几十欧到一百欧之间。其中铂电阻丝的稳定性最好,可用它制作标准温度表。电阻温度表可以用于遥测。
热敏电阻温度表
其感应元件由几种金属氧化物混合焙烧而成。可为棒状、球状或片状。其阻值可达几十千欧,电阻的温度系数大,仪器的灵敏度
高于金属电阻温度表,被广泛应用于遥测。热敏电阻的外表必须绝缘,防止在高湿时漏电。
温差电偶温度表
利用温差电现象制成。温差电现象是指在两种不同导体所组成的封闭回路中,若导线连接处的温度不同就会产生电流的一种现象。温差电偶温度表由于构造简单,分度便利,常用于梯度观测及空气、土壤和水温的测定。目前在日射仪器及小气候观测中也被广泛应用。
石英晶体温度表
选择石英晶体某种切片平面的方向,使石英晶体薄片具有振荡频率和温度成线性关系的特性,用这种切型的石英晶体作为测温元件制成的温度表。它的优点是:可以直接数字输出,有较高的分辨率(可达10-3℃)。测量大气温度时,感应元件需遮蔽,以防止各种形式辐射的影响,如百叶箱和阿斯曼干湿表外管等。同时,防辐射设备必须保持良好的通风,尽量减小对自然状况的干扰。
气压测量仪器
常用的有水银气压表和空盒气压表两种。
水银气压表 将一支一端封闭的玻璃管抽成真空,注满水银,再将开口一端插入水银槽中,以水银槽平面到管内水银柱顶的高度来测量大气压力。水银柱高度必须以温度为0℃、重力加速度为9.80665米/秒2的情况下所具有的高度为标准。当测量气压时,温度和重力加速度与上述情况不符,则必须对由此引起的偏差加以订正。1810年,法国J.福丁发明福丁式水银气压表,气压表的玻璃管外配有测量水银柱高度的铜管标尺。水银气压表测量精度较高,性能稳定,常作为标准气压表。
空盒气压表
由扁平的金属膜片空盒组构成,盒内的气压较低。利用弹性应力与大气压力相平衡的原理,以它形变的位移测定气压。其优点是便于携带和安装。但由于金属膜片的弹性系数随温度变化,须采取温度补偿措施;空盒形变存在弹性滞后,在一定的气压范围内,升压和降压的形变曲线不重合。上述两个因素使空盒气压表的测量精度低于水银气压表。空盒气压计应用空盒气压表的原理制成,它是一种能自动记录的气压表。
微压计
是一种较敏感的气压计,它能觉察出比0.05百帕还小得多的气压变化。自记钟的走纸速度约1~2小时转一周。微压计的空盒开口,盒内空气始终与外界大气相通。整个空盒组装在一个可密封的金属圆筒内,观测的起始时刻,打开金属圆筒的截门,使空盒内外的气压相等,气压计指零(或满刻度),然后关上截门,此后,仪器的指示值表示为各时刻的气压同初始值之差。它是一种研究短时间气压细微变化的仪器。

❽ 气象观测仪器有哪些
提前观测也还是非常多的,因为这个期间观察的话只需要用到很多的天气气象设备进行观测,所以说是两个地方都有相关的设备进行观测,所以说才可以达到一个正确的测量。
❾ 有哪些观测气象的仪器
地面气象观测仪器(最常见)
其它的还有
太阳辐射仪器 温湿度检测仪器 风向风速仪器
探空气球携带的探空仪器 百叶箱