用于测量天气的工具指南

用于测量天气的工具指南

2021-05-28 作者: xuzhiping 浏览: 3078 次

摘要: 气象仪器是大气科学家用来对给定时间的大气状态或其活动进行取样的装置。与化学家、生物学家和物理学家不同,气象学家不在实验室里使用这些仪器,而是在野外使用,作为一套传感器放置在室外,并提供天气状况的完整图像。以下是介绍气象站中发现的基本气象仪器以及每种仪器的测量方...

气象仪器是大气科学家用来对给定时间的大气状态或其活动进行取样的装置。与化学家、生物学家和物理学家不同,气象学家不在实验室里使用这些仪器,而是在野外使用,作为一套传感器放置在室外,并提供天气状况的完整图像。以下是介绍气象站中发现的基本气象仪器以及每种仪器的测量方法的初学者清单。

风速计

风速计是用来测量风的装置。虽然这一基本概念是由意大利艺术家利昂•巴蒂斯塔•阿尔贝蒂(Leon Battista Alberti) 在1450年左右提出的,但杯形风速计直到20世纪才得以完善。如今,最常用的有两种风速计:

三杯风速仪根据杯轮转速的周期性变化,根据杯轮旋转的速度和风向确定风速。叶片风速仪的一端装有螺旋桨以测量风速,另一端装有尾桨以确定风向。

气压计

气压计是用来测量气压的气象仪器。在水银气压计和无液气压计这两种主要气压计中,无液气压计的应用更为广泛。大多数官方气象站都使用电子转发器的数字气压计。1643年,意大利物理学家Evangelista Torricelli发明了气压计。

温度计

温度计是最广为人知的气象仪器之一,是用于测量环境空气温度的工具。国际温度单位为摄氏度,但在美国,以华氏度为单位记录温度。

湿度计

最早由瑞士“文艺复兴人”约翰•海因里希•兰伯特 (Johann Heinrich Lambert)于1755年发明的湿度计是一种测量空气湿度或含水量的工具。

湿度计有各种类型:

毛发张力湿度计将人类或动物毛发长度的变化 (对吸水有亲和力)与湿度的变化联系起来。

手摇干湿度计使用一组两个温度计 (一个干燥,一个用水湿润)在空气中旋转。

当然,正如当今使用的大多数现代气象仪器一样,数字湿度计是首选。其电子传感器与空气中的水分含量成比例地变化。

雨量计

如果在学校、家里或办公室有雨量计,那么可知它测量的是什么: 液体降水。尽管存在许多雨量计模型,但使用最广泛的包括标准雨量计和翻斗式雨量计 (所谓的雨量计是因为它位于跷跷板状的容器上,每当有一定量的降水落入其中时,就会倾翻并排空)。

虽然最早的已知降雨记录可以追溯到古希腊和公元前500年,但第一个标准化的雨量计直到1441年才被朝鲜的朝鲜王朝开发和使用。不管怎样,雨量计仍然是现存最古老的气象仪器之一。

气象气球

气象气球或探空仪是一种移动气象站,它携带仪器进入高空,能够记录对天气变量(如气压、温度、湿度和风)的观测,然后在其亚轨道期间将其发送回去,并由6英尺宽的充氦或充氢乳胶气球、包裹仪器的有效载荷包(无线电探空仪)和降落伞组成,降落伞将无线电探空仪浮回地面,以便找到、固定和重复使用。气象气球每天在全球500多个地点发射两次,通常在零时和十二时。

气象卫星

气象卫星用于查看和收集有关地球天气和气候的数据。气象卫星会看到云、野火、积雪和海洋温度。就像屋顶或山顶的景色提供了更广阔的视野,气象卫星的位置几百到几千英里以上的地球表面允许观测天气跨越大面积。这种扩展的视图还可以帮助气象学家在被地面观测仪器 (如天气雷达)探测到之前,数小时到几天来对天气系统和模式进行探测。

气象雷达

气象雷达是必不可少的气象仪器,用于定位降水,计算其运动并估算其类型(雨,雪或冰雹)和强度(轻或重)。

雷达最早是在第二次世界大战期间作为一种防御机制使用的,当军事人员碰巧在雷达显示器上注意到来自降水的“噪音”时,雷达被确定为一种潜在的科学工具。如今,雷达是预报与雷暴、飓风和冬季风暴有关的降水量的重要工具。

2013年,国家气象局开始使用双极化技术升级其多普勒雷达。这些“双极化”雷达发送和接收水平和垂直脉冲(常规雷达仅发送水平脉冲),这使预报员可以清楚地看到哪里正在下雨,冰雹,烟雾或飞行物体的二维图像。

眼睛

有一个非常重要的气象观测仪器我们还没有提到: 人类的感官!

气象仪器也是必要的,但永远无法取代人类的专业知识和解释。无论使用什么气象应用程序,室内室外气象站记录或使用高端设备,都不要忘记将其与您在门窗外的“现实生活”中观察和体验到的内容进行核对。

原位与遥感

上述每个气象仪器都使用原位或遥感测量方法。原地测量被翻译为“就地测量”,是指在感兴趣的地点 (当地的机场或后院)进行的测量。相比之下,远程传感器从远处收集有关大气层的数据。

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