大气探测学chpt5温度的观测.pptxVIP

第五章 温度的观测; 5.1概述;一.温标 为了定量地表示温度,必须选定一个衡量温度的标尺——温标。温标给出了一系列的参考点，如： 1.在标准大气压力（1013.25hpa）条件下，有：纯水的冰点温度： 0.00℃； 冰、水、汽三相点温度：0.01℃； 纯水和水汽的平衡沸点温度：100℃； 水银的凝固点温度：-38.862℃； 固体 升华点温度：-78.476℃； 液态氧的沸点温度：-182.962℃； ;2. 水的沸点与大气压的关系 （5.1) 式中P0为海平面气压或标准大气压力（1013.25hpa); P为本站气压。 固体CO2的升华点温度与大气压力的关系为： （5.2) 无水乙醇的沸点温度与大气压力的关系为： （5.3） 其中 A=8.04494,B=1554.3,C=222.65 ; 3.常用温标有三种： 开尔文温标（绝对温标）(K):Kelvin Temperature Scale 摄氏温标 (℃):Celsius Temperature Scale 华氏温标(F):Fahrenheit Temperature Scale 它们之间的换算关系为： K——C换算： C——F换算： K——F换算：;温度尺度;二.测温方法与测温仪器类型 1、温度测量仪器量程的确定 测温仪器量程的确定是根据区域气温的年最低、最高值确定的。如：-20℃——+60℃ 2、测温仪器的类型 A.接触式——测温仪器直接放入大气介质中。 （1）玻璃温度表（利用液体膨胀特性；不便转换成电信号） （2）双金属片温度计（利用固体线膨胀系数之差；自记仪器） （3）金属电阻温度计（热电效应；性能稳定近似线性灵敏度低) （4）热敏电阻温度计（半导体电阻随温度特性；灵敏度高，阻 值大，体积小，非线性，互换性差） （5）热电偶温度计（热电效应；可测高温，灵敏度低，冷端电 偶需温度固定）;B.非接触式——以遥感方式测量大气温度。 （1）超声温度计 （利用声速随大气温度变化特性；观测速 度快，观测记录复杂） （2）红外线辐射计、微波辐射计（利用物质的辐射效应与温 度的特性；可远距离遥测，冠层及大气边界层温度观测） （3）声学测温雷达（利用声波在大气中的传播与温度的特性； 可远距离遥测，大气边界层观测） 本章重点讲述如何在大气环境中精确地测量大气温度，主要包括： 1、测温元件的特性、测温原理，测量误差等； 2、气温的动态测量特性； 3、气温测量的太阳辐射防护。;5.2测温元件; 式中 为液体的热膨胀系数; 为玻璃球的热膨胀系数;S为毛细管的截面积。将上式改写成 等式左边称作温度表的灵敏度。表示温度改变1℃引起的液体高度变化，灵敏度高的仪器，刻度精密。 V0、 越大，S越小温度表灵敏度越高。;液体玻璃温度表基本原理 ;;（1）水银玻璃温度表 优点：比热小；导热系数大；沸点高；饱和蒸汽 压较小；性能稳定，对玻璃无湿润作用；纯水银 易得。 缺点：凝固点高（-38.862℃) ；膨胀系数小。 当大气温度低于多少度时就不能使用水银玻璃温度表测量大气温度？ （2）有机液体（酒精、甲苯）温度表 优点：凝固点低；热胀系数大 缺点: 易湿润玻璃;比热大不易平衡;导热系数小 易造成球内温度分布不均;饱和蒸气压高，易发 生毛细管凝结和断柱现象。;3、最高最低温度表 最高温度表（水银） 最高温度表的结构特点：毛细管较细，液体为水银。在玻璃球部焊有一根玻璃针，其顶端伸至毛细管的末端，使球部与毛细管之间的通道形成一个极小的狭缝。另外，也可利用毛细管收缩原理（收缩段），如图 ;最高温度表的测量原理： 升温时，球部水银膨胀，水银热膨胀系数大于玻璃热膨胀系数，水银被挤进毛细管内；但在降温时，毛细管内的水银不能通过狭缝退回到球部，水银柱在此中断。因此，水银柱顶可指示出