《氣象學與氣候學》
廣西師範學院
資源與環境科學學院
一、實習目的
通過在學院的氣象園進行一天的實地實習，了解國家氣象園一般要進行的幾項必要測量專案的資料**，儀器的讀法，以及使用方法，以及注意事項。進一步了解雲層及其類別的特徵，掌握雲狀判別、雲量、雲高，以及主要天氣現象的觀測和記錄。通過參觀南寧氣象台，以及南寧高空探測站，影響氣象氣候的要素，進一步了解氣象氣候的形成原理，以及氣象氣候對生產、生活的影響。
掌握氣象氣候的研究方法及其資料採集的方式；了解典型的氣象氣候的形成過程，降雨降水產生的物理化學，地形等條件。了解天氣預的製作過程以及預報方式等。通過實習，培養實際操作能力和分析能力記憶解決問題的能力。
二、實習時間及地點
12月14日8：00~17：00以小組的形式在院氣象園觀測場進行地面氣象要素觀測。
12月15日到南寧市氣象台、南寧市地面氣象觀測站、雷達探測站參觀實習。
12月16日下午到南寧高空探測站實習。
三、實習準備工作
1、12月10日在學院地一大召開思想動員大會。
2、業務準備，複習《氣象學與氣候學的實習》的有關章節
3物質準備：院內觀測，帶《地面氣象觀測記錄簿》、鉛筆、《濕度表》、《氣象常用表》；野外實習，雨傘、筆記本、錄音裝置、食物以及飲用水。
四、實習人員：
指導老師：秦成、李琴
實習學生：08級地理科學1、2班76名同學
五、 實習內容：
1、根據院內地面氣象要素觀測資料（溫、壓、濕度、風、地溫）結合溫度、濕度氣壓自記曲線變化情況及當時天氣狀況或天氣系統，運用氣象學，氣候學原理，分析他們的日變化規律和特點。
2、參觀見習南寧市氣象台天氣預報流程、地面氣象要素觀測（人工觀測、自動觀測）、高空探測、雷達探測的收穫和體會。
3、參觀南寧市高空探測站，了解高空探測原理，以及各種資料的採集過程，用途，資料的利用方法。
六、具體實習內容報告：
（一）、學院氣象園觀測
在學院的氣象園進行為期一天的觀測，主要觀測內容為氣溫，氣壓，濕度，地溫，其中的文觀測有地表0厘公尺溫度，地下5厘公尺溫度，10厘公尺溫度，15厘公尺溫度以及20厘公尺溫度。再乙個要觀測的專案就是雲的觀測。
12月14的天氣比較陰，風速都較小，約為1m／s，風向為東南風。早上8：15點時觀測的天空幾乎被避光高積雲和層積雲所覆蓋。
雲量為10-／10-，高度為1600左右，空氣濕度比較大為76%，氣溫為16.2℃氣壓為1013hpa。到中午12：
15使觀測，由於氣溫公升高，水汽不斷上公升，天氣轉好，天空主要是以蔽光層積雲為主，還有部分的透光高積雲，高度約為2000公尺，氣溫為18.8℃，濕度為74%。隨著水汽不斷的上公升，天空逐漸以淡積雲、透光高積雲為主，以及部分的碎積雲，高度約為900—2000公尺左右氣溫為23℃，濕度為71%。
以下便是觀測2023年12月14日天氣資料統計出來製作成的線性圖
據圖可知，無論是溫度，濕度還是氣壓，都有其日變化規律：
1、氣溫的日變化：由於觀測的季節是冬季，所以氣溫的日變化不是很明顯，從8點的16℃到下午的18.8℃再到傍晚的23℃呈一直上公升的形態。
最高溫出現在15時左右，最低溫出現在8時，氣溫日較差約為5度，中午15點左右一般是溫度最高的時期，氣溫變化不是很大。通常在白天，氣溫從比較低漸漸上公升到中午15點左右最高點,其中間一般會有一段時間的回降，過了15點左右的高峰期，氣溫又會一直下降。氣溫日變化手太陽扶著影響較大，可知，氣溫日變化主要受太陽輻射的影響。
2、氣壓的日變化：由資料線性圖知道，當天的氣壓在10時最大，在15時左右最小。乙個次高值是1時左右，乙個次低值是17時左右。
由長期規律得知，一般是清晨氣壓上公升，9—10時出現最高值，，以後氣壓下降，到15-16時出現最低值，以後又逐漸公升高，到21-22時出現次高值，以後再下降，到次日3-4時出現次低值。最高、最低值出現時間和變化幅度隨緯度而有差別，最大可以達到3-5hpa，隨緯度公升高，氣壓日較差逐漸減小，到緯度50度左右，日較差已經減至不到1hpa。氣壓日變化的原因比較複雜，一般認為和氣溫日變化和大氣潮汐密切相關。
3、濕度的日變化：它的日變化有兩種型別。一種是雙峰型：
主要在大陸上湍流混合較強的夏季出現。水汽壓在一日之內有兩個最高值和兩個最低值。最低值出現在清晨溫度最低時和午後湍流擴散對水汽的減少作用所致。
另一種是單波型，以海洋上、沿海地區、和陸地上湍流不強的冬季為多見。水汽壓與溫度日變化一致，最高值出現在午後溫度最高、蒸發最強的時刻，最低值出現在溫度最低、蒸發最弱的清晨。我們當天觀測的時候得到的資料是單波型日變化模式。
濕度日變化的原因是，相對濕度的日變化則與水汽壓相反，相對濕度的相對濕度的日變化主要取決與氣。氣溫公升高時，雖然蒸發加快，水汽壓增大，但是飽和水汽壓增大得更多，反使相對濕度減小。溫度降低時則相反，相對濕度增大。
因此，相對濕度的日變化與溫度日變化相反，其最高值基本上出現在清晨溫度最低時，最低值出現在午後溫度最高時。
4、地溫規律及其變化：早上地下溫度隨深度的增加而逐步公升高，地表溫度相對也比較高；中午時地深20厘公尺之內的溫差不大；到了傍晚越近地表，地溫越高，因為地表受到太陽的輻射，吸收了太陽的能量，溫度上公升。除此之外，地面最高溫度一般出現在15點左右。
地溫之所以會因發生變化，主要是太陽輻射，以及地熱的作用。
（二）、氣象台站的實習
到氣象站首先到站氣象園學習
氣象園的規格是20ⅹ16的規格，建立在北緯22°48′、東經108°24′之上，海拔194.6公尺的位置，採用的是黃海高程系。
ⅰ觀測專案和時間觀測專案主要有：氣溫、濕度、地溫、風向風速、降水、日照、氣壓、能見度等。觀測時間以北京時間為標準，24小時為一天。
每天以20時為日界。這樣規定是為了便於統計晚間出現的天氣現象。各學校氣象觀測的專案，可根據學校儀器裝置等情況而定。
ⅱ氣象園儀器安排的基本要求
1．儀器東西排列成行，南北互相交錯，高的儀器放在北面，低的儀器放在南面。
2．儀器應安置在東、西向小路的南面，常用儀器宜安置在場內中間小路附近。
3．觀測場門應朝北開。場內儀器為保持良好效能，取得正確資料，需要定期進行清潔、檢修等維護工作。
4．每個儀器東西相距4公尺，南北相距3公尺
ⅲ氣象儀器的具體安置要求
1．由於從地面到離地1.5公尺高範圍內溫度梯度是很大的，因此，百葉箱內溫度表安置的高度規定為1.5公尺。
2．雨量器要安置在適當的高度上，規定為70厘公尺。安置太低，降到地面的雨滴容易濺入器內，積雪容易飛入；安置過高，觀測不便，湍流混合形成渦旋，影響雨雪降落。
3．貼近地面層的風，由於受地面湍流混合作用的影響，對自由大氣來說，幾乎沒有什麼代表性，因此，測風儀器要安置在距地面10公尺以上處。
4．安置日射、日照儀器的地方基本要求就是開闊，使這些儀器終年在日出到日沒之間都能受到太陽照射。
南寧氣象台氣象園還有瀝青地面的地溫、水泥地面低溫的觀測兩個額外增加的溫度觀測。地溫的觀測還有80公尺，160公尺，320公尺深層低溫觀測。在氣象園東部還安裝了乙個酸雨筒，口徑是40厘公尺的，用來測量雨水的水質。
氣象園的資料採集主要有兩種手段，一種是人工採集，一種是現在用的比較多的感測器傳輸手段，人工採集主要是用來核實感測器傳輸的資料。
參觀完氣象園，走向高氣象局辦公樓我們看到了乙個圓形的足球狀建築物，為天氣探測雷達的天線罩，天線罩的作用是保護雷達系統。探測雷達資訊獲取原理是雷達在水平360度、垂直近180度的範圍內發射的高頻脈衝接觸雲雨，粒子水滴等的時候返回地面站接受，經計算機軟體處理，繪製成天氣雲圖，工供氣象分析員分析天氣形態參考。
雷達發射器的掃瞄範圍有230千公尺以及460千公尺兩種。南寧市氣象局採用230千公尺的資料，掃瞄緯度是22度48分，經度是東經108度28分，精度為2千公尺，高度為240公尺，掃瞄模式是21式。我們在氣象局資料室看到的天氣雲圖有速度圖和強度圖兩種，其中速度圖上顏色變化範圍為青色到紅色，紅色表示強中心所在，青色表示比較弱，每乙個天氣雲圖的顏色變化都有簡便的特點，不會發生很大的突變。
在會商室裡氣象局的李首席預報員給我們講解天氣現象、天氣預報分析，以及天氣預報的製作過程。
我們通過李首席的報告知道：
自然災害包括有氣象災害，**災害，地質災害以及海嘯，其中氣象災害包括有乾旱，暴雨，颱風，低溫霜凍，雷雨大風，冰雹等。霜凍對熱帶作物的傷害是最大的，廣西地區種植的大多數是熱帶作物，所以今年4月17日的霜凍對香蕉等農作物的傷害很大，廣西每年因為霜凍損失的經濟費用高達100億左右。
天氣預報製作四個主要的流程：氣象採集、資料傳輸、資訊處理、預報產品製作。氣象採集有地面採集、高空採集、雷達以及衛星這幾種形式。
主要採集的資料有氣溫氣壓，濕度，降水，風向風速等；，資料共享擁有自己資料的同時家換資料，獲取更多的資料，有利天氣的分析，會使天氣分析更容易，準確性更高，在氣象氣候方面的資料是全世界共享的；資料處理方面，有常規天氣分析（主要憑經驗分析）、大氣力學分析法、統計學分析法、動力學分析法，電腦程式分析法等。資料分析完成之後，要進行資料處理製成地面天氣圖，通常乙個大的空氣流會影響到幾百千公尺到幾千千公尺之間；預報產品製作是要展示給天氣預報的觀眾的天氣預報成果，是各個天氣資料的綜合，由天氣圖分析，數值預報、星雲圖分析、物理診斷分析、其他預報方法綜合起來得出乙個天氣結果，對次日的天氣做出的預報。
（三）、南寧市高空探測站學習
高空探測，通常將飛公升氣球作為隨氣流移動的質點，用地面裝置（經緯儀或雷達）跟蹤氣球的飛公升軌跡，讀取其時間間隔的仰角、方位角、斜距，確定其空間位置的座標值，可求出氣球所經過高度上的平均風向風速。根據地面測風裝置不同，分為如下幾種：
經緯儀測風：有單經緯儀測風和雙經緯儀測風兩種。單經緯儀只能測出氣球的仰角和方位角，氣球高度由公升速和施放時間推算。
氣球公升速是根據當時空氣密度、球皮等附加物重量計算出氣球淨帶力，按照淨舉力灌充氫氣來確定。但由於大氣湍流和空氣密度隨高度變化，以及氫氣洩漏等因素的影響，氣球公升速不均勻導致高度誤差大，測風精度低。在配合探空儀觀測時，氣象站用探空儀測得的溫度，氣壓、濕度資料計算出氣球高度。
雙經緯儀測風是在已知基線長度的兩端，架設兩架經緯儀同步觀測，分別讀出氣球的仰角、方位角，利用三角法或向量法計算氣球高度和風向風速。經緯儀測風只適用於能見度好的少雲天氣，夜間必需配掛可見光源，陰雨天氣只能在可見氣球高度內測風。
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