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空气温度和湿度


ICS N 备案号:

QX
QX/T ××××—2005

中 华 人 民 共 和 国 气 象 行 业 标 准

地面气象观测规范 第 6 部分:空气温度和湿度
Specifications for Surface Meteorological Observation Part6:Air Temperature and Humidity

(草案稿)

××××-××-××发布

××××-××-××实施

中国气象局

发布

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前言 ................................................................................. IV 引言 .................................................................................. V 1 范围 ................................................................................ 1 2 规范性引用文件 ...................................................................... 1 3 术语和定义 .......................................................................... 1 4 干湿球温度表 ........................................................................ 2 4.1 通则 .............................................................................. 2 4.2 安装 .............................................................................. 2 4.3 湿球纱布包扎 ...................................................................... 2 4.4 观测和记录 ........................................................................ 3 4.5 维护 .............................................................................. 4 4.6 干湿球温度传感器 .................................................................. 4 5 最高温度表 .......................................................................... 4 5.1 构造与原理 ........................................................................ 5 5.2 安装 .............................................................................. 5 5.3 观测和调整 ........................................................................ 5 6 最低温度表 .......................................................................... 5 6.1 构造 .............................................................................. 5 6.2 安装 .............................................................................. 6 6.3 观测和调整 ........................................................................ 6 6.4 维护 .............................................................................. 6 7 温度计 .............................................................................. 6 7.1 构造 .............................................................................. 6 7.2 安装 .............................................................................. 6 7.3 观测和记录 ........................................................................ 7 7.4 维护 .............................................................................. 7 8 铂电阻温度传感器 .................................................................... 7 8.1 结构 .............................................................................. 7 8.2 安装与维护 ........................................................................ 7 9 毛发湿度表 .......................................................................... 7 9.1 构造 .............................................................................. 7 9.2 安装 .............................................................................. 8 9.3 观测和记录 ........................................................................ 8 9.4 毛发湿度表(计)订正图 ............................................................ 8 9.5 维护 .............................................................................. 8 10 湿度计 ............................................................................. 8 10.1 构造 ............................................................................. 8 10.2 安装 ............................................................................. 9 10.3 观测和记录 ....................................................................... 9
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QX/T ××××—2005 10.4 日最小相对湿度的挑选方法 ......................................................... 9 10.5 维护 ............................................................................. 9 11 湿敏电容湿度传感器 ................................................................. 9 11.1 结构原理 ......................................................................... 9 11.2 安装与维护 ...................................................................... 10 12 遥测通风干湿表传感器 .............................................................. 10 12.1 结构原理 ........................................................................ 10 12.2 安装与维护 ...................................................................... 10 13 通风干湿表 ........................................................................ 10 13.1 结构原理 ........................................................................ 10 13.2 观测和记录 ...................................................................... 11 13.3 维护与检查 ...................................................................... 11 附录 A (规范性附录) 湿度参量的计算公式 ............................................. 12 A.1 饱和水汽压 ....................................................................... 12 A.2 水汽压 ........................................................................... 12 A.3 相对湿度 ......................................................................... 13 A.4 露点温度 ......................................................................... 13 附录 B (规范性附录) 百叶箱 ......................................................... 14 B.1 概述 ............................................................................. 14 B.2 结构 ............................................................................. 14 B.3 安装 ............................................................................. 14 B.4 维护 ............................................................................. 14 B.5 防辐射罩 ......................................................................... 14 附录 C (规范性附录) 毛发湿度表(计)的订正图........................................ 15 C.1 订正图的制作方法 ................................................................. 15 C.2 订正图的制作要求 ................................................................. 15 C.3 判断订正图能否使用的原则 ......................................................... 16 C.4 备份毛发湿度表订正图 ............................................................. 16 C.5 自动站的毛发湿度订正图 ........................................................... 17 C.6 微机编制毛发湿度表(计)订正图 ................................................... 17 图 1 干球温度表 ........................................................................ 2 图 2 干湿球温度表的安装 ................................................................ 2 图 3 温度零上时湿球纱布包扎 ............................................................ 3 图 4 冻结时湿球纱布包扎 ................................................................ 3 图 5 最高温度表 ........................................................................ 5 图 6 最低温度表 ........................................................................ 5 图 7 温度计 ............................................................................ 6 图 8 毛发湿度表 ........................................................................ 8 图 9 湿度计 ............................................................................ 9 图 10 湿敏电容湿度传感器 .............................................................. 10 图 11 通风干湿球传感器结构图 .......................................................... 10 图 12 通风干湿表 ...................................................................... 11

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QX/T ××××—2005 图 图 图 图 图 表 C.1 毛发湿度表订正图编制示意图 ................................................. C.2 订正图点绘方法示意图 ......................................................... C.3 错误的点绘方法示意图 ......................................................... C.4 以订正线为准 5%示意图 ...................................................... C.5 订正线突然变化示意图 ........................................................ A.1 15 16 16 16 16

干湿表系数表 ................................................................ 12

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QX/TXXXX—2005《地面气象观测规范》分为二十二个部分: ——第 1 部分:总则 ——第 2 部分:云 ——第 3 部分:能见度 ——第 4 部分:天气现象 ——第 5 部分:气压 ——第 6 部分:空气温度和湿度 ——第 7 部分:风向和风速 ——第 8 部分:降水 ——第 9 部分:雪深与雪压 ——第 10 部分:蒸发 ——第 11 部分:辐射 ——第 12 部分:日照 ——第 13 部分:地温 ——第 14 部分:冻土 ——第 15 部分:电线积冰 ——第 16 部分:地面状态 ——第 17 部分:自动气象观测系统 ——第 18 部分:月报表处理和编制 ——第 19 部分:辐射报表处理和编制 ——第 20 部分:年报表处理和编制 ——第 21 部分:缺测记录的处理和不完整记录的统计 ——第 22 部分:观测记录质量控制 本部分为 QX/TXXXX—2005 的第 6 部分。 本部分的第 4.3 条、第 5.3 条、第 6.3 条、第 7.3 条、第 9.3 条、第 10.3 条、第 13.2 条和附录 A、 附录 B 为强制性标准,其余为推荐性标准。 本部分是在引用和参考国家标准及国际标准的基础上编制的。 本部分符合引用国家现行有关强制性 标准的规定。 在本部分编制过程中,编制组进行了大量的调查研究,总结了多年来地面气象观测的实践经验,吸 收了国内外成熟的先进技术成果,并广泛地征求了有关单位和专家的意见,经多次讨论修改,最后批准 发布。 本部分的附录 A、附录 B、附录 C 是标准的规范性附录。 本部分由中国气象局提出,中国气象局政策法规司归口。 本部分主要起草人:

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我国地面气象观测至今还没有颁布国家标准。 为了保证地面气象观测资料的代表性、 准确性和比较 性,便于资料的国际、国内交换、共享和使用,必须统一我国地面气象观测技术标准,能够满足世界气 象组织的要求。 鉴于中国气象局颁发的《地面气象观测规范》多年来已为国内很多行业所公认和采用,故QX/TXXXX —2005主要依据的国内文件是《地面气象观测规范》(中国气象局,气象出版社,2003.11)及其有关 补充文件。参考的国际文件是《气象仪器和观测方法指南》第六版(世界气象组织)和《全球观测系统 手册》(世界气象组织)。 QX/TXXXX—2005是我国第一次颁布的地面气象观测国家标准,其结构如前言所述。 QX/TXXXX—2005是根据国务院气象主管机构的要求,按照GB/T1.1—2000标准化工作导则第1部分 《标准的结构和编写规则》的格式要求编制的。 本部分是QX/TXXXX—2005的第6部分,其它部分同时发布。 本部分为首次发布,并无其它标准废止或代替。

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地面气象观测规范 第 6 部分:空气温度和湿度
1 范围 本部分规定空气温度和湿度的观测、计算、极值挑选和观测仪器的技术要求。 本部分是空气温度和湿度观测的业务规则和技术规定。 本部分适用于陆地、海洋、水面气象观测和其它气象观测中对空气温度和湿度的观测。 2 规范性引用文件

下列文件中的条款通过本部分的引用而成为本部分的条款。 凡是注日期的引用文件, 其随后所有的 修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本部分,然而,鼓励根据本部分达成协议的各方研究 是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本部分。 《地面气象观测规范》(中国气象局,气象出版社,2003.11) 《气象仪器和观测方法指南》第六版(世界气象组织) 《全球观测系统手册》(世界气象组织) 3 术语和定义 本部分采用下列术语和定义。 3.1 空气温度 air temperature 简称气温,表示空气冷热程度的物理量。地面观测中测定的是离地面1.50米高度处的气温。以摄氏 度(℃)为单位,取1位小数。 3.2 空气湿度 air humidity 简称湿度, 表示空气中的水汽含量和潮湿程度的物理量。 地面观测中测定的是离地面1.50米高度处 的湿度。 3.3 水汽压 vapour pressure 空气中水汽部分作用在单位面积上的压力。以百帕(hPa)为单位,取一位小数。 3.4 相对湿度 relative humidity 空气中实际水汽压与当时气温下的饱和水汽压之比。以百分数(%)表示,取整数。 3.5 露点温度 dew-point temperature 空气在水汽含量和气压不变的条件下,降低气温达到饱和时的温度。以摄氏度(℃)为单位,取一 位小数。 3.6 最高气温 maximum air temperature 一定时段内气温的最高值。常用的有日最高气温、月最高气温和年极端最高气温。 3.7
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QX/T ××××—2005 最低气温 minimum air temperature 一定时段内气温的最低值。常用的有日最低气温、月最低气温和年极端最低气温。 3.8 最小相对湿度 minimum relative humidity 一定时段内相对湿度的最小值。 常用的有日最小相对湿度、 月最小相对湿度和年极端最小相对湿度。 3.9 百叶箱 instrument shelter 用以安置测定空气温度和湿度仪器的防辐射装置。 4 4.1 干湿球温度表

通则 干湿球温度表是用于测定空气的温度和湿度的仪器。 它由两支型号完全一样的温度表组成, 气温由 干球温度表测定, 湿度是根据热力学原理由干球温度表与湿球温度表的温度差值计算得出, 计算公式见 附录 A。 温度表(见图1)是根据水银(酒精)热胀冷缩的特性制成的,分感应球部、毛细管、刻度磁板、 外套管四个部分。

图1 4.2

干球温度表

图 2 干湿球温度表的安装

安装 在小百叶箱的底板中心,安装一个温度表支架,干、湿球温度表垂直悬挂在支架两侧的环内,球部 向下,干球在东,湿球在西,球部中心距地面1.5m高。湿球温度表球部包扎一条纱布,纱布的下部浸到 一个带盖的水杯内(见图2)。杯口距湿球球部约3cm,杯中盛蒸馏水(只允许用医用蒸馏水),供湿润 湿球纱布用。 4.3 湿球纱布包扎 湿球包扎纱布时,要把湿球温度表从百叶箱内拿出,先把手洗干净,再用清洁的水将温度表的感应 部分洗净,然后将长约10cm的新纱布在蒸馏水中浸湿,使上端服贴无绉折地包卷在感应部分上(包卷纱

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QX/T ××××—2005 布的重叠部分不要超过球部圆周的1/4);包好后,用纱线把高出感应部分上面的纱布扎紧,再把感应 部分下面的纱布紧靠着球部扎好,但不要扎得过紧,并剪掉多余的纱线(见图3)。

图2

温度零上时湿球纱布包扎

4.4 观测和记录 4.4.1 定时观测程序 按干球、湿球温度表,最低温度表酒精柱,毛发湿度表,最高温度表,最低温度表游标次序读数, 调整最高、最低温度表,温度计和湿度计读数并作时间记号。 4.4.2 正常观测 各种温度表读数要准确到 0.1℃。温度在 0℃以下时,应加负号( “-”。读数记入观测簿相应栏内, ) 并按所附检定证进行器差订正。如示度超过检定证范围,则以该检定证所列的最高(或最低)温度值的 订正值进行订正。 温度表读数时应注意: a) 观测时应保持视线和水银柱顶端齐平,以避免视差; b) 读数动作要迅速,力求敏捷,不要对着温度表呼吸,尽量缩短停留时间,并且勿使头、手和灯 接近球部,避免影响温度示度; c) 应复读,避免发生误读或颠倒零上、零下的差错。 4.4.3 溶冰观测 a) 4.4.3.1 溶冰处理 当湿球纱布冻结后,应及时从室内带一杯蒸馏水对湿球纱布进行溶冰,待纱布变软后,在球下部 2-3mm 处剪断(见图 4) ,然后把湿球温度表下的水杯从百叶箱内取走,以防水杯冻裂。

图3

冻结时湿球纱布包扎

气温在-10.0℃或以上湿球纱布结冰时,观测前应进行湿球溶冰。溶冰用的水温不可过高,相当于
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QX/T ××××—2005 室内温度,能将湿球冰层溶化即可。将湿球球部浸入水杯中把纱布充分浸透,使冰层完全溶化。从湿球 温度示值的变化情况可判断冰层是否完全溶化,如果示度很快上升到 0℃,稍停一会再向上升,就表示 冰已溶化。然后把水杯移开,用杯沿将聚集在纱布头的水滴除去。 溶冰时间参照下述情况灵活掌握: a) 当风速、湿度中常时,在观测前 30 分钟左右进行; b) 湿度很小,风速很大时,在观测前 20 分钟以内进行; c) 湿度很大,风速很小时,要在观测前 50 分钟左右进行。 若每小时一次温、湿度观测,在冬季里湿度大、风速小的情况下,由于冰面蒸发很小,溶冰一次, 可进行几次观测,不必一小时溶冰一次,否则容易造成湿球示值不稳定。具体可多长时间溶冰一次,由 各站根据天气情况具体掌握,但站内应当统一。 b) 4.4.3.1 观测记录 读取干湿球温度表的示值时,须先看湿球示度是否稳定,达到稳定不变时才能进行读数和记录。在 记录后,用铅笔侧棱试试纱布软硬,了解湿球纱布是否冻结。如已冻结,应在湿球读数右上角记录结冰 符号“B” ;如未冻结则不记。若湿球示度不稳定,不论是从零下上升到零度,还是从零度继续下降,说 明是溶冰不恰当,湿球不能读数,只记录干球温度。若在定时观测正点前湿球温度能够稳定,则需补测 干湿球温度值,并用此值作为气温和湿度的正式记录;若定时观测正点前湿球温度仍不能稳定,则相对 湿度改用毛发湿度表或湿度计测定(需按规定作相应订正) ,水汽压、露点温度用干球温度和相对湿度 计算得到;如无毛发湿度表(计)或按规定冬季不需要编制订正图的气象站,应在正点后补测干、湿球 温度,记在观测簿该时栏上面空白处,只作计算湿度用,这次湿球温度不抄入气表(该栏记“-”,而 ) 温度的正式记录仍以第一次干球温度为准。 4.4.4 低温下的观测 a) 气温在-10.0℃以下时,停止观测湿球温度,改用毛发湿度表或湿度计测定湿度;但在冬季偶 有几次气温低于-10.0℃的地区,仍可用干、湿球温度表进行观测; b) 气温在-36.0℃以下,接近水银凝固点(-38.9℃)时,改用酒精温度表观测气温。酒精温度 表应按干球温度表的安装要求事先悬挂在干球温度表旁边。如果没有备用的酒精温度表,则 可用最低温度表酒精柱的示度来测定空气温度。 4.4.5 湿度参量的计算 水汽压、相对湿度、露点温度按附录A的公式计算得出,人工查算由《湿度查算表》查得。 在非结冰季节湿度很大或有雾时,湿球温度偶有略高于干球温度的现象(指经仪器差订正后的数 值) ,这时湿球温度应作为与干球温度相同,进行湿度计算。 4.5 维护 c) 必须注意保持干湿球温度表的正常状态。如发现温度表内刻度磁板破损,毛细管内有水银 滴、黑色沉淀的氧化物或水根柱中断等情况,应同时更换、报废。 d) 干球温度表应经常保持清洁、干燥。观测前巡视设备和仪器时,如发现干球上有灰尘或 水,须立即用干净的软布轻轻拭去。 e) 湿球纱布应经常保持清洁、柔软和湿润,一般应每周换 1 次。遇有沙尘等天气,湿球纱 布上明显沾有灰尘时,应立即更换。 f) 在海岛、矿区或烟尘多的地方,湿球纱布容易被盐、油、烟尘等污染,应缩短更换纱布 的期限。 g) 水杯中的蒸馏水要时常添满,保持洁净,一般每周更换 1 次。 4.6 干湿球温度传感器 用铂电阻可制成干湿球温度传感器, 其测温原理与铂电阻温度传感器相同, 测湿原理与干湿球温度 表相同。 5 最高温度表
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QX/T ××××—2005 5.1 构造与原理 最高温度表的构造与一般温度表不同,它的感应部分内有一玻璃针,伸入毛细管,使感应部分和毛 细管之间形成一窄道(见图 5) 。当温度升高时,感应部分的水银体积膨胀,挤入毛细管;而温度下降 时, 毛细管内的水银, 由于通道窄不能缩回感应部分, 因而能指示出上次调整后这段时间内的最高温度。

图4 5.2

最高温度表

安装 最高温度表安装在温度表支架下横梁的一对弧形钩上, 感应部分向东稍向下倾斜。 高出干湿球温度 表球部3cm。 5.3 观测和调整 5.3.1 观测 最高温度表每天 20 时观测一次,读数记入观测簿相应栏中,观测后进行调整。编发天气报告或加 密天气报告的气象站,在规定的时次进行补充观测,观测后也必须进行调整。 观测最高温度表时,应注意温度表的水银柱有无上滑脱离窄道的现象。若有上滑现象,应稍稍抬起 温度表的顶端,使水银柱回到正常的位置,然后再读数。 在观测中发现最高温度表断柱时,应稍稍抬起温度表的顶端使其连接在一起。若不能恢复,则减去 断柱的数值作为读数,并及时进行修复或更换。有关情况要在观测簿的备注栏注明。 气温在-36.0℃以下时,停止最高温度表的观测,记录从缺,并在观测簿的备注栏注明。 5.3.2 调整 a) 用手握住表身,感应部分向下,臂向外伸出约 30°,用大臂将表前后甩动,甩动方向与刻度 磁板面平行,毛细管内水银就可以下落到感应部分,使示度接近于当时的干球温度; b) 调整时,动作应迅速,尽量避免阳光照射,也不能用手接触感应部分;不要甩动到使感应部分 向上的程度,以免水银柱滑上又甩下,撞坏窄道; c) 调整后,把表放回到原来的位置上时,先放感应部分,后放表身。 5.3.3 维护 a) 同干球温度表; b) 在温度下降时,最高温度表的水银柱有时也会回缩到感应部分,遇到这种情况,应立即换用备 份表,报废该故障表。 6 6.1 最低温度表 构造 最低温度表的感应液是酒精,它的毛细管内有一哑铃形游标(见图 6) 。

图5

最低温度表

当温度下降时, 酒精柱便相应下降, 由于酒精柱顶端表面张力作用, 带动游标下降; 当温度上升时, 酒精膨胀,酒精柱经过游标周围慢慢上升,而游标仍停在原来位置上。
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QX/T ××××—2005 安装 最低温度表水平地安装在温度表支架下横梁下面一对弧形钩上,感应部分向东,低于最高温度表 1cm。 6.3 观测和调整 6.3.1 观测 每天在 20 时观测一次,读数记入观测簿相应栏中,观测后调整温度表。拍发天气报告或加密天气 报告的气象站,按电码规定进行补充观测,观测后也必须进行调整。 观测最低温度示度时,眼睛应平直地对准游标离感应部分的远端位置;观测酒精柱示度时,眼睛应 平直地对准酒精顶端凹面中点(即最低点)的位置。 当在观测读数发现最低温度表(包括地面最低温度表)酒精柱中断时,最低温度记录作缺测处理, 并在观测簿的备注栏注明;该表须及时修复或更换。 6.3.2 调整 抬高温度表的感应部分,表身倾斜,使游标回到酒精柱的顶端。 6.3.3 读数的补充订正 在每月的 1~5 日 20 时应读取最低温度表酒精柱的示度与干球温度表的示度, 用经器差订正后的干 球温度值减去经器差订正后的最低温度表酒精柱值,并计算该 5 日的平均差值。如果平均差值≤0.5℃ 时,该最低温度表可以使用,以后的读数也不进行补充订正;若平均差值>0.5℃,应撤换最低温度表, 并将平均差值订正到该 5 天的逐日最低温度值上。 凡中途换用了最低温度表,在换用后的前5天内,也应参照上述规定进行最低温度表的比较观测。 6.4 维护 a) 在移运和存放最低温度表时,最好将表身直立放置,感应部分向下,并避免高温及震动,以免 酒精柱蒸发和中断。 b) 有时由于搬运和调整不当,或者毛细管内一部分酒精被蒸发后凝结于管顶,或者因为毛细管内 酒精柱上端有残留气体,使酒精柱分离成几段,这些故障可用甩动、加热、撞击等方法将其修 复或报废。 7 7.1 温度计 6.2

构造 温度计是自动记录气温连续变化的仪器,它由感应部分(双金属片) 、传递放大部分(杠杆) 、自记 部分(自记钟、纸、笔)组成(见图 7) 。

图6 7.2 安装

温度计

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QX/T ××××—2005 温度计应稳固地安装在大百叶箱中下面架子上,底座保持水平,感应部分中部离地1.5m。 7.3 观测和记录 02、08、14、20时4次(一般站08、14、20时3次)定时观测时,根据笔尖在自记纸上的位置观测读 数,记入观测簿相应栏,并作时间记号。作时间记号和换自记纸的方法同气压计(QX/T ××××—× ×××《地面气象观测规范 气压》,下同)。 仪器因摩擦等原因,自记迹线在作时间记号后,笔尖未能回到原来位置,当记号前后两处读数≥ 0.3℃时,称为跳跃式变化。在订正极值时,该时器差应按跳跃前后的读数分别计算。 7.4 维护 在严寒时,由于室外气温较低,遇到自记钟停摆,应换用备份自记钟;将停摆的自记钟进行清洗, 并在轴和轴孔里加抗凝的钟表油。 如气象站无备份自记钟, 可将自记钟拿回室内, 盖住钟筒的上下孔 (以 免机件蒙上水汽) ,等自记钟接近室温后,将孔打开,在轴和轴孔里放一滴汽油,使机件滑润后恢复走 动。但以后必须对这一自记钟进行清洗,以免机件生锈。 当记录值与实测值相比较,系统误差超过 1.0℃时,应及时调整仪器笔位。 其他同气压计。 8 8.1 铂电阻温度传感器

结构 铂电阻温度传感器是根据铂电阻的电阻值随温度变化的原理来测定温度的。 铂电阻丝烧制在细小的 玻璃棒或磁板上,外面有金属保护管。铂电阻在 0 ℃时的电阻值 R0 为 100Ω,以 0℃作为基点温度,在 温度 t 时的电阻值 Rt 为

Rt

R 0(1

t

t2)

…………………………(1)

式中: α、β——系数。经标定,可以求出其值。 8.2 安装与维护 温度传感器用支架安装在百叶箱或防辐射罩内,感应元件的中心部分离地面高度 1.5m。传感器的 连接电缆要连接、固定牢靠。 维护方法与百叶箱干球温度表的维护中第b)项相同。 9 9.1 毛发湿度表

构造 毛发湿度表是根据脱脂人发能随空气湿度大小而改变长度的特性, 用人发制成的测定空气相对湿度 的仪器(见图 8) 。

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图7 9.2

毛发湿度表

安装 凡冬季使用毛发湿度表作正式记录的气象站,应配备两个毛发湿度表,并妥为保管。 在气温降到-10.0℃的多年平均日期以前约一个半月内,用软刷蘸蒸馏水对毛发湿度表的毛发进行 预湿,并将两个毛发湿度表都安装好。一个作为现用表垂直地悬挂在温度表支架的上横梁上,表的上部 用螺钉固定;另一个固定在百叶箱南壁上或备份百叶箱内。若现用毛发湿度表出现故障,可将备份毛发 湿度表安装到温度表支架上。 9.3 观测和记录 a) 按毛发表指针指示的位置观测读数,记入观测簿相应栏。观测读数取百分数的整数。观测时, 如果怀疑指针由于轴的摩擦或针端碰到刻度尺而被卡住,可以在读数后轻轻地敲一下毛发湿 度表架,或小心地把指针向左边(刻度小的一端)轻拨一下,如发现它停在新的位置上,说 明有摩擦现象,应重新读数,更改记录,并将仪器情况记入观测簿备注栏。 b) 如果读数时发现指针超出刻度的范围,应当用外延法读数,若为上超,按 90 到 100 的刻度尺 距离外延到 110;若为下超,按 10 到 0 的刻度距离外延到-10。估计指针相当在延伸刻度那 一个分划线上,得出读数记入观测簿相应栏。 c) 毛发湿度表读数的订正:冬季用毛发湿度表(湿度计同)测湿时,为了获得较正确的湿度记 录,毛发湿度表(计)的读数须用订正图法加以订正。经订正后记入观测簿相对湿度栏。定 时观测记录应待当月订正图作出后,用其进行订正;在编发天气报告或加密天气报告时,为 了及时发报,可临时使用上月订正图查出编报所需湿度。 9.4 毛发湿度表(计)订正图 见附录C。 9.5 维护 a) 禁止用手触摸毛发,以免手上的油脂覆盖毛发小孔,影响其正常感应。 b) 如果毛发及其部件上附有雾淞、冰或水滴,应轻敲金属架,使它脱落;或从百叶箱拿回室内, 使它慢慢地干燥。但须注意不能使表接近炉子,也绝不能触及毛发,要等到干燥后,再把它 放回原处。 c) 毛发湿度表不用时, 应放在盒子里。 如果没有盒子, 应把指针移向左边, 使毛发放 松, 并用手指将指针贴紧刻度尺,用线绳扎住,或将指针卡在刻度尺的后面,妥善包装保存。 d) 空气湿度很大时,如果毛发湿度表的指针常超出刻度范围,应调整示度。调整示度应选在编 制订正图前,相对湿度在 70%或以上时进行,方法是:旋动调整螺丝,将指针往小的刻度方 向调,调整的幅度按超出刻度的最大范围再加上 3%来定。在正式编制订正图和冬季正式使用 时,则不能进行调整。 10 湿度计 10.1 构造 湿度计是自动记录相对湿度连续变化的仪器,它由感应部分(脱脂人发) ,传动机械(杠杆曲臂) , 自记部分(自记钟、纸、笔)组成(见图 9) 。

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图8 湿度计 10.2 安装 湿度计应稳固地安装在大百叶箱内上面的架子上,底座保持水平。 10.3 观测和记录 02、08、14、20 时 4 次(一般站 08、14、20 时 3 次)定时观测时,根据笔尖在自记纸上的位置观 测读数,记入观测簿相应栏,并作时间记号,方法同气压计。换自记纸的方法同气压计。 仪器因摩擦等原因,自记迹线在作时间记号后,笔尖未能回到原来位置,当记号前后两处读数≥3% 时,称为跳跃式变化。在订正极值时,该时器差应按跳跃前后的读数分别计算。 读数时, 若湿度计笔尖超出自记纸下沿 (0%) 但未靠着钟筒的底沿; , 或笔尖超出自记纸上沿 (100%) , 但未超出自记纸,则按外延法读数,并进行订正;若笔尖已抵靠钟筒底沿或超出自记纸,除按处延法读 数并进行订正外,还需在备注栏中注明。订正后的值>100时,记为100;<0时,记为0。 10.4 日最小相对湿度的挑选方法 a) 在一日(20~20 时)自记迹线中的最低处,标出箭头并读数。 b) 进行仪器差订正,方法同气压自记记录。但冬季用湿度计读数(经订正图订正)作为定时观测 的相对湿度正式记录时,该月的日最小相对湿度也用订正图订正求得。 c) 若经订正后的最小相对湿度,仍大于该日某次定时(基准站和自动气象站均为 24 次)记录时, 应直接挑该定时记录作为日最小相对湿度。 d) 若订正后的最小相对湿度<0 时,记为 0。 10.5 维护 a) 遇毛发脱钩时,应立即用镊子使其复位。 b) 一般每季度用洁净毛笔蘸蒸馏水 (或加适量酒精) 清洗毛发一次 (注意不要影响日极值的挑选) ; 当有沙尘暴、扬沙等天气影响,使毛发变脏时,应及时清洗。冬季使用湿度计测定湿度的气象 站,在点绘和使用订正图期间不清洗。 c) 当记录值与实测值相比较,误差较大时,应及时调整仪器笔位。 d) 其他同温度计及毛发湿度表的有关部分。 11 湿敏电容湿度传感器 11.1 结构原理 湿敏电容湿度传感器是用有机高分子膜作介质的一种小型电容器(图 10) 。

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图9

湿敏电容湿度传感器

湿敏电容器上电极是一层多孔金膜,能透过水汽;下电极为一对刀状或梳状电极,引线由下电极引 出。基板是玻璃。整个感应器是由两个小电容器串联组成。 传感器置于大气中, 当大气中水汽透过上电极进入介电层, 介电层吸收水汽后, 介电系数发生变化, 导致电容器电容量发生变化。电容量的变化正比于相对湿度。 在某些自动气象站中,铂电阻温度传感器与湿敏电容湿度传感器制作成为一体。 11.2 安装与维护 湿敏电容传感器应安装在百叶箱内,传感器的中心点离地面 1.50m。 湿敏电容传感器的头部有保护滤膜,防止感应元件被尘埃污染。每月应拆开传感器头部网罩,若污 染严重应更换新的滤膜。禁止手触摸湿敏电容,以免影响正常感应。 12 遥测通风干湿表传感器 12.1 结构原理 通风干湿球传感器中的干球和湿球感应元件是性能相同的两支铂电阻。该传感器的结构如图 11。 传感器上部装有贮水箱,可自动上水;电阻温度表水平安装,与气流方向垂直,有利于热交换。湿球温 度表的感应部分套有纱布套,并从纱布套的两端润湿,这样可使湿球的润湿更加均匀,与气流的接触面 -4 -1 也增大,通风器定时通风,通风速度大于 3.5m/s。实验表明该干湿表常数为:(6.88±0.22)×10 ℃ 。

图10

通风干湿球传感器结构图

12.2 安装与维护 遥测通风干湿球传感器安装在百叶箱内,干球的中心线离地面 1.50m。每天要定时巡视一次贮水箱 的水位,当水位影响到润湿湿球纱布时,要及时加水。每周要给湿球换纱布。在污染较重的地方,要缩 短更换纱布的期限。每天要定时检查一次通风电机,看它是否能定时启动。 当气温接近 0℃时,该传感器停用,要将水箱的水放干净,以免冻裂水箱。 13 通风干湿表 13.1 结构原理 通风干湿表主要用于野外考察或自动气象站在气温或湿度采集出现故障时进行补测时使用。 它由干 湿球温度表、通风装置、金属套管、双层保护管和上水滴管等组成(见图 12) 。

10

QX/T ××××—2005 其作用、原理与百叶箱干湿球温度表基本相同。主要不同处是:温度表球部装在与风扇相通的管形 套管中, 利用机械或电动通风装置, 使风扇获得一定转速, 球部处于≥2.5m/s (电动通风可达3m/s以上) 的恒定速度的气流中。由于球部双层金属护管表面镀有镍或铬,是良好的反射体,能防止太阳对仪器的 直接辐射。 13.2 观测和记录 观测前,先把仪器悬挂在百叶箱或观测场内,感应部分高度 1.50m。在读数前 4-5 分钟用滴管湿润 湿球纱布,然后上好风扇发条(或接通电源) 。上发条切忌过紧。观测时应注意不要让风把观测者自身 热量带到通风管中去。当气温低于 0℃时,为使温度表充分感应外界情况,应于观测前半小时,湿润纱 布并上好发条。然后在观测前 4 分钟再通风一次,但不再润湿纱布。观测时应注意湿球是否结冰,示度 是否稳定。 当风速大于 4m/s 时,应将防风罩套在风扇迎风面的缝隙上, 使罩的开口部分与风扇旋转方向一致, 这样就不会影响风扇的正常旋转。 记录处理方法同干湿球温度表。

图11

通风干湿表

13.3 维护与检查 仪器的金属部分,特别是下端保护管的镀镍面应细心保护,使其不要受到任何损伤。每次观测后, 应用纱布擦净外壳, 并放回盒中。 从盒中取出仪器时, 应拿着风扇帽盖下的颈部, 不要捏在金属护板处, 也不能用手触摸防护管。 注意定期检查风扇旋转是否正常。 可以用风扇中央的发条盒旋转速度来判断, 在发条盒上绘有短划 或箭头,从圆顶上小窗孔可以看到。上发条后,发条盒每转一周的时间,如果与检定证上所给的时间相 差不到 5 秒钟,则可认为风扇转速正常。如果转速显著降低则应进行修理。 湿球纱布应经常保持清洁。

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附 录 A (规范性附录) 湿度参量的计算公式 A.1 饱和水汽压 A.1.1 定义 在一定温度下,空气中的水汽与相毗连的水或冰平面处于相变平衡时湿空气中的水汽压。 A.1.2 纯水平液面饱和水汽压的计算公式 -4 -8.2969(T/ T1-1) logEW=10.79574(1-T1/T)-5.02800log(T/T1)+1.50475×10 [1-10 ]  -3 4.76955(1-T1/T) +0.42873×10 (10 -1)] +0.78614 …………………(A.1) 式中: EW——纯水平液面饱和水汽压(hPa) ; T1——水的三相点温度(273.16°K) ; T——绝对温度,T=273.15+t℃(K)。 A.1.3 纯水平冰面饱和水汽压的计算公式 LogEi=-9.09685[T1/(T-1)]-3.56654log(T1/T)+0.87682[1- T1/(T-1)]+0.78614………………(A.2) 式中: Ei——水平冰面饱和水汽压(hPa); T1、T——同(A.1)。 A.2 水汽压 A.2.1 用干湿球温度求空气中水汽压的计算公式 e=Etw-APh(t-tww) ………………(A.3) 式中: e——水汽压(hPa) ; Etw——湿球温度 tw 所对应的纯水平液面的饱和水汽压,湿球结冰且湿球温度低于 0℃时,为纯水 平冰面的饱和水汽压; -1 A——干湿表系数(℃ ) ,由干湿表类型、通风速度及湿球结冰与否而定,其值见干湿表系数表; Ph——本站气压(hPa) ; t——干球温度(℃) ; tW——湿球温度(℃) 。 表 A.1 干湿表系数表 干湿表类型及通风速度 湿球未结冰 通风干湿表(通风速度 2.5m/s) 球状干湿表(通风速度 0.4m/s) 柱状干湿表(通风速度 0.4m/s) 现用百叶箱球状干湿表(通风速度 0.8m/s) 0.662 0.857 0.815 0.7947 Ai×10 -1 ℃
-3

湿球结冰 0.584 0.756 0.719 0.7947

A.2.2 用相对湿度求水汽压公式 当使用湿敏电容、毛发表或湿度计等直接测得相对湿度时,水汽压计算公式为: e=U×EW/100 ………………(A.4) 式中:
12

QX/T ××××—2005 U——相对湿度(%); e——水汽压(hPa); EW——干球温度t所对应的纯水平液面饱和水汽压(hPa)。 A.3 相对湿度 A.3.1 使用干湿球温度表测湿时,空气中相对湿度的计算公式 U=(e/EW)×100% ………………(A.5) 式中: U——相对湿度(%) ; e——水汽压(hPa) ; Ew——干球温度 t 所对应的纯水平液面(或冰面)饱和水汽压(hPa) 。 A.3.2 使用毛发湿度表(计)测湿时,空气中相对湿度的计算公式 Y=bo+b1X1+b2X2+b3X3 ………………(A.6) 式中: Y——经毛发湿度表(计)订正后的相对湿度(%) ; X——毛发湿度表(计)读数(%) ; bo、b1、b2、b3——回归多项式系数,即毛发湿度表(计)的订正系数。 A.4 露点温度 露点温度没有直接计算公式,采用新系数的马格拉斯公式求出初值,再用逐步逼近(最多 3 次)方 法求出露点温度 Td(℃) 。 马格拉斯公式为:

e

E 0 10 b

a Td Td

………………(A.7)

转换为:
b Td a lg e Eo e lg Eo

………………(A.8)

式中: e——水汽压; EO——0℃时的饱和水汽压,为 6.1078hPa; a——系数,取 7.69; b——系数,取 243.92。 经验算:初值精度为-80<Td<40,误差为±0.14;40≤Td<50,误差为±0.2。

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附 录 B (规范性附录) 百叶箱 概述 它的内外部分应为白色。 百叶箱的作用是防止太阳对仪器的直接辐射和地面对仪器的反射辐射, 保 护仪器免受强风、雨、雪等的影响,并使仪器感应部分有适当的通风,能真实地感应外界空气温度和湿 度的变化。 B.2 结构 百叶箱通常由木质和玻璃钢两种材料制成,箱壁两排叶片与水平面的夹角约为 45?,呈“人”字形, 箱底为中间一块稍高的三块平板,箱顶为两层平板,上层稍向后倾斜。 木制百叶箱分为大小两种: 小百叶箱内部高 537mm、 460mm、 290mm, 宽 深 用于安装干球和湿球、 最高、最低温度表、毛发湿度表;大百叶箱内部高 612mm、宽 460mm、深 460mm。用于安装温度计、 湿度计或铂电阻温度传感器和湿敏电容湿度传感器。 玻璃钢百叶箱内部高615mm、宽470mm、深465mm。用于安装各种温、湿度测量仪器。 B.3 安装 百叶箱应水平地固定在一个特制的支架上。 支架应牢固的固定在地面或埋入地下, 顶端约高出地面 125cm;埋入地下的部分,要涂防腐油。架子可用木材、角铁或玻璃钢制成,也可用带底盘的钢制柱体 制成。多强风的地方,须在四个箱角拉上铁丝纤绳。箱门朝正北。 B.4 维护 百叶箱要保持洁白, 木质百叶箱视具体情况每一至三年重新油漆一次; 内外箱壁每月至少定期擦洗 一次。寒冷季节可用干毛刷刷拭干净。清洗百叶箱的时间以晴天上午为宜。在进行箱内清洗之前,应将 仪器全部放入备份百叶箱内;清洗完毕,待百叶箱干燥之后,再将仪器放回。清洗百叶箱不能影响观测 和记录。 安装自动站传感器的百叶箱不能用水洗,只能用湿布擦拭或毛刷刷拭。百叶箱内的温、湿传感器也 不得移出箱外。 冬季在巡视观测场时,要小心用毛刷把百叶箱顶、箱内和壁缝中的雪和雾凇扫除干净。 百叶箱内不得存放多余的物品。 在人工观测中,箱内靠近箱门处的顶板上,可安装照明用的电灯(不得超过25W),读数时打开, 观测后随即关上,以免影响温度。也可以用手电筒照明。 B.5 防辐射罩 为了便于野外考察或野外安装加密自动站,可以使用简易的防辐射罩。它的上板为伞形,中间有多 层环片,下面为防辐射板,温湿传感器置于罩的中部。 B.1

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附 录 C (规范性附录) 毛发湿度表(计)的订正图 C.1 订正图的制作方法 在气温降到-10.0℃的多年平均日期以前约一个半月内,用每天定时观测的干湿球温度表测得的相 对湿度和毛发湿度表(计)读数来编制订正图。用一张方格纸(见图 C.1) ,以纵坐标表示干湿球温度 查算出的相对湿度,横坐标表示毛发湿度表(计)读数,用每次的毛发湿度表(计)读数和干湿球温度 查算出的相对湿度依次点在坐标纸上相应的交点上 (重复的点子要用小点子点在原有点子的旁边, 不能 不点) 。全图点子要有 100 个或以上,以 02、08、14、20 时的记录为主。若个别区段点子偏少,则应从 其它时次记录中选取相应的点子进行补充。 如果仪器情况良好,观测准确,这些点子就会密集在由左下角到右上角的一条狭带内,狭带与横坐 标轴约成 45°。穿过狭带正中,画一均匀平滑的线,使两侧点数大致相等(离开密集点相当远的点子, 画线时不必考虑) 。这根线就是毛发湿度表(计)读数的订正线。 当空气温度降低到-10.0℃以下时,就可以根据毛发湿度表(计)的读数,利用这条订正线,求出 经过订正的相对湿度。 为了使用方便,可以根据订正线,事先做好一张换算表(见图 C.1 右下方) 。表的最左一行和最上 一行,是毛发湿度表(计)的读数(直行为十位数,横行为个位数) ,表中纵横相交的格子中,就是毛 发湿度表(计)的读数经过订正的相对湿度。例如毛发湿度表(计)读数为 67%,由换算表中查出经过 订正的相对湿度为 68%。

图 C.1 C.2

毛发湿度表订正图编制示意图

订正图的制作要求 a) 订正图上必须注明绘制订正图所根据的记录起止日期, 仪器号码和用来订正哪几个月的毛发湿 度表(计)的示度,以备查考。
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QX/T ××××—2005 b) 使用毛发湿度表(计)测定湿度期间,当气温≥-10.0℃时,必须用干湿球温度表与毛发湿度 表(计)同时测定湿度,并点绘订正图。 若某月气温≥-10.0℃的记录在 100 次或以上时 (包括补充天气报告观测记录) 一律使用 , 本月的记录绘制订正图。 如果本月气温≥-10.0℃的记录不足 100 次时,应向前或向后顺延,用接近本月的上月或 下月日子的若干点子凑满 100 点,来点绘订正图。 c) 当毛发湿度表(计)因示值超过 100%而用外推法读数的记录,在制作订正图时,应按外推的 实际读数点绘,方法如图 D2,而图 D3 的点绘方法是错误的。

图 C.2 订正图点绘方法示意图 图 C.3 错误的点绘方法示意图 C.3 判断订正图能否使用的原则 a) 若订正图上的点子分布过于分散,应根据在订正线 5%的区域内(见图 C.4)的点子,是否达 到或超过总点子数的三分之二来确定,若不足三分之二,这张图不能使用。 b) 订正线突然变化,即毛发湿度表(计)数值变化 1%,而换算后的相对湿度值却变化了 6%或以 上的(见图 C.5) ,则该图不能使用。

图 C.4 以订正线为准 5%示意图 图 C.5 订正线突然变化示意图 c) 订正线弯弯曲曲以致订正值不连续者,该图不能使用。 若系毛发湿度表(计)中途发生非性能变化造成的,应将变化前的记录点绘一张订正图(不足100 点时,向前沿用上月记录补足),将变化后的记录点绘另一张订正图(不足100点时,向后沿用下月记 录补足),绘制出两张订正图分别订正前后两段记录;若系毛发湿度表本身性能变劣,则应使用备份毛 发表或毛发湿度计代替(并须绘制订正图订正),如果没有其他湿度记录可供代替时,则记录从缺。 C.4 备份毛发湿度表订正图
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QX/T ××××—2005 现用和备份毛发湿度表应当同时进行观测, 并分别编制毛发湿度表的订正图。 当备份的毛发湿度表 也失效时,可使用湿度计测定湿度。采用毛发湿度计作为观测记录时,亦应编制订正图。观测时发现毛 发湿度表、备份毛发湿度表和湿度计均因故损坏,气温虽在-10.0℃以下,仍可用干湿球温度表读数查 算湿度,并在观测簿备注栏注明。 C.5 自动站的毛发湿度订正图 自动站进入单轨业务运行后, 北方冬季原使用毛发湿度表观测空气湿度的台站, 仍保留毛发湿度表, 并按时采用湿敏电容传感器测定相对湿度记录和毛发湿度表读数制作订正图、订正表和订正系数。 C.6 微机编制毛发湿度表(计)订正图 配备微机的人工观测站, 通过运行业务软件, 在输入干湿球温度表读数与毛发湿度表 (计) 读数后, 会自动绘制订正图,并求出订正系数,再按照附录2中给出的回归方程自动计算出相对湿度。但要打印 输出毛发湿度表(计)订正图和换算表,以备人工查算用。

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