同學們,你們知道每天精準的天氣預報是如何產生的嗎?這背后離不開遍布全國的地面氣象站網絡。分布在城市、郊野的觀測站點通過精密的氣象儀器,捕捉大氣狀態的變化。今天,我將帶領你們一起去探秘神奇的氣象站。
風速風向儀: 捕捉風的方向和速度
風速風向儀通過風向標的指向測量風向,通過風杯的轉動速度測量風速。
1.風向測量
風向標由尾翼(葉片)和平衡錘(配重)組成,整體呈不對稱設計。當風吹過時,尾翼因面積較大,受到的風壓更強,推動標體旋轉,直至平衡錘正對風的來向。所以,它箭頭的指向就是風吹來的方向。
2.風速測量
水平軸上安裝有3\~4個半球形風杯,風力推動風杯旋轉,轉速與風速成正比。風杯轉動的速度越快,代表風速越快。

翻斗式雨量計

雨量計: 測量雨的 “數量”
雨量計可以通過量化收集的降水體積或質量,將雨量的大小轉換為毫米(mm)單位,代表單位面積(通常為1平方米)內的降水深度。
1.翻斗式雨量計
翻斗式雨量計主要由漏斗、翻斗、磁鐵和傳感器組成。漏斗用來收集雨水,收集到的雨水經漏斗流入一側的翻斗。當水量達到一定量時,翻斗因重心偏移翻轉,另一側空斗則開始接水,每次翻轉觸發傳感器計數。它適合中小雨,暴雨時,可能因翻斗來不及翻轉而出現誤差。計算公式:降水量
翻斗翻轉次數 × 單次翻斗對應雨量。
2.稱重式雨量計
稱重式雨量計主要通過直接測量收集容器中降水的總質量,并通過容器底部的壓力傳感器或電子天平來實時監測其質量的變化。它測量的精準度高,數據連續性好,能夠適應多種降水形態。計算公式:降水量
降水質量/(水的密度 × 容器面積)。例如,1升水
千克水,對應1平方米面積,即1毫米降水。
溫度計: 監測空氣狀態的 “感知器”
氣象站內的溫度計主要用來測量離地面一定高度處的空氣溫度,代表著大氣溫度。溫度計主要有玻璃管液體溫度計和電子溫度傳感器兩種。玻璃管液體溫度計需要人工進行讀數,而電子溫度傳感器則通過數字顯示,不僅讀數更為準確,還能實現遠程監控和數據傳輸,大大提高了氣象觀測的效率和精度。
溫度計的放置位置十分講究,需要避免陽光直射和地面反射輻射的影響,以確保測量結果的準確性。


百葉箱:儀器的 “防護罩”
百葉箱是保護溫度計、濕度計等設備免受陽光直射、雨水沖刷和動物破壞,同時保持空氣自由流通的一種裝置。箱體為木質或塑料材質,內外涂白漆反射陽光。雙層百葉窗設計,既遮陽又通風,內部溫度接近真實氣溫。百葉箱通常離地面1.5米,避免地面輻射干擾,為溫度計和濕度計提供通風、遮陽、防輻射的標準化觀測環境,從而保證了氣象數據的準確性和可靠性。
