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气温

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气温气温

气象学上把表示空气冷热程度的物理量称之为空气温度,简称气温。国际上标准气温度量单位摄氏度(℃)。公众天气预报中所说的气温,是在植有草皮的观测场中离地面1.5米高的百叶箱中的温度表上测得的,由于温度表保持了良好的通风性并避免了阳关直接照射,因而具有较好的代表性。气温的差异是造成自然景观和我们生存环境差异的主要因素之一,与我们的生活关系非常密切。

空气温度记录可以表征一个地方的热状况特征,无论在理论研究上,还是在国防经济建设的应用上都是不可缺少的。气温是地面气象观测中的所要测定的常规要素之一。气温有定时气温(基本站每日观测4次,基准站每日观测24次),日最高、日最低气温。配有温度计的台站还有气温的连续记录。是由安装在百叶箱中的温度表或温度计所测定的,这些温度表或温度计是根据水银酒精或双金属片作为感应器的热胀冷缩特性制成的。气温的单位除上面提到的用摄氏度(℃)表示,有的以华氏度(F)表示,均取小数一位,负值表示零度以下。
中国气温记录一般采用摄氏度(℃)为单位。摄氏与华氏的换算关系是:
C=5/9(F-32)
F=9/5C+32      【式中F-华氏温度,C-摄氏温度】[1]

平均气温编辑本段回目录

(图)气温测量气温测量

指某一段时间内,各次观测的气温值的算术平均值。根据计算时间长短不同,可有某日平均气温、某月平均气温和某年平均气温等。通常通过气温的平均情况来表达气温一天的状况,这就是平均气温。由于不同气象站,每天观测次数不等,中国气象部门统一规定,日平均气温是把每天02时、08时、14时、20时四次测量的气温求平均,还要精确到1/10度。除了日平均气温,还有候(5天)、旬(10天)、月、年平均气温。以表达不同时段气温的变化特点。气象部门每天02时、08时、14时、20时(北京时)每隔6小时进行一次观测或者02时、05时、08时、11时、14时、17时、20时、23时每隔3小时进行气温观测。为了特殊需要(如航空),甚至进行间隔1小时、半小时的气象观测。
1 某日平均气温:某一天的最高气温和最低气温的平均值。
2 某月平均气温:某一月的多日平均气温的平均值。
3 某年平均气温:将今年的多日平均气温(或多月平均气温)的平均值。

极端气温编辑本段回目录

(图)气温变化趋势图
气温变化趋势图

极端气温也叫绝对气温。它是指历年中给定时段(如某日、月、年)内所出现的气温极端值。可分为极端最低气温和极端最高气温。

1.极端最低气温,也叫绝对最低气温。
指历年中给定时段(如某日、月、年)内所出现的最低气温中的最低值。根据给定时段不同,可有某日、某月和某年极端最低气温。如:
某月极端最低气温是从全月各日最低气温中挑出的极植。
某年极端最低气温是从全年各日最低气温中挑出的极值。
某日极端最低气温是从全天多次观测的最低气温值。
如果考虑多年状况,也有多年某日、多年某月及多年年极端最低气温。
如,多年某日极端最低气温是从历年某日最低气温中挑出的极值。
多年某月极端最低气温是从历年某月最低气温中挑出的极值。
多年年极端最低气温是从历年最低气温中挑出的极值。

2.极端最高气温,也叫绝对最高气温
指历中给定时段(如某日、月、年)内所出现的最高气温中的最高值。同极端最低气温相似,也可分为某日、某月和某年极端最高气温以及多年某日、多年某月和多年年极端最高气温。

3.每日的最高气温和最低气温
最高气温是一日内气温的最高值,一般出现在14-15时,最低气温一般出现在早晨5-6时
地面气象观测的气温项目及其单位:定时气温,日最高、日最低气温。配有温度计的气象站应作气温的连续记录。以摄氏度(℃)为单位,取一位小数。

影响因素编辑本段回目录

气温气温

自然因素

气温通常指与人类关系密切的近地面空气的温度,由于以下因素的影响,温度的高低及变化也会有很大的不同。
1. 纬度位置,是影响气温的主要因素。因地球是个很大的球体,因此各地的太阳高度角不同,接受太阳光热的多少就不一样,气温的高低也相差悬殊。一般是纬度越低,气温越高;纬度越高,气温越低。各地区所处的纬度位置不同,是造成世界各地气温不同的主要原因。
2. 大气环流,大气圈内空气作不同规模的运行,统称为大气环流。它是大气中热量、水汽等输送和交换的重要方式。主要是由于在高纬与低纬之间、海洋与陆地之间,因冷热不均出现气压差异,在气压梯度力和地转偏向力的作用下,形成地球上的大气环流。大气环流引导着不同性质的气团活动、锋、气旋和反气旋的产生和移动。来自高纬或内陆的气团寒冷干燥,来自低纬或海洋的气团温和湿润。一个地区在一年里受两种性质不同的气团控制,气温便有明显的季节变化。[2]

人文因素

1。城市下垫面(大气底部与地表的接触面)特性的影响

城市内大量人工构筑物如铺装地面、各种建筑墙面等,改变了下垫面的热属性。城市地表含水量少,热量更多地以显热形式进入空气中,导致空气升温。同时城市地表对太阳光的吸收率较自然地表高,能吸收更多的太阳辐射,进而使空气得到的热量也更多,温度升高。
2。城市大气污染

城市中的机动车辆、工业生产以及大量的人群活动,产生了大量的氮氧化物二氧化碳粉尘等,这些物质可以大量地吸收环境中热辐射的能量,产生众所周知的温室效应,引起大气的进一步升温。
3。人工热源的影响

工厂、机动车、居民生活等,燃烧各种燃料、消耗大量能源,无数个火炉在燃烧,都在排放热量!

4。城市里的自然下垫面减少

城市的建筑、广场、道路等等大量增加,绿地、水体等自然因素相应减少,放热的多了,吸热的少了,缓解热岛效应的能力就被削弱了。

分布状况编辑本段回目录

(图)气温气温

气温的分布通常用等温线图表示。所谓等温线就是地面上气温相等的各地点的连线。等温线的不同排列,反映出不同的气温分布特点。如等温线稀疏,则表示各地气温相差不大。等温线密集,表示各地气温悬殊。等温线平直,表示影响气温分布的因素较少。等温线的弯曲,表示影响气温分布的因素较多。等温线沿东西向平行排列,表示温度随纬度而不同,即以纬度为主要因素。等温线与海岸平行,表示气温因距海远近而不同,即以距海远近为主要因素等等。影响气温分布的主要因素有三,即纬度、海陆和高度。但是,在绘制等温线图时,常把温度值订正到同一高度即海平面上,以便消除高度的因素,从而把纬度、海陆及其它因素更明显地表现出来。在一年内的不同季节,气温分布是不同的。通常以1月代表北半球的冬季和南半球的夏季, 7月代表北半球的夏季和南半球的冬季。对冬季和夏季地球表面平均温度分布的特征,可作如下分析。首先,在全球平均气温分布图上,明显地看出,赤道地区气温高,向两极逐渐降低,这是一个基本特征。在北半球,等温线7月比1月稀疏。这说明1月北半球南北温度差大于7月。这是因为1月太阳直射点位于南半球,北半球高纬度地区不仅正午太阳高度较低,而且白昼较短,而北半球低纬地区,不仅正午太阳高度较高,而且白昼较长,因此1月北半球南北温差较大。

7月太阳直射点位于北半球,高纬地区有较低的正午太阳高度和较长的白昼,低纬地区有较高的正午太阳高度和较短的白昼,以致7 月北半球南北温差较小。其次,冬季北半球的等温线在大陆上大致凸向赤道,在海洋上大致凸向极地,而夏季相反。这是因为在同一纬度上,冬季大陆温度比海洋温度低,夏季大陆温度比海洋温度高的缘故。南半球因陆地面积较小,海洋面积较大,因此等温线较平直,遇有陆地的地方,等温线也发生与北半球相类似的弯曲情况。海陆对气温的影响,通过大规模洋流和气团的热量传输才显得更为清楚。例如最突出的暖洋流和暖气团是墨西哥湾暖洋流和其上面的暖气团,这使位于60N以北的挪威、瑞典1月平均气温达 0—15℃,比同纬度的亚洲及北美洲东岸气温高10—15℃。盛行西风的40N处,在欧亚大陆靠近大西洋海岸,由于海洋影响,1月平均气温在15℃以上。在亚洲东岸受陆上冷气团的影响,1月平均气温在-5℃以下。大陆东西岸1 月份同纬度平均气温竟相差20℃以上。

在40N处的北美洲西岸1月平均气温靠近10℃,在东面大西洋海岸仅为0℃,相差亦达10℃。至于冷洋流对气温分布的影响,在南美洲和非洲西岸也是明显的。此外,高大山脉能阻止冷空气的流动,也能影响气温的分布。例如,中国的青藏高原北美落基山欧洲阿尔卑斯山均能阻止冷空气不向南面向东流动。再次,最高温度带并不位于赤道上,而是冬季在5—10°N 处,夏季移到20°N 左右。这一带平均温度1月和7月均高于24℃,故称为热赤道。热赤道的位置从冬季到夏季有向北移的现象,因为这个时期太阳直射点的位置北移,同时北半球有广大的陆地,使气温强烈受热的缘故。最后,南半球不论冬夏,最低温度都出现在南极。北半球仅夏季最低温度出现在极地附近,而冬季最冷地区出现在东部西伯利亚和格陵兰地区。

极端温度的度数和出现地区,往往在平均温度图上不能反映出来。根据现有记录,世界上绝对最低气温出现在东西伯利亚的维尔霍扬斯克和奥伊米亚康,分别为-69.8℃和-73℃,1962年在南极记录到新的世界最低气温为-90℃。世界绝对最高气温出现在索马里境内,为63 ℃。在中国境内,绝对最高气温出现在新疆维吾尔自治区的吐鲁番,达到 48.9℃。绝对最低气温在黑龙江省的漠河,1968年2月13日测得-52.3 二、气温的非周期性变化气温的变化还时刻受着大气运动的影响,所以有些时候,气温的实际变化情形,并不像上述周期性变化那样简单。例如3月以后,中国江南正是春暖花开的时节,却常常因为冷空气的活动而有突然转冷的现象。秋季,正是秋高气爽的时候,往往也会因为暖空气的来临而突然回暖。

某地气温除了由于太阳辐射的变化而引起的周期性变化外,还有因大气的运动而引起的非周期性变化。实际气温的变化,就是这两个方面共同作用的结果。如果前者的作用大,则气温显出周期性变化;相反,就显出非周期性变化。不过,从总的趋势和大多数情况来看,气温日变化和年变化的周期性还是主要的。热量平衡中各个分量,如辐射差额、潜热和显热交换等,都受不同的控制因子影响。这些因子诸如纬度、季节等天文因子有着明显的地带性和周期的特性。而下垫面性质、地势高低,以及天气条件,如云量多少、大气干湿程度等,均带有非地带性特征。同时,不同地点,这些因子的影响也不相同,因而在热量的收支变化中引起的气温分布也呈不均匀性。

测量方法编辑本段回目录

(图)气温气温

气温是衡量空气冷热程度的物理量,表示空气分子运动的平均动能的大小。通常用摄氏温标(t)来表示,也有用华氏温标(F)表示的,理论研究工作中常用绝对温度(T)表示,其换算关系为:
t = 5*( F—32 ) /9 t = T — 273.15

地面气温一般指距地面1.25—2.0米处的大气温度。测量时,为了防止太阳辐射对观测值的影响,测温仪器必须放在百叶箱或防辐射罩内,并且还要满足测量元件有良好的通风条件。

测量气温的仪器常用的有以下几种:

最高温度表

a) 最高温度表:是专门用来测定一定时间间隔的最高温度的,它的构造是在球部底处置一根玻璃针,直伸到毛细管口,使毛细管口变狭。温度上升时,水银膨胀,压力增大,迫使水银挤过狭管上升。温度下降时,因无足够压力使水银挤过狭管回到球部,水银柱就在狭管处断裂,于是狭管以上这段水银柱的顶端,就保持在过去一段时间内温度表曾感受到的最高温度示度上,因而可测得最高温度。

最低温度表

b) 最低温度表:是专门用来测定一定时间间隔的最低温度的,它用酒精作测温液,在毛细管内放一枚游标,温度上升时,酒精膨胀可越过游标上升,而游标本身由于顶端对管壁有足够的摩擦力,能维持在原处不动。温度下降时,酒精柱收缩到与游标顶端相接触时,由于酒精液面的表面张力比游标对管壁的摩擦力要大,使游标不致突破酒精柱顶而借液面的表面张力带动游标下滑。也就是说,游标只能降低,不能升高。所以,游标离球部较远一端的示度,就是一定时间间隔内曾经出现过的最低温度。

干湿球温度表

c) 干湿球温度表:也就是普通的温度表,它的测温液体为水银,用普通的温度表可以测定任一时刻的气温变化。阿斯曼通风干湿球温度表是德国人R阿斯曼1887年所创,两支棒状温度表放置在防辐射性能极好的通风管道内,机械或电动通风速度为2.5米/秒。仪器测量精度高,使用方便,常用作野外测量气温和湿度。

测量工具编辑本段回目录

(图)立式温度计立式温度计

(1)玻璃温度计:
感应部分是一个充满液体的玻璃球或柱,与感应部分相连的示度部分是一端封闭、粗细均匀的玻璃毛细管,测温液体通常用水银酒精甲苯等。由于玻璃球内液体的热胀系数远大于玻璃,毛细管中的液柱会随温度变化而升降。常用的玻璃温度计有最高温度表,最低温度表和干湿球温度表。

(2) 金属温度计:
是能够自动记录气温连续变化的仪器。感应元件是双金属片,由膨胀系数相差较大的两片金属焊接成,将其一端固定,另一端随温度变化而发生位移,位移量与气温接近线性关系。自记系统由自记钟,自记笔组成,自记笔与放大杠杆相连并受感应元件操纵。
(3) 金属电阻温度表:
利用金属丝的电阻正比于温度变化的原理制成。常用的金属丝有铂丝、铜丝、铁丝等三种,阻值在几十到一百欧之间,其中铂丝稳定性最好,可用来作标准温度表。电阻温度表适用于遥测。

(4)热敏电阻温度表:
感应元件由几种金属氧化物混合烧结成的导体电阻,电阻值通常几十千欧,其电阻温度系数大,灵敏度高于金属电阻温度表,但稳定性稍差,广泛应用于高空遥测。

(5)温差电偶温度表:
利用温差电现象制成,将A和B两个物理和化学性质不同金属导体,连接成一个闭合回路,称为热电偶。测量时,将热电偶一个接点置于恒温条件(如冰水溶液中)称参考端,另一个接点放在欲测物体上称工作端,两个接点的温度不同,就会产生温差电动势,电动势正比于两接点的温度差。气象常用的铜-康铜热电偶温差电动势只有几十微伏,所以,为了提高测温灵敏度,常将几十对热电偶串接起来组成热电堆。热电偶温度表可用于遥测,在日射仪器和小气候观测中被广泛应用。

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