地面温度表是测定地表面温度所用
温度表,包括普通地面温度表、地面最高温度表和地面最低温度表。它们基本上与测定气温的干球、最高、
最低温度表相同,只是由于地面温度变化范围较宽,它们的
刻度和测量的范围较大。
简介
《
地面气象观测规范》将地面温度定义为:直接与土壤表面接触的温度表所示的温度。我国从50年代初至今,一直采用前苏联的地温观测方法,用玻璃水银温度表,半埋式安置测量地面温度。
背景知识
低温表是测量不同深度土壤温度的一种温度表。有测定地表温度的地面温度计,测上层土壤温度的
曲管地温表,测深层土壤温度的
直管地温表等三种。
观测方法
温度表的置放
按《地面气象观测规范》的要求在地面气象观测场内,选面积2X4米2裸地,经疏松、平整作为对比观测场地,选用同一批检定的两支耶拿16型地面温度表作为对比观测仪器,两支表安置在对比观测场地中线南、北两侧、感应部分朝东、表身与东西线平行,间隔5厘米,其中一支感应部分全部露出土面,与土壤之间留有约1毫米左右的空隙,另一支严格按《规范》要求安置,并始终保持正确安置状态。
为准确测量地面温度,《
地面气象观测规范》规定:感应部分及表身,一半埋入土中,一半露出地面,埋入土中部分的感应部分与土壤必须密贴,不可留有空隙,露出地面部分的感应部分及表身,要保持干净。
读数
观测时,先读地面温度表,再读地面最高温度表,地面最低温度表(先读酒精注,再读指标),读数记录后,随即调整地面最高温度表和地面最低温度表。调整以后的地面地面最高温度,应再进行读数一次,计入地面最高温度调整以后栏。
注意事项
在炎热的日子里,早晨7点观测以后,要把地面最低温度表拿走,放在阴处,到19点观测前一刻钟,将指标调整后,再重新把它安置起来。13时即不观测地面最低温度。
冬天当温度降低到-36°以下的时候,只观测地面最低温度(酒精示度和指标示度)。将地面温度表及地面最高温度表收回去不作观测。
当雪暴或降雪停止后,应立刻到观测场上去小心地取出地面温度表,地面最高温度表,地面最低温度表,并把它们安在积雪的表面上来(球部一般埋在雪中,一半露在外面)。
分类
普通最高温度表
测定土壤表面(5cm)温度的温度表。水平安置在地面,球部一般埋在土内,其构造为一根玻璃细管,下端呈圆柱或圆球形,内注水银或酒精,形成液注,随温度升降而伸缩,根据液注顶端所在位置就可读出温度数值。
地面最高温度表
测定在一段时间内地表(10cm)最高温度的温度表。水平安置在地面,球部一般埋在土内,其构造特点是在温度表的球部和细管的连通处特别狭窄。升温时,水银体积膨胀,通过狭窄处上升;降温时,球部水银体积收缩,狭窄处水银柱断裂,细管内的水银柱留在原处,顶端示度即为该时段的最高温度。观测后轻轻甩动温度表,使细管中的水银下落与球部水银相接,然后平放原位,待下次观测。
地面最低温度表
测定在一段时间内地表最低温度的温度表。水平安置在地面,球部一般埋在土内,其结构特征是毛细管较粗,内装透明的酒精,游标悬浮在毛细管中。
其测量原理:观测时将游标调整到酒精柱的顶端,然后将温度表平放。升温时,酒精从游标和毛细管之间的狭缝通过,游标不动;温度下降时,液柱顶端表面张力使游标向球部方向移动。因此,游标指示的温度只降不升,远离球部的一端将指示出一定时段的最低温度。
误差分析
为准确测量地面温度,《地面气象观测规范》规定:感应部分及表身,一半埋入土中,一半露出地面,埋入土中部分的感应部分与土壤必须密贴,不可留有空隙,露出地面部分的感应部分及表身,要保持干净。但在实际工作中,人们对此规定往往重视不够。常见有感应部分全部露在土面以上,不与土壤密贴的现象。特别是雨后及地面最高
最低温度表这种现象更为常见。所以在观测资料中有时出现地面最高温度测量值低于零厘米地面温度,这显然是不正确的。这主要是由于地面温度表安置状态不同所造成的。
在实际工作中, 有的台站不能严格按《规范》要求操作, 地面三支温度表的安置存在一些间题。主要是:
安置不当
(1)平时不注意及时疏松地温场, 地面温度表放在板结的地表面或“ 硬槽” 内, 感应部分及表身裸露在地表或与土壤间有较大的空隙。
(2)20 时调整后地高、地低表匆忙放置,感应部分不能与土壤密贴, 从而造成地面0cm 、地而最高温度表示值偏低, 地面最低温度示值偏高。
不同安置状态的地面温度表测量值产生差异的原因是十分复杂的,但我认为土壤与空气的热属性不同,是引起差异的主要原因。众所周知,土壤增热和冷却都比空气快,地面温度振幅比贴地气层温度振幅大,而我们用来测量地面温度的玻璃水银温度表属接触式测温仪器,藉要与介质接触,通过热交换,达到热平衡才能反映被测物体的温度。安置状态不正确的温度表的感应部分全露在空气中,测得的温度实际上是贴地气层的温度,而安置状态正确的温度表测得的值,才符合《规范》定义的地面温度的值。因此我们在观测地面温度时,要十分重视温度表的安置,特别是在雨后和调整地面最高、最低温度表后,要按《规范》要求疏松表土,并安置好地面温度表,以保证观测资料的准确性。
维护不当
(1)在降雨(雪) 后, 不及时擦净表身及感应部分粘结的泥土。
(2)地面最高、最低表, 由于每天调整,安置在较疏松的土壤中, 而o c m 表周围土壤板结。
由于疏松的
土壤导热率小, 密质的土壤导热率大, 感应部分粘结了泥土导热快, 地面温度的变化幅度比正常情况下要大; 地面最高址低表与ocm 表周围土壤导热率不同, 温度变化有所差异, 可比性差, 往往引起极值与定时值矛盾。