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云高观测

时间:2020-10-15 20:21 来源:未知 作者:admin

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  云的形成和演变,是大气中错综复杂的物理过程的具体表现之一,也是预示未来天气变化的重要征兆,系统的高云出现,常与大范围的天气系统如气旋,锋面等活动有密切关系。夏季出现积云状高积云(堡状、絮状)。往往是雷雨天气的前兆。云天观测是台站预报的重要依据。云对航空飞行也有着直接影响,飞机起飞着陆。飞行高度,航线选择等,都需要充分考虑飞行区域内云的水平分布、厚度、云底高度和云层的间隙。云状,云高、云量的准确测定为保障飞行安伞起着不可低估的作用。在人工影响局部天气方面,如人工降水,人工消雹时也要根据云的性质、高度来决定所采取的方法。因此对于云高的观测在气象中也是一项重要的观测项目,所谓云高,主要是指云底距测站地面的垂直距离。

  由于器测云高受到台站条件的限制。至今许多台站还广泛采用目力估测云高。下表是我国各属云常见云底高度范嗣。由于我国幅员辽阔,地形复杂,各地云底高度相差很大,加I二所用资料不够允分,所以表中数据仅供估计云高时参考。

  一般来说,发展中的云比消散中的低。此外,云底高度还受近地层湿度的影响,尤其是低云。当测站附近有山。建筑物,塔架等高大目标物时,则可根据目标物的已知扁度来估测云高。

  沿海及潮湿地区,或雨后初晴潮湿地带,云底较低,有时在600米以下;沙漠和干燥地区,有时高达3000米左右

  当低层水汽充沛时,云底高可在600米以下。个别地区有时高达3500米左右

  夏季南方地区有时高达17000米;冬季北方和西部高原地区可低至2000米以下

  应用一上升速度V为已知的气球,灌好氢气后,施放上升,用肉眼或经纬仪进行观测,用秒表测出从施放到气球升达云底的时间,也就是气球轮廓刚模糊的时间t,云高H用下列公式计算:H=V·t,气球测定云高适用于云层低而密集的情况。气球升速,可按当时的具体情况,分别选用100米/分,200米/分两种不同升速。

  例:某次用升速200米/分的气球测定云高,从开始施放至球影开始模糊,历时15分27秒。则云高为3090米

  此外在选用气球也要依当时的情况而定。云底呈白色或云底较亮时,可用红色气球;云底呈灰色或天空较暗时。可用黑色气球。

  云幕灯足夜间实测云高的仪器,有300型和420型两种,其结构原理基本相同,这里主要介绍300型云幕灯

  (一)云高测定原理。把云幕灯安置在离观测点距离为L(通常为300米或500米)的点上。接通电源,射出垂直光柱,在云底形成一个明亮的光点,在测点闹仰角器测出光点的仰角a.按下式计算得出云高H=L·tga。

  (二)云幕灯结构原理。300型云幕灯由发光装置、反光装置和支承保护装置组成。

  1.发光装置,由光源氙灯和触发器组成。氙灯是二个球形玻璃泡,内充氨气,还装有两个电极。氙气在通常情况下是绝缘体,但在很高的电压(例如几万伏)作用下,氙气电离,就能导电,氙灯导电后,可在低压(17伏一20伏)下工作,同时发出强烈的白光。在相同电功率情况下,氙灯比白炽灯亮得多。触发器用来产生三万伏以上的高频高压,引起灯管内氙气强烈电离,点亮氙灯。

  2.反光装置由大、小反光镜组成。其作用是将点光源四散的光线集中变为平行光柱射出。大、小反光镜均为凹凸镜,灯泡安在大反光镜的焦点与小反光镜的球心上。这样,氙灯发出的光,一部分直接射向大反光镜,形成平行光射出。另一部分通过小反光镜的反射也射至大反光镜上,通过大反光镜的再次反射,形成平行光射出。

  3.支承保护装置由外壳、玻璃盖和基鹰组成。在玻璃盖上有四个托攀,是用来压紧玻璃盖的。三个基座上各有一个可调手轮。用来调整仪器的水平。

  (三)使用时,先打开电源开关(如3秒钟后灯不亮,成立即切断电源检查)。然后用仰角器测量云底亮点的仰角值,连续测定三次,取平均仰角值,精确到度。再次关闭电源开关(一次开灯时间一般不超过2分钟)。最后根据测得的仰角和观测点到云幕灯之间的水平距离,求出云高。

  影响云高的因子很多,在实际估测时,还需结合以下情况加以综合分析判断:(一)拔海高度、季节,昼夜等对云高有明显影响。一般来说,云的凝结高度足幢拔诲增加而降低的;一年中冬季低于夏季,一日中早晚低于中午前后。(二)云体结构,云块大小、亮度,颜色、移动速度等与云高有关。一般来况,云底较低的云表现为结构松散、云块较大,透光程度差、颜色较暗,云层移动快;反之,云底较高。参考云层明暗程度估计云高是白天观测云高的一条经验,但用于黎明或傍晚,却往往发生错觉。黎明或傍晚,因阳光斜射,通过云层距离较长,而且光线经过较厚的大气层鼓减弱很多,使本来高度无显著变化的云层,因太阳高度角降低,而被误认为云层在显著增厚变低。(三)云在发生、发展、演变过程中,它的高度也在不断变化(主要指系统侵入或移出天空的云层)。

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