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氣溫是衡量空氣冷熱程度的物理量,表示空氣分子運動的平均動能的大小。我 們通常用攝氏溫標(t)來表示,也有用華氏溫標(F)表示的,理論研究工作中常用絕對溫度(T)表示,其換算關係為:
t = 5*( F─32 ) /9 t = T ─ 273.15
地面氣溫一般指距地面1.25—2.0米處的大氣溫度。測量時,為 了防止太陽輻射對觀測值的影響,測溫儀器必須放在百葉箱或防輻射罩內,並且還要滿足測量元件有良好的通風條件。
測量氣溫的儀器常用的有以下幾 種:
(1)玻璃溫度計:
感應部分是一個充滿液體的玻璃球或柱,與感應部分相連的示度部分是一端封閉、粗細均勻的玻 璃毛細管,測溫液體通常用水銀、酒精或甲苯等。由於玻璃球內液體的熱脹系數遠大於玻璃,毛細管中的液柱會隨溫度變化而升降。常用的玻璃溫度計有最高溫度 表,最低溫度表和乾濕球溫度表。
最高溫度 表
a) 最高溫度表:是專門用來測定一定時間間隔的最高溫度的,它的構造是在球部底處置一根玻璃針,直伸到毛細管口,使毛細管口變狹。溫度上升時,水銀膨脹,壓力 增大,迫使水銀擠過狹管上升。溫度下降時,因無足夠壓力使水銀擠過狹管回到球部,水銀柱就在狹管處斷裂,於是狹管以上這段水銀柱的頂端,就保持在過去一段 時間內溫度表曾感受到的最高溫度示度上,因而可測得最高溫度。
最低溫 度表
b) 最低溫度表:是專門用來測定一定時間間隔的最低溫度的,它用酒精作測溫液,在毛細管內放一枚遊標,溫度上升時,酒精膨脹可越過遊標上升,而遊標本身由於頂 端對管壁有足夠的摩擦力,能維持在原處不動。溫度下降時,酒精柱收縮到與遊標頂端相接觸時,由於酒精液面的表面張力比遊標對管壁的摩擦力要大,使遊標不致 突破酒精柱頂而借液面的表面張力帶動遊標下滑。也就是說,遊標只能降低,不能升高。所以,遊標離球部較遠一端的示度,就是一定時間間隔內曾經出現過的最低 溫度。
乾濕球溫度表
c) 乾濕球溫度表:也就是普通的溫度表,它的測溫液體為水銀,用普通的溫度表可以測定任一時刻的氣溫變化。阿斯曼通風乾濕球溫度表是德國人R·阿斯曼1887 年所創,兩支棒狀溫度表放置在防輻射性能極好的通風管道內,機械或電動通風速度為2.5米/秒。儀器測量精度高,使用方便,常用作野外測量氣溫和濕度。
(2) 金屬溫度計:
是能夠自動記錄氣溫連續變化的儀器。感應元件是雙金屬片,由膨脹系數相差較大的兩片金屬焊接成,將其一端固定,另一端 隨溫度變化而發生位移,位移量與氣溫接近線性關係。自記系統由自記鐘,自記筆組成,自記筆與放大杠桿相連並受感應元件操縱。
金屬溫度計
(3) 金屬電阻溫度表:
利用金屬絲的電阻正比于溫度變化的原理製成。常用的金屬絲有鉑絲、銅絲、鐵絲等三種,阻值在幾十到一百歐之間,其中 鉑絲穩定性最好,可用來作標準溫度表。電阻溫度表適用於遙測。
(4)熱敏電阻溫度表:
感應元件由幾種金屬氧化 物混合燒結成的導體電阻,電阻值通常幾十千歐,其電阻溫度系數大,靈敏度高於金屬電阻溫度表,但穩定性稍差,廣泛應用於高空遙測。
(5)溫 差電偶溫度表:
利用溫差電現象製成,將A和B兩個物理和化學性質不同金屬導體,連接成一個閉合回路,稱為熱電偶。測量時,將熱電偶一 個接點置於恒溫條件(如冰水溶液中)稱參考端,另一個接點放在欲測物體上稱工作端,兩個接點的溫度不同,就會產生溫差電動勢,電動勢正比于兩接點的溫度 差。氣象常用的銅-康銅熱電偶溫差電動勢只有幾十微伏,所以,為了提高測溫靈敏度,常將幾十對熱電偶串接起來組成熱電堆。熱電偶溫度表可用於遙測,在日射 儀器和小氣候觀測中被廣泛應用。
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