大氣物理參數(shù)測量檢測
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發(fā)布時間:2025-07-29 03:33:46 更新時間:2025-07-28 03:33:47
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作者:中科光析科學(xué)技術(shù)研究所檢測中心
大氣物理參數(shù)測量檢測概述
大氣物理參數(shù)測量檢測是環(huán)境監(jiān)測、氣象預(yù)報、氣候研究、空氣質(zhì)量評估以及航空航天、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等諸多領(lǐng)域的基石。它通過科學(xué)、系統(tǒng)的手段,對地球大氣層中一系列關(guān)鍵的物理狀態(tài)量和過" />
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發(fā)布時間:2025-07-29 03:33:46 更新時間:2025-07-28 03:33:47
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作者:中科光析科學(xué)技術(shù)研究所檢測中心
大氣物理參數(shù)測量檢測是環(huán)境監(jiān)測、氣象預(yù)報、氣候研究、空氣質(zhì)量評估以及航空航天、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等諸多領(lǐng)域的基石。它通過科學(xué)、系統(tǒng)的手段,對地球大氣層中一系列關(guān)鍵的物理狀態(tài)量和過程量進行定量觀測與分析。這些參數(shù)不僅直接反映了大氣的瞬時狀態(tài),其長期變化趨勢更是研究區(qū)域乃至全球氣候變化、評估人類活動對環(huán)境影響的核心依據(jù)。精確可靠的大氣物理參數(shù)數(shù)據(jù),是制定環(huán)境保護政策、進行災(zāi)害預(yù)警(如霧霾、沙塵暴、強對流天氣)、優(yōu)化能源利用(如風(fēng)能、太陽能)以及保障人類健康與生產(chǎn)生活安全不可或缺的信息基礎(chǔ)。
大氣物理環(huán)境的復(fù)雜性決定了其測量涉及多個維度的參數(shù)。持續(xù)的監(jiān)測需要綜合運用地面觀測站、高空探測(如探空氣球、氣象飛機)、遙感衛(wèi)星以及移動監(jiān)測平臺等多種技術(shù)手段。其準(zhǔn)確性依賴于精密的檢測儀器、標(biāo)準(zhǔn)化的操作流程(檢測方法)和嚴格的質(zhì)量控制體系(檢測標(biāo)準(zhǔn))。只有確保測量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確、可靠和可比性,才能為科學(xué)研究、環(huán)境管理和公共決策提供真正有價值的支撐。
大氣物理參數(shù)測量檢測的核心項目主要包括:
1. 溫度: 指空氣的冷熱程度,是表征大氣熱力狀態(tài)的基本參數(shù)。通常測量近地面氣溫和高空溫度廓線。
2. 濕度: 表示空氣中水汽含量的多少。常用相對濕度、絕對濕度、露點溫度、水汽壓等指標(biāo)衡量。
3. 氣壓: 單位面積上承受的大氣柱重量,是天氣預(yù)報的重要依據(jù)。
4. 風(fēng)速與風(fēng)向: 空氣水平運動的快慢(風(fēng)速)和來向(風(fēng)向),是風(fēng)能利用、污染物擴散研究的關(guān)鍵參數(shù)。
5. 輻射: 包括太陽總輻射、直接輻射、散射輻射、地面反射輻射、大氣長波輻射、凈輻射等。對地球能量收支平衡、太陽能利用、氣候研究至關(guān)重要。
6. 降水: 降落到地面的液態(tài)水(雨)或固態(tài)水(雪、霰、冰雹等)的量和強度。
7. 能見度: 正常視力的人能夠辨認目標(biāo)物的最大水平距離,反映大氣渾濁度,對交通安全、航空航運影響重大。
8. 云量云高: 云覆蓋天空的成數(shù)(云量)及云底離地面的高度(云高)。
9. 蒸發(fā): 液態(tài)水轉(zhuǎn)化為水汽的過程量。
10. 地表溫度/土壤溫度: 地表或不同深度土壤的溫度。
11. 大氣邊界層特征參數(shù): 如湍流強度、湍流動量/熱量通量、混合層高度等,研究污染物擴散和大氣物理過程的重要參數(shù)。
針對不同的檢測項目,需要使用專門的儀器和設(shè)備:
1. 溫度測量: 玻璃液體溫度計、熱電偶溫度計、電阻溫度計(鉑電阻為主)、熱敏電阻溫度計、紅外輻射溫度計(遙感)、通風(fēng)干濕表(測濕同時測干球溫度)。
2. 濕度測量: 干濕球濕度計、毛發(fā)濕度計、露點儀、電容式濕度傳感器、電阻式濕度傳感器、冷鏡式露點儀(高精度基準(zhǔn))、通風(fēng)干濕表。
3. 氣壓測量: 水銀氣壓表(如福廷式氣壓表,常用作標(biāo)準(zhǔn))、空盒氣壓表(便攜)、壓阻式氣壓傳感器(自動站常用)、振筒式氣壓傳感器(高精度)。
4. 風(fēng)速風(fēng)向測量: * 傳統(tǒng): 風(fēng)杯風(fēng)速計、風(fēng)標(biāo)風(fēng)向計、螺旋槳式風(fēng)速計。 * 現(xiàn)代: 超聲波風(fēng)速風(fēng)向儀(無轉(zhuǎn)動部件,響應(yīng)快)、熱線/熱膜風(fēng)速計(測湍流)、多普勒聲雷達/激光雷達(遙感廓線)。
5. 輻射測量: 總輻射表(天空輻射表)、直接輻射表(太陽跟蹤儀配套)、凈輻射表、長波輻射表、紫外輻射表、光合有效輻射表。核心部件通常是熱電堆傳感器。
6. 降水測量: 雨量筒(人工觀測)、翻斗式雨量計(自動測量)、稱重式雨量計(可測固態(tài)降水)、光學(xué)雨量計(遙感原理)。
7. 能見度測量: 透射式能見度儀、前向散射式能見度儀。
8. 云量云高測量: 目測(人工站)、云幕燈(測云高)、激光云高儀(測云底高)、全天空成像儀(測云量云狀)。
9. 蒸發(fā)測量: E601B型蒸發(fā)皿(人工)、自動蒸發(fā)傳感器(超聲波測距、稱重式等)。
10. 地表/土壤溫度測量: 鉑電阻地溫表、紅外測溫儀(地表)。
11. 邊界層參數(shù)測量: 三維超聲波風(fēng)速風(fēng)向儀(測湍流及通量)、大孔徑閃爍儀(遙感區(qū)域通量)、無線電探空儀/系留氣球(測廓線)、風(fēng)廓線雷達。
大氣物理參數(shù)的測量方法需遵循科學(xué)原理和標(biāo)準(zhǔn)化操作,確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可比性:
1. 接觸式測量: 傳感器(如溫度計、濕度計、風(fēng)速計的風(fēng)杯/螺旋槳)直接暴露于大氣中進行測量。這是最常用的方法,但需注意傳感器的響應(yīng)時間、防護(如防輻射、防濕)和定期校準(zhǔn)。
2. 遙感測量: * 主動遙感: 儀器發(fā)出信號(如激光、聲波、微波),接收大氣散射或反射回來的信號進行反演(如激光雷達測風(fēng)廓線/氣溶膠、聲雷達測風(fēng)溫廓線、測云儀、微波輻射計測溫濕廓線)。 * 被動遙感: 儀器接收來自大氣本身或經(jīng)大氣衰減的太陽/地物輻射(如衛(wèi)星遙感、紅外測溫)。
3. 基準(zhǔn)測量方法: 某些參數(shù)存在國際公認的、基于基本物理定律的最高精度測量方法,作為傳遞標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)(如:冷鏡式露點儀測濕度、稱重法測固態(tài)降水、鉑電阻溫度計在固定點校準(zhǔn))。
4. 自動連續(xù)觀測: 利用自動氣象站(AWS)或環(huán)境空氣自動監(jiān)測站,集成多種傳感器,按設(shè)定時間間隔(如每分鐘、每小時)自動采集、記錄和傳輸數(shù)據(jù)。
5. 人工觀測: 按照規(guī)范的時間和步驟,由觀測員對儀器進行讀取、記錄(如傳統(tǒng)的地面氣象觀測)。
6. 廓線探測: 利用探空氣球攜帶無線電探空儀、飛機下投探空儀、系留氣球平臺或地基遙感設(shè)備(風(fēng)廓線雷達、RASS)獲取大氣垂直剖面上的溫、壓、濕、風(fēng)等參數(shù)。
為確保全球和全國范圍內(nèi)大氣物理參數(shù)測量的一致性和可比性,必須嚴格遵守國際和國家制定的技術(shù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn):
1. 世界氣象組織(WMO)標(biāo)準(zhǔn)與指南: * WMO 技術(shù)規(guī)范(如WMO-No. 8 《氣象儀器和觀測方法指南》):這是全球氣象觀測最基礎(chǔ)、最權(quán)威的標(biāo)準(zhǔn)文件,詳細規(guī)定了觀測項目、儀器性能要求、安裝規(guī)范、觀測方法、數(shù)據(jù)記錄和傳輸格式、質(zhì)量控制等。 * WMO 儀器和觀測方法委員會(CIMO)指南:針對特定儀器或觀測技術(shù)提供更詳細的指導(dǎo)。
2. 國際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)標(biāo)準(zhǔn): 如ISO 9060 (Solar energy - Specification and classification of instruments for measuring hemispherical solar and direct solar radiation),對輻射測量儀器的性能等級進行定義和分類。
3. 國家標(biāo)準(zhǔn)(中國): * 氣象領(lǐng)域: GB/T 系列標(biāo)準(zhǔn)(推薦性國家標(biāo)準(zhǔn))和QX/T系列標(biāo)準(zhǔn)(氣象行業(yè)標(biāo)準(zhǔn))覆蓋了大量大氣物理參數(shù)測量的儀器規(guī)范、觀測方法和數(shù)據(jù)格式。例如: * GB/T 35221-2017 《地面氣象觀測規(guī)范》
證書編號:241520345370
證書編號:CNAS L22006
證書編號:ISO9001-2024001
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