第二节　测温仪器的测定、安装及订正

一、百叶箱的用途

百叶箱（见图4-7）是安置测定温、湿度仪器用的防护设备，它的作用是防止太阳对仪器的直接辐射和地面对仪器的反射辐射，保护仪器免受强风、雨、雪等的影响，并使仪器感应部分有适当通风，能真实地感应外界空气温度和湿度的变化。

图4-7　百叶箱

百叶箱分大小两种。小百叶箱内部高537mm，宽460mm，深290mm，安置干湿球，最高、最低温度表和毛发湿度表；大百叶箱的内部高612mm，宽460mm，深460mm，安置温度计和湿度计。百叶箱内外均涂刷白色油漆，水平地固定在特制支架上。支架腿应牢固地埋入地下，顶端约高出地面125cm。百叶箱装在支架上，并用角铁和螺丝固定，箱门朝向正北。

百叶箱要经常保持洁白，每月至少定期擦洗一次，每1～3年刷白漆一次。冬季下雪后应把箱顶和箱缝中的雪和雾凇刷除。百叶箱内不宜存放其他多余物品，箱内照明灯不得超过25W，读数后应立即关上灯，以免影响温度读数。

二、干湿球温度表的测定及安装

1.干湿球温度表的安装　在小百叶箱底板中心，安装温度表支架，干湿球温度表垂直悬挂在支架两侧的环内，球部向下，干球在东，湿球在西，球部中心距地面1.5m。湿球温度表球部包扎一条纱布，纱布的下部浸到一个带盖的水杯内，杯口距湿球球部约3cm。杯中蒸馏水要添满，保持清洁，一般每周更换一次。

湿球包扎纱布时，把湿球温度表取出，洗净手和湿球球部。将长约10cm的新纱布在蒸馏水中浸湿，使上端服帖无皱折地包卷在水银球部，包卷纱布的重叠部分不超过球部圆周的1/4，再用纱线把高出球部上面的纱布扎紧，在紧靠球部下也用纱线扎好（不宜过紧），剪掉多余的纱线。纱布一般应一周更换一次。

2.干湿球温度表的观测　各种温度表读数均需准确到0.1℃。观测时必须保持视线和水银柱顶端齐平。读数力求敏捷，尽量缩短停留时间，并且勿使头、手和灯接近球部，不要对着温度表呼吸。读数后，要复读，避免发生误读或颠倒零上零下的差错。

冬季湿球纱布开始结冰后，水杯可取走，湿球纱布应在球部下端2～3mm处剪断。气温在-10℃或以上时，湿球纱布结冰，观测之前须先进行湿球融冰。融冰的水温度不可过高，相当于室内温度，能将湿球冰层融化即可。将湿球球部浸在水杯内，使冰层完全融化，然后把水杯移开，用杯口将聚集在纱布头上的水滴除去。风速和湿度正常时，在观测前30分钟左右进行融冰；风大时可在观测前20分钟进行；风小湿度大时，要在观测前50分钟进行融冰。气温在-10℃以下时停止观测湿球温度。气温低于-36.0℃时，改用酒精温度表观测气温。

三、百叶箱最低、最高温度的测定

1.最低、最高温度表的安装　最高温度表安装在百叶箱内温度表支架下横梁上面的一对弧形钩上，感应部分向东稍向下倾斜，约高出干球、湿球温度表球部3cm。

最低温度表水平地安装在温度表支架下横梁的下面一对弧形钩上，感应部分向东，低于最高温度表1cm。

2.最低、最高温度的观测　每天20时观测最低温度一次，观测时眼睛应平直地对准游标离感应部分远的一端，读取示度。

每天20时观测最高温度一次，观测时应注意温度表的水银柱有无上滑脱离开窄道的现象，若有上滑现象，应稍稍抬起温度表的顶端，使水银柱回到正常的位置，然后读数。

最低、最高温度表读数后均需进行调整。最低温度调整方法是抬高温度表的感应部分，使表身倾斜，使游标回到酒精柱的顶端。最高温度表调整方法是用力握住表身，感应部分向下，臂向外伸出约30°的角度，用大臂将表前后甩动，毛细管内水银就可以下落到感应部分，使示度接近当时的干球温度。调整后，把表放回原来位置上时，先放感应部分，后放表身。

四、地温的测定

地温包括地面温度，地面最低、最高温度，浅层（5cm，10cm，15cm，20cm）的地中温度和深层（40cm，80cm，160cm，320cm）的地中温度。地面温度表(又称0cm温度表)及地面最高、最低温度表的构造和原理，与测定空气温度用的最高、最低温度表相同，地面温度表和地面最高温度表的最高示度为＋80℃。

1.地温表的安装　地面和浅层地温的观测地段，设在观测场内南面平整的裸地上，裸地面积为2m×4m。地表疏松、平整、无草，并与观测场整个地面相平。

地面3支温度表须水平地安放在地段中央偏东的地面上，按0cm、最低、最高的顺序自北向南平行排列，感应部分向东，并使其位于南北向一条直线上，表间相隔约5cm；感应部分及表身一半埋入土中，一半露出地面（见图4-8）。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和表身要保持干净。

图4-8　地温表的安装

曲管地温表安装在地面温度表以西约20cm处，按5cm、10cm、15cm、20cm深度顺序由东向西排列，感应部分向北，表间相隔约10cm；表身与地面呈45°夹角，各表表身应沿东西向排齐，露出地面的表身需用叉形木（竹）架支住。

安装时必须按上述要求，先在地上画出安装位置，然后挖沟。表身露出地面的沟壁（南壁）呈东西向，长约40cm，沟壁往下向北倾斜与沟沿呈45°坡，沟的北壁呈垂直面，北沿距离南沿宽20cm左右；沟底为阶梯形，由东向西逐渐加深，每阶距地面垂直深度分别为5cm、10cm、15cm、20cm，长约10cm，沟坡与沟底的土层要压紧。然后安放地温表，使表身背部和感应部分的底部与土层紧贴，各表的深度、角度和距离均符合安装要求，再用土将沟填平。填土时土层也须适度培紧，使表身与土壤间不留空隙。整个安装过程，动作应轻巧和缓，以免损坏仪器。

为了避免观测时践踏土壤，应在与地温表北面相距约40cm处，顺东西向设置一观测用的栅条式木制踏板。踏板宽约30cm，长约100cm。

直管地温表应安装在观测场南边，有自然覆盖物（草皮或浅草层），面积为3m×4m的地段上，位于浅层地温表场的东边。观测地段应保持平坦，草层应与整个观测场草层同高。

直管地温表安装应自东向西，由浅入深，表间相隔约50cm，在地段中部排列成一行。直管地温表的套管须垂直埋入土中，挖坑时应尽量减少破坏土层，如有条件，应用钻孔设备钻孔为好。套管埋好后，要使各表感应部分中心距离地面的深度符合要求，并把管壁四周与土层之间空隙用细土填充、捣紧。

为了保护地段的草层和有积雪时的积雪层，在地温表北边约30cm处，应设置一个木制观测台架。架宽约30cm，长度按观测方便而定，高度与地温表外管露出地面的高度相同（无积雪或积雪不深的地方，台架高度可适当降低）。

2.地温的观测　定时观测按地温表5cm、10cm、15cm、20cm、40cm的顺序进行读数（地面最低、最高温度表的观测和调整仅在20时进行。夏季地面温度较高时，地面最低温应在8时观测，观测后把温度表收起，20时再调整放回）。较深层的地温(包括80cm、160cm、320cm）因日变化小，每日仅在14时观测一次。

地温表读数方法与普通温度表相同，由于安置不同，观测时还应注意以下几点：

（1）观测地面温度时，应站在踏板上俯视读数，不准把地温表取离地面。观测曲管地温表时，应特别注意视线与水银柱保持垂直。观测直管地温表时，应站在台架上把直管地温表很快取出并迅速读数。

（2）地温表示度超出刻度范围，可用外推法估计读数，记录放括号内。

（3）地面和曲管地温表被水淹时，可照常观测，3支地面温度表应水平地取出水面（勿使水银柱和游标滑动）迅速读数。若地温表漂浮于水中，则不作记录。

（4）地面温度表被雪埋住时，在降雪或吹雪停止后，应将表从雪中小心取出（勿使水银柱、游标滑动），水平地安置在未被破坏的雪面上，球部和表身埋入雪中一半，安置后10分钟才能读数。当发现表身下陷雪内，或在观测前巡视时，表身又被雪埋住，均应将表重新安置在雪面上。读数时若感应部分又被雪覆盖，可照常读数。

（5）积雪较浅或积雪时间较短的地区，当积雪掩盖曲管地温表时，可以把雪拨开（露出刻度）观测。但积雪时间较长且积雪较深的地区，在积雪掩盖曲管地温表后，即停止观测。

（6）冬季易发生冻折曲管地温表的地区，在土壤临近冻结时，应将曲管地温表全部收回，待来年解冻后再重新安装观测。

（7）冬季地面温度降到-36℃以下时，只读最低温度表的酒精柱（作为0cm地温）和游标示度，地面最高温度停测。

（8）在可能降冰雹之前，为防止损坏地面温度表和曲管地温表，应罩上防雹网罩，冰雹停后立即取掉。

五、玻璃液体温度表读数的订正

玻璃温度表的仪器差是由于制作温度表技术条件的限制和材料的某些物理特性变化而引起的，在一定时间内对某一刻度范围来说是一个定值，在实际工作中采用定期与标准温度表比较检定，而得出仪器差，使用时加以订正，即可消除误差。玻璃温度表在出厂前，先与标准温度表进行比较检定，求出其在各种温度范围下的仪器差，并编制成检定证，举例如下：

1.与标准温度表比较得出该表各整10℃点上的仪器订正值如表4-3。

表4-3　各点的仪器订正值

2.为了便于使用订正值，用线性内插法求出订正值，按0.1分配的温度区间编制表4-4。

表4-4　各温度示值的订正值

温度表每次读数后，应从其所附的检定证中查出仪器差订正值，然后求出读数值与仪器差值的代数和，即为订正后的正确温度值。

例：温度读数为-13.5℃，查上述检定证，订正值为＋0.1，订正后的温度正确值为-13.4℃。如温度读数为7.8℃，则订正值为-0.1℃，订正后为7.7℃。

六、温度计的温度测定

温度计是自动记录气温连续变化的仪器。从自记记录纸上可获得任何时间的气温以及气温极值及其出现时间。(www.daowen.com)

1.温度计的安装　温度计应稳固地安装在大百叶箱中下面的架子上，底座保持水平，感应部分中部离地1.5m。

2.温度计的观测和使用　定时观测时，根据自记笔笔尖在自记纸上的位置观测读数，并作时间记号(轻抬一下自记笔笔杆)。在换下的自记纸上，要把定时观测的实测值和自记读数分别读记在相应的时间线上，自记记录以时间记号为正点。

自记钟在旋转一周以后，就应更换自记纸，换纸步骤如下：

（1）作记录终了的时间记号。

（2）拨开笔挡，取下自记钟筒，在自记迹线终端上角记下记录终了时间。

（3）拨开压纸条，取下自记纸，上好钟机发条，换上填好站名、日期的新纸。上纸时要求自记纸卷紧在钟筒上，两端的刻度线要对齐，底边紧靠钟筒突出的下缘，并注意勿使压条挡住有效记录的起止时间线。

（4）在自记迹线开始一端的上角写上记录开始时间，使钟筒稍微超过当时时间，再将钟筒反转（以消除大小齿间的空隙），使笔尖对准记录开始的时间，拨回笔挡并作一时间记号，盖好仪器盒盖。

自记仪器应经常保持清洁，感应部分不要用手或其他硬物体碰及，有灰尘时可用干洁毛笔清扫。当记录曲线出现“间断”或“阶梯”状现象时，应及时检查自记笔笔尖对自记纸的压力是否适当，方法是把仪器向自记笔一侧倾斜30°～40°。如笔尖稍稍离开钟筒，则压力适当，否则说明压力过大或过小，应调节笔杆根部的螺丝或改变笔杆架子的倾斜度，使笔尖压力适当。但不要采用弯曲笔杆的办法改变笔尖的压力。如经上述调节仍不能纠正时，则应清洗、调整各个轴承和连接部分。

平时不要随便调整自记仪器笔尖位置，只有当自记纸示度与实测值相差较大时，才转动调整螺丝，把笔尖调到正确示度上。

笔尖添加自记墨水，不要过满。如笔尖出水不畅，应用光滑坚韧的薄纸疏通笔缝。更换新笔尖，先用酒精擦拭除油，然后再上墨水。

严寒冬季，自记钟易发生停摆现象，应将钟清洗并在轴和轴孔里加抗凝的表油。当周记型自记钟一周快慢超过半小时，或日转型自记钟一日快慢超过10分钟时，应调整快慢钟，慢了拨向+（或A、F），快了应拨向-（或R、S）。自记钟使用一年左右应清洗加油一次。

3.自记记录整理　取下来的自记纸，常因自记钟不准和感应部分有误差，造成读数误差。为正确使用，记录要进行时间订正和读数订正。

（1）时间订正时间订正是以定时观测所作的时间记号作为订正的依据。时间记号超过正点线时，时差为正，时间记号不到正点线时，时差为负，单位为分，订正方法如下：

总变差=本次时间差－上次时差，即：

　　　　　　　　　　t=t_n-t₀

各时变差=总变差/两次定时观测时间间隔（h），即：

　　　　　　　　　　Δt=t/n

各时时差=上次时间差+各时变差×与上次观测的时间间隔（h），即：

　　　　　　　　　　t_x=t₀＋Δt_x×n_x

最后依次把各时时差加到各时正点时间上，得出经过订正后的正确时间，用铅笔在自记纸上作出各时的正确时间记号。

例如：8时的观测时间记号在正点线前6分钟，14时观测时间记号在正点线后2分钟，则8～14时的时间订正如下：

　　　　　　　　　　t=t_n－t₀=2－（-6）=8min

　　　　　　　　　　Δt=t/n=8/6=1.3

于是，9时时差t₁＝-6＋1.3×1=-5min

　　10时时差t₂＝-6＋1.3×2=-3min

　　11时时差t₃＝-6＋1.3×3=-2min

　　12时时差t₄＝-6＋1.3×4=-1min

　　13时时差t₅＝-6＋1.3×5=+1min

　　14时时差t₆＝-6＋1.3×6=+2min

将各时时差加到各时的正点线上，即得各时正确时间位置（表4-5）。

表4-5　各时正确时间位置

（2）记录订正记录订正的具体步骤为：

①抄录02、08、14、20时四次定时温度观测值（经订正）和相应的四次自记温度读数，各算出仪器差：

仪器差＝实测值-自记值

②按各时时间记号，读出其他各时自记值。

③求出各时仪器差。

④最后求出正确值：正确值＝自记值+仪器差

例如：08时的实测值为15.8℃，自记值为15.0℃，14时实测值和自记值分别为24.6℃和24.0℃，求08～14时各时正确值。

　　　　　　　　　　t＝t_n-t₀＝0.6-0.8=-0.2

　　　　　　　　　　Δt＝-0.2/6＝-0.03

　　9时仪器差＝0.8＋(-0.03)×1=0.8

　　10时仪器差＝0.8＋(-0.03)×2=0.7

　　11时仪器差＝0.8＋(-0.03)×3=0.7

　　12时仪器差＝0.8＋(-0.03)×4＝0.7

　　13时仪器差＝0.8＋(-0.03)×5＝0.6

将各时仪器差加到各时自记值上，即得各时正确值（表4-6）。

表4-6　各时温度的正确值（℃）