第一节　气压的测定

气压测定是测定作用在单位面积上的大气压力。气压以百帕（hPa）为单位，取一位小数。测定气压的仪器，主要用动槽式（福丁式）水银气压表和定槽式（寇乌式）水银气压表。

一、水银气压表

1.水银气压表的构造　水银气压表是性能稳定，精度较高的气压测定仪器。它是用一根一端封闭的玻璃管装满水银，开口一端倒插入水银槽中，管内水银柱受重力作用而下降，当作用在水银槽水银面上的大气压强与玻璃管内水银柱作用在水银槽内水银面上的压强相平衡时，水银柱就稳定在某一高度上，这个高度即表示当时的气压。

常用水银气压表有动槽式（福丁式）和定槽式（寇乌式）两种。

（1）动槽式（福丁式）水银气压表

动槽式水银气压表，由内管、外套与水银槽三部分组成（见图6-1）。其主要特点是有一个“固定零点”，在水银槽的上部有一象牙针，针尖位置即为刻度标尺的零点。每次观测时，必须按要求将槽内水银面调到这个象牙针针尖（即零点）上。

内管是一根直径约8mm，长约90cm的玻璃管，顶端封闭，底端开口，灌满十分纯净的水银，装在气压表的套管中，用数个软木圈支住，开口的一端插入水银槽里。

外套管用黄铜制成。它具有保护内管的作用，同时刻有标尺。套管顶端有悬环，上半部前后都开有长方形窗孔，用来观测内管中水银柱的高度，转动游尺手轮，可用标尺和游尺来测定气压的整数和小数的示度。铜套管下部装有一支附属温度表，其球部在内管和套管之间，可用来测定水银及铜套管的温度，套管下端与水银槽相连接。

图6-1　动槽式水银气压表

水银槽的上部主要是一个皮囊，系用很软的羊皮制成，其特性是能通气而不漏水银。指示零点刻度的是尖端朝下的象牙针。槽的下部是一个圆袋状皮囊，囊外有一铜套管，铜套管底盘中央有一个用以调节水银面的调节螺丝。

（2）定槽式（寇乌式）水银气压表

定槽式（寇乌式）水银气压表的构造与动槽式（福丁式）水银气压表大体相同。定槽式水银气压表构造上也分内套管、外套管和水银槽三部分。内管和套管构造大体与动槽式相同（图略）。槽部用铸铁或铜制成，内盛定量水银。槽顶有一气孔螺丝，空气通过此螺丝的空隙与槽内水银面接触。它与动槽式水银气压表的不同处，是刻度尺零点位置不固定，槽部无水银面调整装置。因此，采用补偿标尺刻度的办法，以解决零点位置的变动。

2.水银气压表的安装

（1）动槽式（福丁式）水银气压表的安装

气压表应安装在温度少变、光线充足的气压室内，尚无气压室的台站，可以安装在特制的保护箱内。气压表应牢固、垂直地悬挂在墙壁、水泥柱或坚固的木柱上，切勿安装在热源（暖气管、火炉）和门窗附近，以及阳光直接照射的地方。气压室不得堆放杂物。

安装前，应将挂板或保护箱牢固地固定在准备悬挂气压表的地方。气压表的悬挂高度以便于读数为准。再小心地从木盒（皮套）中取出气压表，槽部向上，稍稍拧紧槽底部调整螺旋1～2圈，慢慢地将气压表倒转过来，使表直立，槽部向下，然后先将槽底下端插入挂板的固定环里，再把表顶悬环套入挂钩内，使气压表自然下垂后，慢慢旋转槽底调整螺旋，使槽内水银面下降到象牙针针尖稍下的位置为止。安装后要稳定3小时，方能观测使用。

（2）定槽式（寇乌式）水银气压表的安装

安装要求与动槽式水银气压表的相同。不同点是当气压表倒转挂好后，要拧松槽上的气孔螺丝，表身应处于自然垂直状态，槽部不需固定。

3.水银气压表的移运

（1）动槽式（福丁式）水银气压表的移运

移动槽式水银气压表，其步骤与安装相反。先旋转底部调整螺旋，使管中水银柱恰达外管窗孔的顶部为止，切勿旋转过度。然后松开固定环螺丝，将表从挂钩上取下，两手分持表身的上部和下部，徐徐倾斜45°左右，就可以听到水银与管顶的轻击声音（如声音清脆，则表示内管真空良好；若声音混浊，则表明内管真空不良）。继续缓慢地倒转气压表，使之完全倒立，槽部在上。将气压表装入特制的木盒（皮套）内，旋松调整螺旋1～2圈（使水银有膨胀余地）。在运输过程中，始终要按木盒（皮套）箭头所示方向放置，并防止震动。

（2）定槽式（寇乌式）水银气压表的移运

当定槽式水银气压表移运时，先将气孔螺丝拧紧，从挂钩上取下气压表，将气压表绕自身轴线缓缓旋转，同时徐徐倒转使槽部在上，装入木盒（皮套）内。运输过程中的注意事项同动槽式水银气压表。

4.观测和记录

动槽式水银气压表的观测步骤：

（1）观测附属温度表（简称“附温表”），读数精确到0.1℃。当温度低于附温表最低刻度时，应在紧贴气压表外套管管壁上，另挂一支有更低刻度的温度表作为附温表，进行读数。

（2）调整水银槽内水银面，使之与象牙针恰恰相接。调整时，旋动槽底调整螺旋，使槽内水银面自下而上地升高，动作宜轻且慢，直到象牙针与水银面恰好相接（水银上既没有小涡，也无空隙为止）。如果出现小涡，须重新进行调整，直至达到要求为止。

（3）调整游尺与读数，先使游尺稍高于水银柱顶端（恰好与水银柱顶相切），并使视线与游尺游环的前后下缘在同一水平线上，再慢慢下降游尺，直到游尺环的前后下缘与水银柱凸面顶点刚好相切。此时，通过游尺下缘零线所对标尺的刻度即可读出整数。再从游尺刻度线上找出一根与标尺上某一刻度相吻合的刻度线，则游尺上这根刻度线的数字就是小数读数。

（4）读数复验后并记录，通过游尺下缘零线所对的刻度即可读出整数。先在标尺上读取整数，后在游尺上找到一根与标尺上某一刻度相吻合的刻度线，则游尺这根刻度线上的数字就是小数读数。气压读数以百帕为单位，精确到小数一位，作下记录。

（5）读数复验后，降下水银面，旋转槽底调整螺旋，使水银面下降到象牙针针尖下2～3mm，其目的是使象牙针针尖不致被水银磨损和脏污，但应注意不宜降低过多。

观测时如果光线不足，可用手电筒或加遮光罩的电灯（15～40W）照明。采光时，灯光要从气压表侧后方照亮气压表挂板上的白瓷板，而不能直接照在水银柱顶或象牙针上，以免影响调整的准确性。

定槽式水银气压表的观测步骤：

（1）观测附属温度表，读数精确到0.1℃；

（2）轻击表身，使附在内管壁上的水银落下，并使水银柱顶保持正常的弯月面；

（3）调整游尺与水银柱顶相切，方法同动槽式水银气压表；

（4）读数记录方法与读动槽式水银气压表相同。

5.本站气压求算

水银气压表的读数必须按仪器差、温度差、重力差的顺序进行订正，方可求得本站气压值。

（1）仪器差订正：从该气压表的检定证中查取仪器差订正值，然后与气压读数相加，得出经过仪器差订正后的气压值。

（2）温度差订正：用经过仪器差订正后的气压值和附属温度值，从气象常用表（第二号）第一表中查取温度差订正值。附属温度在0℃以上时，订正值为负；附属温度在0℃以下时，订正值为正。温度差订正值与经过仪器差订正的气压值相加，得出经过温度差订正后的气压值。

（3）重力差订正：重力差订正包括纬度重力差订正和高度重力差订正两个方面。

①纬度重力差订正：用经过温度差订正后的气压值与本站纬度，从气象常用表（第三号）第一表中查取纬度重力差订正值。测站纬度大于45°者，订正值为正；小于45°者订正值为负。

②高度重力差订正：用经过温度差订正后的气压值与本站水银槽海拔高度值，从气象常用表（第三号）第二表中查取重力差订正值。海拔高度高出海平面者，订正值为负；低于海平面的，订正值为正。

上述两项订正值，合称重力差订正值。重力差订正值与经过温度差订正后的气压值相加，得到的值即为本站气压值。

6.维护

（1）动槽式气压表

①应经常保持气压表的清洁。

②动槽式气压表内水银面产生氧化物，应及时清除。对有过滤板装置的气压表，可以慢慢旋松槽底调整螺旋，使水银面缓缓下降到过滤板之下（动作要轻缓，使水银面刚好流入板下为止，切忌再向下降，以免内管进入空气），然后再逐渐旋紧槽底调整螺旋，使水银面升高至象牙针附近。用此方法重复几次，直到水银面洁净为止。无过滤板装置的气压表，若水银面严重氧化，应报请上级业务部门处理。

③气压表必须垂直悬挂，应定期用铅垂线在相互成直角的两个位置上检查校正。调整游尺恰与水银柱顶相切，先使游尺稍高于水银柱顶端，并使视线与游尺游环的前后下缘在同一水平线上，再慢慢下降游尺，直到游尺环的前后下缘与水银柱凸面顶点刚好相切。(www.daowen.com)

④当气压表水银柱凸面突然变平并不再恢复，或其示值显示不正常时，应报请上级业务部门处理。

（2）定槽式气压表

①应经常保持气压表的清洁。

②定槽式水银气压表的水银是定量的，所以，要特别防止漏失水银。

③气压表必须垂直悬挂，应定期用铅垂线在相互成直角的两个位置上检查校正。调整游尺恰与水银柱顶相切，先使游尺稍高于水银柱顶端，并使视线与游尺游环的前后下缘在同一水平线上，再慢慢下降游尺，直到游尺环的前后下缘与水银柱凸面顶点刚好相切。

④当气压表水银柱凸面突然变平并不再恢复，或其示值显示不正常时，应报请上级业务部门处理。

二、空盒气压表

空盒气压表是利用空盒弹力与大气压力相平衡的原理制成的。空盒气压表不如水银气压表准确，并且订正值容易发生变化，但具有携带和使用方便的优点，常用于野外小气候观测。

图6-2　空盒气压表

1.空盒气压表的构造

感应部分是一组有弹性的金属空盒，盒内近似真空，它的两面都有圆形波纹，用以增大空盒的弹性。空盒的一端与传递放大部分相连，另一端固定在金属板上。传递放大部分由连接杆、中间轴、拉杆、链条、滚子、游丝和指针轴、指针及一套杠杆传递装置进行两次放大后，显示出明显的指针变化。读数部分由指针片、刻度盘和附温表组成（见图6-2）。

2.空盒气压表的观测步骤

（1）打开盒盖，先读附属温度，准确到0.1。

（2）轻击盒面（克服机械摩擦），待指针静止后，再读数。

（3）读数时视线应垂直于刻度面，读取指针尖端所指刻度示数，精确到0.1mm。

（4）读数后立即复读，并关好盒盖。

3.空盒气压表的读数订正

（1）刻度订正：刻度误差是由于仪器制造或装配不够精确造成的，在检定证上查得。

（2）温度订正：可由下式求得

ΔP=at

式中a为温度系数，即在温度改变1℃时，空盒气压表的示度改变值，可在检定证中查得，t为附温读数。

（3）补充订正：是由于空盒的残余变形所引起的误差。可从检定证上查出。空盒气压表必须定期（每隔3～6个月）与标准水银气压表进行比较，求出空盒气压表的补充订正值。

空盒气压表的读数经过上述三项订正后，才是准确的本站气压值。

举例：某空盒气压表附温20.8℃，气压读数为755.6mm，求本站气压。

1.刻度订正值由检定证查得为-0.2mm；

2.温度订正值=at=-0.07×20.8=-1.5mm（a由检定证查得）；

3.补充订正值由检定证查得为1.3mm。

则三项订正值（-0.2）+（-1.5）+（1.3）=-0.4mm。

因此，本站气压=755.6-0.4=755.2mm=1006.9hPa。

三、气压计

气压计是自动、连续记录气压变化的仪器（见图5-3）。它由感应部分（金属弹性空盒）、传递放大部分（两组杠杆）和自记部分（自记钟、纸、笔）组成。由于精度所限，其记录必须与水银气压表测得的本站气压值比较，进行差值订正，方可使用。

1.气压计的安装

气压计应稳固地安装在水银气压表附近的室内台架上，仪器底座要求水平，距地高度以便于观测为宜。

2.观测和记录

定时观测时，在观测完水银气压表后，便读气压计，将读数记入观测簿相应栏中，并作时间记号。作时间记号的方法是：轻轻地按动一下仪器右壁外侧的记时按钮，使自记笔尖在自记纸上画一短垂线（无计时按钮的仪器须掀开仪器盒盖，轻抬自记笔杆使其作一记号）。

图6-3　气压计

3.更换自记纸

日转仪器每天换纸，周转仪器每周换纸一次。换纸步骤如下：

（1）作记录终止的记号（方法同定时观测作时间记号）。

（2）掀开盒盖，拔出笔挡，取下自记钟筒（也可不取下），在自记迹线终端上角记下记录终止时间。

（3）松开压纸条，取下自记纸，上好自记钟发条（视自记钟的具体情况每周两次或五天一次，切忌上得过紧），换上填写好站名、日期的新纸。上纸时，要求自记纸紧卷在钟筒上，两端的刻度线要对齐，底边紧靠钟筒凸出的下缘，并注意勿使压纸条挡住有效记录的起止时间线。

（4）在自记迹线开始记录的一端的上角，写上记录开始时间，按反时针方向旋转自记钟筒（以消除大小齿轮间的空隙），使笔尖对准记录开始的时间，拨回笔挡并作一时间记号。

（5）盖好仪器的盒盖。

4.自记记录的订正

（1）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填在相应的时间线上。气压（温度、湿度同）自记记录以时间记号作为正点。

（2）日最高、最低值的挑选和订正。

①从自记迹线中找出一日（20～20时）中最高（最低）处，标一箭头，读出自记数值并进行订正。订正方法，根据自记迹线最高（最低）点两边相邻的定时观测记录所计算的仪器差，用内插法求出各正点的器差值，然后取该最高（最低）点靠近的那个正点的器差值进行订正（如恰在两正点之间，则用后一正点的器差值），即得到该日最高（最低）值。

例如：某日自记迹线最高点读数为1019.3hPa，正好在10时与11时的正中间，器差取11时的+0.2，最高值为1019.3+0.2=1019.5（hPa）；迹线最低处读数为1016.2hPa，靠近17时，用17时器差-0.2，最低值为1016.2-0.2=1016.0（hPa）。

②按上述订正后的最高（最低）值，如果比同日定时观测实测值还低（高），则直接挑选该次定时实测值作为最高（低）值。