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儀表網(wǎng) 儀表產(chǎn)業(yè)】導讀:近年來,不同科研團隊對于北極放大效應提出諸多不同觀點。例如北極云量和水汽增加導致更多長波輻射反射回海面或冰面;中緯度通過波動和大氣環(huán)流向北極輸送更多熱量和水汽;海洋變暖向極地輸送更多熱量,導致海冰融化;極地臭氧的損耗可能推動了北極氣溫的極端升高等。
當前,全球氣候變暖屢屢引起人們的討論。由于人們焚燒石油、煤炭等化石燃料,砍伐森林并將其焚燒等行為,二氧化碳等大量溫室氣體產(chǎn)生,這些溫室氣體對來自太陽輻射的可見光具有高度透過性,對地球發(fā)射出來的長波輻射具有高度吸收性,能強烈吸收地面輻射中的紅外線,導致地球溫度上升。
對于北極氣溫增速大于全球平均,科學家們已經(jīng)達成了共識,但這一結(jié)論是如何產(chǎn)生的?氣溫測定具體以哪里的溫度為準?
對于溫度的測定,全球已建立較為密集的地面氣象觀測站、高空氣象觀測站網(wǎng)等。世界氣象組織《全球觀測系統(tǒng)指南》中規(guī)定,觀測場地所處環(huán)境應具有典型的物理、化學和地理特點。觀測場地也應滿足《地面氣象觀測規(guī)范》。
應將氣象觀測儀場地選在遠離建筑物和樹木的開放區(qū)域,從建筑物和樹木叢到觀測區(qū)域的距離至少應分別為該建筑物或樹木自身高度的10倍和20倍。除岸基觀測以外,觀測點與水體的距離應該在100米以上。因此,一個觀測站點應該代表的是一個較大范圍內(nèi)的溫度平均值。
隨著氣象科技和業(yè)務的發(fā)展,氣象觀測越來越趨向于自動化,觀測內(nèi)容越來越豐富。那么,常用的氣象觀測儀器有哪些?又是如何工作的?小編帶您一起盤點。
激光云高儀:采用激光束照射云體的方法,測量激光發(fā)射到接收間的時間,從而計算云中反射點的距離,通過對時間積分的方式確定云量。
微脈沖激光雷達:可測量云底、多層云時空分布監(jiān)測,邊界層時空分布監(jiān)測,
氣溶膠垂直分布和時空演變。
前向散射能見度儀:發(fā)射器與接收器在成一定角度和一定距離的兩處。接收器接收大氣的前向散射光。通過測量散射光強度,得出散射系數(shù),從而估算出消光系數(shù)。
透射式能見度儀:通過測量發(fā)射器和接收器之間水平空氣柱的平均消光系數(shù)而算出能見度。
天氣現(xiàn)象儀:是一種智能型多變量傳感器,由一個散射能見度儀,一個降水監(jiān)測系統(tǒng)傳感器以及溫度、濕度、風向、風速等傳感器組成。通過對這些數(shù)據(jù)變量的邏輯分析來判定天氣現(xiàn)象。
閃電定位儀:利用閃電輻射的聲、光、電磁場特性來遙測閃電放電參數(shù),并把經(jīng)過預處理的閃電數(shù)據(jù)實時地通過通訊系統(tǒng)發(fā)送到中心數(shù)據(jù)處理站實時進行交匯處理,可記錄雷電發(fā)生的時間、位置、強度和極性等指標。
硅膜盒電容式壓力傳感器:利用單晶硅薄膜片制成真空膜盒,通過膜盒上下膜片變形,造成電容極板位移而改變電容量,再通過測電容量的變化來測量氣壓。目前,我國自動氣象站普遍使用的氣壓傳感器是智能型全補償式數(shù)字氣壓傳感器,其感應元件是硅電容。氣壓傳感器安裝在采集器機箱內(nèi),通過靜壓壓力連通管與外界大氣相通。
鉑電阻溫度傳感器:鉑電阻的阻值隨溫度變化而變化,通過測量其電阻值推算出被測物體的溫度。常見的Pt100感溫元件有陶瓷元件、玻璃元件、云母元件,它們是由鉑絲分別繞在陶瓷骨架、玻璃骨架、云母骨架上再經(jīng)過復雜的工藝加工而成。
氣象觀測站中的空氣溫度、草面溫度、淺層土壤溫度、深層土壤溫度都采用此類型傳感器。
濕敏電容濕度傳感器:利用有機高分子膜做介質(zhì)的一種小型電容器。安裝在百葉箱內(nèi)特制的支架上,位于百葉箱水平面的中心,電纜線由支架底部穿入管內(nèi),由管頂取出,傳感器固定在橫臂的夾子中,頭部向下。
在外界相對濕度發(fā)生變化時,作為感濕膜的高分子聚合物能吸附和釋放水汽分子,其介電常數(shù)ε隨之變化,促使?jié)衩綦娙萘堪l(fā)生變化,將電容變化量轉(zhuǎn)化為電壓的變化量,輸出電壓范圍為0~1V,測量輸出的電壓即可得到相對濕度。
風杯風速傳感器:采用三杯式感應器,當風杯轉(zhuǎn)動時,帶動同軸的多齒截光盤轉(zhuǎn)動,得到與風杯轉(zhuǎn)速成正比的脈沖信號,由計數(shù)器計數(shù)換算后就能得出實際風速值。
翻斗雨量計:敏感部分是兩個三角形盛水斗,可以圍繞中心軸轉(zhuǎn)動,每轉(zhuǎn)動一次,隨之運動的磁鐵對干簧管掃描一次,兩個電極吸合產(chǎn)生一個電脈沖。根據(jù)翻斗翻轉(zhuǎn)的次數(shù)記錄降雨量。目前,地面氣象觀測系統(tǒng)多采用翻斗式雨量傳感器。
要測定氣溫,觀測當然是最準確的,但全球沒有那么密集的觀測網(wǎng),所以大家一般使用的是再分析資料和遙感資料,不同機構(gòu)發(fā)布的資料種類很多、時空分辨率不同,所以最終結(jié)果也不一致。
北極變暖較之全球平均的速度,目前公認的數(shù)據(jù)是2—3倍,2021年北極理事會北極監(jiān)測與評估工作組(AMAP)的報告中,這一數(shù)據(jù)是3倍。
資料來源:科技日報、中國氣象局氣象探測中心
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