从 1901 年我国中小学正式设立地理课程以来,气象科学就一直是《地理》教科书中的内容,那时候气象科学并没有成体系的传授给学生。直到 20 世纪 30 年代初,气象站逐渐引进中小学校,气象观测成为课外兴趣活动 之一,激发了无数青年对天气和物候现象的研究。
新中国成立后,党和国家非常重视中小学的科学普及与气象科学教育,校园气象 站如雨后春笋,在各地中小学校园里纷纷建立,随着我国教育不断深入和发展,校园气 象站已经成为贯彻落实党中央,国务院,科教兴国,战略和对中小学生实施,科技教育 的载体与平台。
教科书从小学到高中气象科学方面的内容比重一直在不断的增加,越来越多的气 象科普馆和校园气象站在各地纷纷建成,可见气象科学教育的重要性,以及国家对这一 块的高度重视。
经过半个多世纪的发展,我国校园气象站基本成了地面气象人工观测站,地面气 象自动观测站和地面气象综合观测场等三大规模结构格局,目前还没有实现大规模的联 网。
现有传统校园气象站基本是沿袭气象局地面气象观测站的方式建设,相当于当地气象局的一个下属地面气象观测站,是一个技术型和工作型的场地,而不像一个科普型的平台。
新时期校园气象站应当成为一个科普型的育人平台,校园科普气象站应当成为满足地理教学的实际需要,提高青少年学生的科技意思,优化校园科技教育环境,活跃学生的课余生活,进行科学素质教育,进行地理科学研究和实践活动,进行气象防灾减灾,安全防范,灾害自救的科普教育及技能培训,进行应对气候变化,践行低碳生活的理念科普宣传的平台。
在调查中发现,以建成的校园气象站严重缺乏专业培训的地理辅导教师,这也成为制约 校园气象站发展的原因之一。
校园气象站缺少社会化的建站机制,校园气象站的建设和运行,需要大量的资金和人力, 据国家气象公共气象服务中心科普室 2009 年年底调查的数据显示,校园气象站的建设与地域和经济发展状况没有多大关系,而是与政策扶持有关,与重视程度有关, 目前仅有 0.3% 的中小学拥有科普气象站。
新型校园科普气象站的概念模型:由政府在中小城市建设气象科普馆,用市场化的方式 在广大中小学建设校园科普气象站,即一个气象科普馆+N 个校园科普气象站。
校园科普气象站,归具体学校管理,让专业气象科普技术公司负责建造,由地理教师任教,气象科普馆义务对本地区的校园气象站做技术和科普辅导,义务对本地区的辅导教师进 行培训,这中 1+N 的模式将会及大地推动课堂教育和气象科普的发展。
校园科普气象站按小学、中学、高中、大学分级建站,总硬件配置到科普内容体现差异, 何有偏重,每个校园科普气象站,多要素气象地面观测站,室内和室外部分外,其教学和科普内容应当与课堂教学内容相接,与学生年龄段相适应进行分级。
第七条 地方各级人民政府、有关部门应当采取多种形式,向社会宣传普及气象灾害 防御知识,提高公众的防灾减灾意识和能力。
学校应当把气象灾害防御知识纳入有关课程和课外教育内容,培养和提高学生的气象灾 害防范意识和自救互救能力。教育、气象等部门应当对学校开展的气象灾害防御教育进行指 导和监督。
科普气象站借助外力,整合资源,拓展气象科普教育外延,可以激请气象局、教育局领 导前来考察指导气象科普教育工作,同事媒体聚焦广泛报道能够更好的宣传校园科普气象站 教育工作,提升学校教育品质及完善教育设备种类,丰富教学生活,另一方面可以提高学校 在区,市,省的综合考评成绩、创建气象科普特色学校。
标准校园气象站配备多功能自动气象观测站,人工观测仪器和气象哨(气象工作室) 等构成。 自动气象站观测站可以通过遥测手段将:风速风向、大气温湿度、大气压力、 雨量、辐射、日照时数等几大要素全天候自动记录自动上传计算机接收软件上面,汇报 为实时数据,接收数据也可根据自己需要的时间段,设置自动接收数据,也可用过软件 与校园网联机观看气象数据,人工观测能直接获取最高温度、最低温度、干湿球温度、压力、雨量、蒸发等天气要素准确资料,可以查阅全年,全月,全天任何时间的气象资 料,软件能作出气象站预报和绘制天气图,可以批量接纳学生群体学习与探究,能定期 对学生群体进行气象科普教育。
类型 |
名称 |
型号 |
作用/说明 |
传感器 |
风速传感器 |
YJ-FS100 |
风的速度,风的大小,根据风级表 |
风向传感器 |
YJ-FX100 |
风吹来的方向,16 方位 |
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大气湿度传感器 |
YJ-H100 |
空气中的潮湿度 |
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大气温度传感器 |
YJ-T100 |
空气中的冷热度 |
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大气压力传感器 |
YJ-P100 |
大气层中物体受大气自身重力作用于 物体上的压力 |
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雨量传感器 |
YJ-RL305 |
降落到水平面上的雨水容量 |
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辐射传感器 |
YJ-SR100 |
太阳向地球发射电磁波和粒子流度 |
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日照时数传感器 |
YJ-SD100 |
太阳辐射强度超过或等于 120W/M 的 时间长度 |
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传感器/选配 |
YJ |
选配 PM2.5/噪声传感器 |
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防护罩 |
百叶箱 |
YJ-T-L100 |
放置温度、湿度、压力传感器不受太 阳直射或雨淋,并保持通风的白色箱 子 |
采集仪 |
数据采集仪 |
IWS |
现场气象站数据储存、记录、采集等 功能 |
软件 |
气象科普软件 |
DCS-V3.1 |
数据分析、处理、显示、统计、打印、 报表等功能 |
气象科普云 |
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数据上传云服务 |
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供电 |
市电 |
YJ-PA220C |
市电供电 200V |
太阳能供电 |
YJ-SPCS |
利用太阳给蓄电池充电,蓄电池给采 集仪供电,低碳环保 |
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通讯 |
有线 RS485 |
YJ-MRS485 |
有线 RS485 两线制,通讯距离 500 米 |
无线 GPRS 模块 |
YJ-MWLG1 |
将气象数据传送到网络在送到气象工 作室 |
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校园wifi |
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使用校园内部局网接收信息 |
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供电 |
市电 |
YJ-PA220C |
市电供电 200V |
太阳能供电 |
YJ-SPCS |
利用太阳给蓄电池充电,蓄电池给采 集仪供电,低碳环保 |
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安装固定 |
支架 2.5/3.5/10 米可选,防护箱 |
YJ-F2.5/3.5/10D |
气象站支架,用于安装传感器及防护 箱,防护箱放置气象主机,放置雨淋 日晒 |
防雷 |
避雷设备 |
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用于防雷 |
选配 |
科普气象 LED 屏 |
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科普气象 LED 屏 (大小根据客户) 建 议使用 2 个平方的屏 |
选配 |
护栏 |
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护栏 |
名称 |
型号 |
作用/说明 |
最高温度表 |
YJ-RGW |
测定某一时间段间隔内 (通常为一天) 最高温度 |
最低温度表 |
YJ-RDW |
测定某一时间段间隔内 (通常为一天) 最低温度 |
干湿球温度表 |
YJ-RGS |
测定空气温度、湿度 |
地温表 |
YJ-RTW |
测定地下不同深度土壤的温度 |
雨量筒 |
YJ-RYL |
测定某一时间段间隔内降水总量 |
蒸发皿 |
YJ-RZF |
测量进入大气水分的蒸发,即水的蒸发量 |
毛发湿度表 |
YJ-RMF |
测定空气相对湿度 |
手持风速计 |
YJ-P30 |
测量风速/风力大小 |
玻璃钢百叶箱 |
YJ-BB1 |
放置各种人工观测表,避免使其受到太阳直射和雨淋 |
气象在工作室内要安放室内观测仪器、气象宣传展板。工作室内还要置放工作台、文件 柜、绘图桌等工作设施。工作台上置放气象计算机等:文件柜内置放附属品、备品、耗材气 象观测资料等:绘图桌供绘制天气图和制作天气预报等清楚产品的制作之用。工作室内还要安装几种控制和分配供电电源的配电箱。
“小学气象站”要结合气象自然知识的教学实践、生活安全防范教学实践,利用校园“气 象地面观测站”是小学生了解各类物候和天气现象、能够看懂电视气象预报节目,突出气象 自然灾害,正确避险和防范教育,在通俗性和趣味上下功夫。
“初中气象站”要结合物理、地面和科技知识教学实践,利用校园科普气象站平台,能 够“看云识天气”能够理解和解释部分“天气谚语”探索各种天气和物候现象的科学道理, 突出各类危险伤害和天气自然灾害的正确避险和自救,在趣味和动手能力上下功夫。
“高中气象站”要结合高中物理、化学、地理等学科的教学实践,校园科普气象站利用 国家气象局现有互联网上资源,建立互联网气象预报室,使高中生能够看懂气象云和天气图, 能够对气候变化、空气污染、低碳生活等概念有所了解,对陆地水文和自然地理地貌有所了 解,突出各类抢险和救援知识的应用,在知识与实践运用结合上下功夫。
“大学气象站” 可对校区的气候特征进行监测,为校园的生态规划和建设提供决策支持;同时,还可以满足学校相关本科和研究生专业的教学和科研需要。
校园自动气象监测系统采用的仪器设备包括:气象传感器 (包括:大气温度传感器、大气湿度传感器、风速传感器、风向传感器、雨量传感器、日照时数传感器、气压传感器、辐射传感器等,电源模块、自动气象数据采集仪、监测系统通讯模块,数据采集中心计算机软件,气象支架、护栏、户外led显示屏。
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测量范围: 0~45m/s 、0~70m/s可选 准 确 度:±(0.3+0.03V)m/s(V:风速) 分 辨 率:0.1m/s 启动风速:≤0.5m/s |
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测量范围: 0~359° 分 辨 率: 1° 准 确 度: ±1.4° 启动风速: ≤0.5m/s |
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温度测量范围:-50~100℃ ,准 确 度:±0.5℃ ,分辨率:0.1℃; 湿度测量范围:0~100%RH, 准确 度:±3%RH(T>0℃),±5%RH(T≤0℃),分辨率:0.1%; 气压量程范围:500~1100hPa,分 辨 率:0.1hpa,准 确 度:± 0.3hPa |
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测量范围: ≤4mm/min (降水强度) 分 辨 率: 0.2mm (6.28ml) 准 确 度 : ±4% (室内静态测试,雨强为2mm/min) |
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测量范围: 测量范围 0~2000W/m2 光谱范 围:0.3~3 μm 响应时间: 响应时间:<5s 余弦响应: <±10% (太阳高度角 10°时) 年变化率: <±2% |
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测量范围:0~400mW/㎡ 光谱范围:280~400nm 余弦响应:≤4%(太阳高度角为30°时) 响应时间:≤1S(99%) |
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土湿:测量范围:0~100%、分辨率:0.1%、准 确 度:±3% 土温:测量范围:-50~80℃、分辨率:0.1℃、准 确 度:±0.5℃ |
QWS数据采集仪是一款多通道、全自动、智能化的数据采集仪。
采用全金属合金外壳,不仅外 形美观、坚固耐用,而且具有抗干扰能力强的优点,能适应各种恶劣工作环境。采集仪配置液晶显示屏, 可现场观测气象数据,相关工作参数也可在采集仪上直接设置。 内置大容量数据存储器,也可外接存储设 备,支持 U 盘存储。接线采用一体式端子,逐个编号,与传感器线号一一对应,避免错接,极大的方便了设的安装接线过程.
供电方式 |
DC7~30V,默认 DC12V |
接入通道 |
32路 (可扩展增加通道数量) |
输出信号 |
RS485,标准 MODBUS RTU 模式 (可定制) |
波 特 率 |
9600bps |
存储容量 |
16M 大容量存储器,可扩展 U 盘存储 |
气象科普软件平台界面美观、功能完善、动态演示、学生更容易接受、可满足教学需求。 提供实时气象数据信息查看、曲线生成、数据分析对比、数据报表、导出、打印等功能、只要能够上网、无论如何时间、如何地点都可以查看。
安置温湿压力传感器免受太阳直接辐射,而又保持适当通风的白色白箱子,作用是防止太阳对传感器的直接辐射和地面对仪器的反射辐射,保护传感器不受强风、雨、雪、外部环境影响、并是传器感应部分有适当的通风,能真实的感应外界空气温度和湿度的变化。
供电系统推荐太阳能供电,利用太阳能绿色清洁节能源发电,低碳环保、培养学生环保 意思,太阳能供电系统包含:太阳能电池板、太阳能控制器、太阳能支架、蓄电池;也可选 择:双电源供电系统 (太阳能/市电双电源供电) 自动切换。
数据通讯分一下几种可选
1、无线 GPRS 模块:优点是不受通讯距离限制,缺点是需要开通 GPRS 流量
2、推荐:校园网 (wifi) 通讯优点是用校园网络,无其他资费,通讯调试方便,缺点是需 要校园网络覆盖,信号稳定。
3、有限通讯:RS485 有限通讯,距离 500 米,需走线到接收电脑端。
4、其他通讯:zigbee、无线电台、以太网等通讯
固定安装支架防护箱有以下几种可选
1、 便携式 2.5 米三角支架,不锈钢材质,便于安装,适用于楼顶,不能抗风。
2、 直立式 2.5 米支架,金属材质,白/橘色,镀锌烤漆处理
3、直立式 3.5 米支架,金属材质,红白相间,镀锌烤漆处理
4、直立式 10 米支架,金属材质,红白相间,镀锌烤漆处理
避雷设备含避雷针、7 个平方铜线、接地角钢等
四、教育课件: 以下内容收录在《校园科普气象教学辅导资料》 中
在小学《科学》初、高中的《地理》可不中都有相当气象科学知识量,从知识层面分析, 课本上的知识多与理性知识的凝结,而我们与学校共同开发和编写的气象科技活动校本教材 能够结合课本,将理性知识变为实践性知识,将凝结的知识块予以释放。客观上起到了延伸、 充实课本知识作用,同时通过气象科技活动校本教材的教学和实践,使学生将所有的知识融 会贯通互相渗透,促进学生气象科学知识的掌握。
科普气象站接祖外力,整合资源,拓展气象科普教育外延,可以激请气象局,教育局领 导前来考察指导气象科普教育工作,同事媒体聚焦广泛报道能够更好的宣传校园科普气象站教育工作,提升学校教育品质及完善教育设备种类,丰富教学生活,另一方面可以提高学校 在区,市,省的综合考评成绩、创建气象科普特色学校。“气象科普特色学校”请见附件《全国气象科普教育基地—示范校园气象站》 《报道一》 《报道二》 《报道三》
《老师伴我学气象》
《小气象员之歌》
《气象兴趣小组活动计划》
《我是天气观察员》
《气象知识我知道竞答活动》
《气象游戏,气象视屏》
5. 校园科普气象站建设:该处简要介绍,详见校园科普气象站建设方案
校园科普气象站要选择离建筑场地及树木较远,地势平坦、四周空旷的地方, 场地大小可视具体情况而定,一般不要小于 8*8 平方米,有些小学没有场地也可以在屋顶平台上建立气象站。
观测场仪器安置应遵循:保持距离、互不影响、北高南低、东西成形、靠近 小路。便于观测。具体可按图布置 (图见建设方案)
场地四周有条件的应用木条或竹条、贴网丝。围栏围起来 (离 1.2-1.5 米) 。场内种草 (草高不超过 20 厘米),场内铺设 0.3-0.8 米宽的小路通向仪器设置点,正北开 一小门。
安装、调试、培训指导等。
《验收报告》
6. 部分案列
科普气象站接祖外力,整合资源,拓展气象科普教育外延,可以激请气象局,教育局领 导前来考察指导气象科普教育工作,同事媒体聚焦广泛报道能够更好的宣传校园科普气象站 教育工作,提升学校教育品质及完善教育设备种类,丰富教学生活,另一方面可以提高学校 在区,市,省的综合考评成绩、创建气象科普特色学校。“气象科普特色学校”请见附件《全国气象科普教育基地—示范校园气象站》 《报道一》 《报道二》 《报道三》
武汉外国语学校 |
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江苏宿迁中学 |
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重庆第一小学 |
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合肥嘉和小学 |
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武汉华夏学院 |
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武汉纸坊大学 |
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重庆校园气象站 |
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合肥二中 |
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1、 河北省邯郸市复兴区赵王城学校
2、 河北省邯郸市邯山区实验小学
3、 河北省故城郑口第二小学校园气象站
4、 山西省太原市实验小学
5、 辽宁省鞍山市铁东区青少年活动中
6、 吉林省榆树市刘家镇第一小学
7、 上海普陀区恒德小学
8、 浙江温州市第二小学
9、 安徽省铜陵东风小学
10、重庆市北培大磨滩小学
11、宁波高桥镇中心小学
………………………………….
秀山小学红领巾气象站创建于 2005 年 10 月,气象站成立后,得到了市、县气象部门 的大力支持,也得到了县教育局、县科协等有关部门的肯定和赞赏,县人民政府徐燕峰副县 长专门为我校气象站题词:“学好科学知识,当好小小观测员”。
在校园的操场一角,辟有一块空地作为观测场,场内安装了一套“校园自动气象站”, 该套仪器除了能观测气象中最基本的六个要素:气温、湿度、风向、风速、气压和雨量外, 还能测量地面温度、土壤湿度、露点温度、蒸发量、太阳辐射强度和紫外线辐射等数据。如 果该仪器出现故障,学校气象站还备有一套半自动及人工的观测仪器,可以确保气象数据准 确、及时、完整地采集和保存。2009 年 9 月,上海市卫星遥感与测量中心在我校安装了一 台 GPS 水汽测量接收仪器,我校可以分享其中的数据,使我校的气象平台提升了一个新的台 阶。
气象站专门开辟了一个气象活动室,室内安装有两台电脑,用来收集和记录每日的气 象数据,室内还有各种气象仪器和图表,学生从中可以学习气象知识和了解气象发展的过程。 学校还在自己的网站上建立了一个“秀山小学红领巾气象站气象信息网”,(网站地址: http://61.175.233.138/qx/)。无论你身在何处,只要通过网络,浏览该网站,你就能够共 享我校自动气象站实时接收的气象数据,可以作为一般了解气象信息之用。同时,网页上还 有详尽的图表和查询功能,为气象爱好者的研究,提供了完整的第一手资料。为了把上好气象课,学校老师自己编写了一册《少年气象观测》教材,在三至六年级学生中 使用;并成立了一个由二十多名学生参加的气象观测小组,在校园内坚持每天两次观测;同 时对自动气象站的数据进行整理,重新输入电脑中的专门软件。每月进行一次统计,统计结 果在学校网站上公布。如遇恶劣天气和突发性的天气情况,学校气象站就及时在校园“气象 信息台”或电子显示屏上向全体师生发布气象信息,提醒大家做好必要的准备。学校还经常 性地组织活动,邀请县气象局专家上课并指导学生进行观测,讲解防雷知识,每年的世界气 象日,学校都要举行隆重的纪念活动,并组织气象观测员到市、县气象台进行参观。
3 月 23 日是世界气象日,嘉兴市实验小学市红领巾气象站的同学们前往了嘉兴市气象台进行参观学习,与气象专家们进行了一次零距离的接触。
同学们首先来到嘉兴市气象局会议室,听取了《天气预报是怎么来的?》讲座,气象 台预报员向同学们介绍了气象预报方面的知识,学生们兴趣高涨,争着咨询气象卫星全球观 测系统、大气电场和能见度监测网等专业性问题,预报员耐心地进行了一一解答。同学们连 连感叹短短几句的天气预报里面的学问可真大,纷纷表示以后要多学习有关气象方面的书籍 和知识,充实课外生活,将这些知识运用到日常的学习和生活当中去。
讲座后,气象局的工程师又带领同学们参观了气象设施、设备。参观过程中,工作人员 为同学们介绍了气象观测场、地面测报室,工程师向学生们讲解了温度、湿度、地温、日照、 风速、风向等气象仪器的工作原理以及用途。
最后,同学们还参观了气象影视服务中心,体验当了回气象主持人。
据介绍,嘉小校园气象站配备有监测风向、风速、气温、湿度和雨量等仪器。 学生们 可直接在学校,通过气象仪器做一些简单的气象观察和测试,搜集即时的温度、湿度、风向、 风速和雨量等气象信息,播报学校周边环境的“微天气”情况。
“在中小学的教育中,气象科学是最早实施的自然科学教育,而校园气象站是将气象科 普知识在校园中实践的关键环节,是将防灾减灾与应对气候变化知识推进中小学的重要平 台。”王士春校长介绍说,气象科普要从娃娃抓起,将天气、气候、观测、低碳、环保等一 系列气象科普知识纳入学校课堂教学,引导小学生从小树立低碳环保的观念,关注生活中的 天气现象,学习和实践气象观测、记录、分析和预报方法,参与丰富多彩的气象科普主题教 育活动,从而让气象这门既熟悉又神秘、既通俗又严谨的科学通俗化、知识化和普及化.
据悉,除了传统的人工气象观测仪器外,该校还将通过电子显示屏提供气象科普知识, 下一步学校还将选拔“校园气象播报员”,定期观测仪器,实时监测区域内的天气情况。还 将通过组织参观气象台、邀请气象专家到学校开展讲座、担任模拟天气预报员等展开一系列 的气象科普活动,从而激发学生们的兴趣,让越来越多的学生加入到校园气象站的队伍中来, 将气象科普知识普及到更广大的学生中去,让气象知识真正扎根到每个学生的心里。
附件用户配置表
中 小 学 校 园 科 普 气 象 观 测 站 |
传感器选配 |
□风速传感器 |
□风向传感器 |
□雨量传感器 |
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□大气温度传感器 |
□大气湿度传感器 |
□大气压力传感器 |
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□太阳辐射传感器 |
□日照时数传感器 |
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□蒸发传感器 |
□PM2.5 传感器 |
□噪声传感器 |
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百叶箱 采集仪 软件 |
□轻型百叶箱 |
□木质百叶箱 |
□玻璃钢百叶箱 |
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□数据采集仪 |
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□气象站科普软件 |
□气象科普平台 |
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供电 |
□市电供电 |
□太阳能供电 |
□双电源供电 |
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通讯 |
□无线 GPRS |
□校园 WIFI |
□有线 RS485 |
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支架防护箱 |
□直立 2.5 米支架 |
□直立 3.5 米支架 |
□直立 10 米支架 |
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□定制支架 |
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□户外采集仪防护箱 |
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选配 |
□避雷接地 |
□标准防雷 |
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□气象 LED 显示屏 |
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□护栏 |
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安装 |
□现场安装调试 |
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□土建施工 |
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人工观测站 |
□最高温度表 |
□最低温度表 |
□土湿球温度表 |
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□地温表 |
□人工雨量桶 |
□手持风速风向仪 |
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□玻璃钢百叶箱 |
□空盒气压表 |
□蒸发皿 |
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气象哨 |
□气象电脑 |
□展板 |
□绘图桌 |
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□备品备件 |
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人工观测站 |
□教育课件 |
□配合课本知识 |
用方单位: 联系人电话:
一、观测场
地面气象观测大多数项目都要在专门建立的气象观测场所内进行,建设校园气象站,首先要进行观测场地的选择、规划和设计。
1.观测场是取得地面气象资料的主要场所,应当选在能较好反映本地较大范围的主要气象要素特点的地方。因为复杂的外在因素会影响气象要素的变化,造成观测不准确,观测结果不能真实地反映该地自由大气的实际变化情况,影响观测资料的代表性。同时会影响视界的广阔。一般学校特别是城市内学校基本上没有能够满足上述要求的条件。我们可以把观测场地的地址选在教学楼的楼顶,这样就可以最大幅度地排除观测场地四周200米以内的障碍物的影响。教学楼的出入与疏散通道都比较宽敞,不妨碍多人出入,而且观测场内的仪器容易得到保护,可以避免外界人为的破坏。至于场地的面积,我们可以采取分块的方法,在不同的楼顶安装不同的仪器。教学楼一般都是连体工程,在不违背所安装的仪器之间规定的间距、高低仪器排列方向和次序的原则基础上进行规划设计就可以了。观测大地温度的仪器仍须安装在地面,这些仪器既占不了多大面积,又可以不避开障碍物。
2.在观测场动建之前,首先要对本站子午线进行界定。因为整个观测场内室外仪器的定位、排列、安装以及气象工作室位置的确定都与方位有关。界定子午线常采用罗盘测定法、太阳高度测定法和北极星测定法等。
接着,要测定本站经纬度。因为经纬度是影响天气变化的因素,是计算制作气象产品的重要依据。测定本站经纬度可以采用地图查算法、经纬仪测定法等。
海拔高度是影响天气要素数值的因素之一。在气象观测上,很多数据都要进行海平面数值换算,如气压等;一些现代化的仪器在安装时就要输入本站海拔高度,如自动气象仪等。所以要进行本站海拔高度的测定。本站经纬度(精确到分)和本站海拔高度(精确到0.1米)的数据要刻在观测场内固定的标志上。
二、工作室
气象工作室(专业气象站称观测值班室)是气象站的心脏部位,是整个气象站组织工作的基础,是气象数据处理和气象产品制作的中心。
.1.工作室应建在观测场的北边,与观测场的距离不能太远,也不能靠得太近,大约相距30米左右为佳。如果观测场是规划在教学楼楼顶的,工作室的位置尽可能安排在同一楼层,不过,安排在下一个楼层也可以。
2.工作室的面积一般在10平方米左右,如果条件允许或考虑到学生多人参与活动,尽量安排大些的房子,为学生提供自由宽敞的活动空间。工作室的墙壁四周及顶部都要求刷上白色涂料漆。
3.气象工作室内要安放室内观测仪器,在工作室的一角要隔一小间暗室,大小视安装仪器的数量而定,一般不得小于两个平方米,装推拉门,暗室内装气压表,置放气压计,配上一盏15--40W的红色电灯。工作室内还要置放工作台、文件柜、绘图桌等工作设施。工作台上置放电接风向风速仪的显示器、自动记录器、上位计算机等;文件柜内置放附属品、备品、耗材、气象观测资料等;绘图桌供绘制天气图和制作天气预报等气象产品的制作之用。工作室内还要安装集中控制和分配供电电源的配电箱。
三.观测仪器
木质百叶箱(玻璃钢百叶箱)
作用:(安装温、湿度仪器用的防护设备)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的通风,能真实地感应外界空气温度和湿度的变化。
原理:白天,空气对太阳辐射的吸收能力弱于任一种温度感应元件;夜晚,空气的红外辐射能力又弱于任一种温度感应元件的表面。百叶箱为木质结构,四壁做成双层百叶窗式,箱底和箱顶由数块高低不同的木板做成,然后再在顶上覆盖防雨顶板。整个箱体涂成白色,以利于对太阳辐射的反射。百叶箱四壁和顶层、底层的结构完全可以保障箱内外空气的自由流通,还可避免降水和强风的影响。这样的结构,使得百叶箱内具有很好的通风性能,同时又使箱内仪器不受太阳直接照射和雨雪的影响,从而保障了空气温度的湿度观测数据的代表性。
放置方式:整个百叶箱用支架安置在观测场内,箱底略低于1.5米,箱门朝北安装,是为了防止观测时阳光直接照射箱内的仪器。
百叶箱应能满足下列条件 :
(1)内部之温度分布均匀。(2)内部之温度与箱外气温相同。
(3)能容纳放置之仪器。 (4)使用辐射热影响最小之材质。
最低温度计
作用:测定某一时段间隔内(通常为一天)最低温度的仪器。
原理:最低温度计为酒精温度计,在最低温度计酒精柱内,置一黑色指标,为一长约2厘米之两端呈球状之玻璃棒,当温度下降时,酒精收缩,因酒精柱顶之表面张力作用,指标随之移动,即向酒精球部后退,当温度上升时,酒精柱上升,而指标因无外力推动仍留原处,故指标离酒精球较远之一端为表示在某一时段间隔内的最低温度。
放置方式:最低温度计置於百叶箱内木架上,水平横置,球部在左,顶端在右
毛发湿度计
作用:测量大气中湿度
原理:毛发有很多细孔,当大气中湿度增加时,细孔吸湿而伸长,湿度减小时,细孔放出水汽而收缩,其变量带动指针,即可知湿度。
放置方式:以一束脱脂处理后之毛发,上端固定在金属架上,下端连接槓杆和指针,杆上有可伸缩之小铜锤,使毛发伸直,顶端有一小螺丝,为调整指针之位置用,为使指针轴减少摆动,可装置游丝一个予以控制。
蒸发皿
作用:量测蒸发量
原理:自土壤表面或自由水面因蒸发而失去之水量,称为蒸发量。20公分口径蒸发皿多为铜或不锈钢材料作成,直径20公分,深约10公分,开口处尖锐如刃,形同雨量器。器外套一向外弯曲同材质之栅网,以防鸟类窃饮器内之水。观测时先以雨量量杯量入定量软水,至一定时间(通常为一天),将水倒入量杯量之,二者差额即为蒸发量。
干湿计
作用:量测大气中之湿度
原理:大气中湿度大时,球部之湿气与大气之湿气平衡,温度保持恒定,若大气湿度降低时,湿球之水气蒸散而吸热,使温度下降。
放置方式:使用 2 支温度计,其中一支感温球部包上白色脱脂之纱布,系一棉线至水盂中,水盂盛入蒸馏水,使水盂之蒸馏水经棉线至纱布处,浸湿感温球部,是为湿球。另一支温度计则未浸湿,是为乾球。