现代大气探测学-第四讲-温度的测量-夏俊荣

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1、南京信息工程大学夏俊荣现代大气探测学2012年9月27日致谢本课程多媒体教材是在兰州大学张文煜教授的同类教材基础之上修改完成，此外还得到了其他诸位老师的帮助，在此谨表示衷心感谢。第四讲温度的观测知识结构概述玻璃液体温度表双金属片温度计地温的测量测温仪器的热滞现象气温测量中的防辐射设备电测温度表气象应用？？从宏观上讲，温度是反映物体冷热程度的一个物理量；从微观上讲，温度是描述大量分子运动平均动能的一个物理量，也就是说它反映了大量分子无规则运动的剧烈程度当两个冷热不同的物体相互接触时就会发生热传导现象，较热的物体总是将热量传送到较冷

2、的物体，直到这两个物体的冷热程度相同为止，这就是热平衡§1概述用温度表来测量物体温度的依据是什么呢？达到热平衡的不同物体具有相同的温度§1概述§1概述我们把衡量温度的尺度称为温标。那么常用的温标有哪几种呢？（1）摄氏温标（℃）：在标准大气压下，将纯水的冰点定为0℃，纯水的沸点定为100℃，中间作100等分，以每一等分为1℃，用t表示（2）华氏温标（℉）：在标准大气压下，将纯水的冰点定为32℉，纯水的沸点定为212℉，中间分为180等分，每一等分为1℉，用τ表示（3）热力学温标（K）：亦称为标准温标或绝对温标或开尔文温标。这是一个

3、理想而又科学的温标，它用单一固定点来定义，它规定水的三相点为273.16K，用T表示三种温标之间的换算关系：§1概述§1概述从1990年开始，通用的温标是“国际温标（ITS-90）”，它是根据若干个可再现的平衡状态温度的认定值和在这些温度下校准的专用仪器确定的。在ITS定义的固定点之外，设置了一些气象上关注的二类参考点ITS定义的固定点和二类参考点类型平衡态国际温标的认定值K℃ITS固定点氩的固相、液相和气相间的平衡（氩的三相点）83.8058-189.3442水银的固相、液相和气相间的平衡（水银的三相点）234.3156-38

4、.8344水的固相、液相和气相间的平衡（水的三相点）273.160.01镓的固相和液相间的平衡（镓的凝固点）302.914629.7646铟的固相和液相间的平衡（铟的凝固点）429.7485156.5985二类参考点在标准大气压p0时，二氧化碳的固相和气相间的平衡（二氧化碳的升华点）。温度t作为二氧化碳蒸汽压的函数，由下式给出：其中p是大气压，温度范围从194K到195K194.686-78.464在标准大气压时，水银的固相和液相间的平衡（水银的凝固点）234.296-38.854在标准大气压时，冰与含饱和空气的水之间的平衡（冰

5、点）273.150.00苯酚盐（二苯醚）的固相、液相和气相间的平衡（苯酚盐的三相点）300.01426.864§1概述从-259.34℃到630.74℃之间使用的标准仪器是铂电阻温度表，它的电阻比R100/R0是1.3850，其中R100是100℃时的电阻，R0是0℃时的电阻为了建立标准仪器的指示值与ITS-90的值之间的关系，采用一些公式在固定点之间进行内插从0℃到630.74℃，在温度t时的电阻由下式给出：从-189.3442℃到0℃，在温度t时的电阻由下式给出：式中：Rt是铂丝在温度t时的电阻，R0是铂丝在温度0℃时的电阻

6、，而A、B和C是在水的沸点、锌的凝固点和氧的沸点时由Rt的测量值得出的常数(环工)§1概述1直接接触的测温方法常规测温仪器有温度表和温度计两类，都是将仪器的感温元件和被测物体接触，待两者达到热平衡时，测得感温元件的形体和特性变化，从而可知被测物体的温度2遥感的测温方法遥感的测温方法是根据接收来自被测物的电磁波或声波信息，来探测被测物温度。这类仪器不需要使感应元件与被测物直接接触，因此称为遥感测温温度观测一般包括空气的温度（简称气温）、地温以及水面温度。单位以摄氏度（℃）表示，取一位小数气温的测定项目有：定时气温，日最高气温，日最

7、低气温，配有温度计的气象站做气温的连续记录。地温是下垫面温度和不同深度的土壤温度的统称。下垫面温度包括裸露土壤表面的地面温度、草面（或雪面）温度及最高、最低温度。浅层地温包括离地面5，10，15，20厘米深度的地中温度。较深层地温包括离地面40，80，160，320厘米深度的地中温度。测量气温的仪器主要有干球温度表、最高温度表、最低温度表、温度计、铂电阻温度传感器；测量地温的仪器主要有玻璃液体地温表和铂电阻地温传感器§2玻璃液体温度表玻璃液体温度表的感应部分是一个充满液体的玻璃球或柱，一根一端封闭的玻璃毛细管与它相连。常用的测温

8、液体有水银、洒精和甲苯等，它们的物理性质见下表。温度表可以根据不同的测温目的，选用不同的测温液体液体凝固点(℃)沸点（℃）热膨胀系数（18℃时）导热系数(J/cm2.s.℃)比热(J/g.℃)对玻璃的作用易否变质纯度水银-38.86356.9182×10-683