第3章 大气压测量(郑)

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1、第3章大气压的测量3.1概述3.1.1定义在给定表面上的大气压是由其上的大气重量作用在该表面单位面积上的力。因此，大气压等于该表面视作水平面向上延伸到大气上界的垂直空气柱的重量。3.1.2单位和标尺大气压测量的基本单位是帕斯卡（Pa）（即牛顿每平方米）。气象上报告气压，实际采用在该单位加前缀“百”，成为百帕（hPa），等于100帕。这是气象上选择的术语，主要是因为1百帕（hPa）等于以前使用的单位1毫巴（mbar）。气象上使用的所有气压表的刻度均应以hPa分度。许多气压表以“标准状态下毫米汞柱或英寸汞柱”

2、分度，分别记为(mmHg)n、(inHg)n。当上下文清楚地含有标准状态的意思时，可采用简化术语“毫米汞柱”或“英寸汞柱”。在标准状态下，真实高度被定为760(mmHg)n的水银柱所产生的压强等于1013.25hPa。于是，有下列换算关系：1hPa=0.750062(mmHg)n1(mmHg)n=1.333224hPa由于1英寸=25.4mm，所以可得出下列关系：1hPa=0.029530(inHg)n1(inHg)n=33.8639hPa1(mmHg)n=0.03973008(inHg)n气象用水银气压

3、表的标尺分度应在整个仪器处于标准温度0℃、标准重力为9.80665ms-2条件下直接读出真实气压值。气压表上可能不止刻有一个标尺，例如hPa和mmHg，或hPa和inHg但气压表必须是在标准状态下正确地校准的。气压资料最好用hPa作为单位。在本章以下部分，将只用单位hPa。3.1.3气象要求气压场分析是气象科学的基本需要。绝对必要把气压场看成是大气状态的所有预报产品的基础。在财政允许的条件下，气压测量应该达到技术上允许的高准确度，而且在全国范围内气压测量和校准必须具有一致性。为满足各种气象应用的需要，WM

4、O的有关委员会已经规定了气压测量准确度水平的要求，并概述于指南的第I编第1章。这些要求是：测量范围：920-1080hPa适合于工作在海平面或海平面附近的仪器；对于在海拔较高地方使用的仪器、在其气压较低部分可以扩展相当的量程。要求的目标准确度：0.1hPa报告分辨率：0.1hPa70传感器时间常数：20s输出平均时间：1分钟可以认为，在严格控制的环境中，比如正常装备的实验室，新的气压表是能够达到上述要求的。这些要求为气压表规定了在其安装在工作环境中之前必须符合的目标准确度。对于安装在工作环境中的气压表，实

5、际情况的限制使气象部门难以保持仪器的目标准确度。然而，业务站网用的气压表经过标准气压表的校准之后，其器差可知并容许其性能不低于下列标准：在1000hPa点的最大允许误差：0.3hPa在气压表测量范围内其他气压的最大允许误差：(a)测量范围不低于800hPa的部份：0.5hPa(b)测量范围扩展低于800hPa的部份：0.8hPa间隔等于或小于100hPa的两个气压值的误差之差值：0.3hpa用户对大气压信息的要求是不同的。正如WMO（1990）以及本指南第Ⅱ编第2章描述的那样，航空界要求QNH和/或QFE

6、高度表拨定。对气压测量的总要求已概括在WMO（1981）和美国气象局（1963）的文献中。3.1.4测量方法和观测方法气象上通常使用水银气压表、电子气压表或沸点气压表测量气压。沸点气压表是利用液体沸点与气压之间的关系制成的仪器，已很少应用，故本指南对此不作深入讨论。WMO（1992）对数字气压表（大部份是电子读出式仪器）的性能进行了很有益的讨论。如果符合下列要求，气象用压强仪器（即气压表）可作为测量气压的业务用仪器。（a）仪器必须定期使用经批准的方法、用（工作）标准气压表校准。两次校准之间的周期必须足够短

7、，以确保总的测量误差的绝对值符合本章定义的准确度要求；（b）准确度的任何变化（长期或短期）必须比3.1.3节概述的允差小。如果有些仪器在校准中发现有漂移变化，那么只有在校准周期足够短以确保在任何时候仪器能具有所要求的准确度，这些仪器才能适合业务使用；（c）仪器读数不应该受温度变化的影响。只有当满足下列条件时，仪器才是适用的：（i）读数的温度影响修正步骤能保证所要求的准确度；（ii）把气压传感器放置在温度稳定的环境中，就能保证所要求的准确度。为了补偿温度的影响，有些仪器需要测量气压传感器的温度。必需对温度补

8、偿功能进行控制和校准，并作为整个校准工作的一部份；（d）必须把仪器置于外部影响不会引起测量误差的环境中。这些影响包括：风、辐射/温度、冲击和振动、电源的波动以及压力冲击。要非常仔细地选择仪器特别是水银气压表的安装场所。重要的是，每个气象观测员要充分了解这些影响，并能确定是否有哪些影响对使用中的气压表读数的准确度起作用；70（e）仪器读数要快捷、方便。仪器必须设计成使其读数的标准偏差小于所述的绝对准确度的三分之一；（f）当仪器必