2023年12月9日下午，在谢云、王文婷两位老师的带领下，山海学社的同学在大操场旁边的气象园集合，正式开始了本次气象园参观活动。
一、气象园概况
气象园位于大操场西侧，长35米，宽25米，内设有测量气温、降水、湿度、气压、蒸发、辐射等气象要素的多种仪器。
二、主要气象要素观测
（1）能见度
能见度用前向散射能见度仪观测。它安装在距离地表280cm处，有北和南两个“头”（①），北面的头发射红外光脉冲，南面的头接收光信号。光信号转换为电信号经处理单元计算出能见度。当空气有大量如PM2.5等粒子导致能见度较低时，进入接收端的散射光就会较少；反之，当空气非常干净时，接收到的光就较多。最终根据接收到的光的多少，就可以反映空气的能见度高低。因为接收器至于发射器前段，只接收向前的散射（同时还有其他方向尤其是向后的散射），故称为“前向散射能见度仪”。
（2）降水现象
降水现象是指从天空降落下来的固态、液态和混合态的降水，用降水现象仪观测，同前向散射能见度仪的工作原理类似，也是通过“发射光—接收光”的方式，测量其中间通过的降水粒子的大小和速度，判断属于毛毛雨、雨、雪、雨夹雪、冰雹等5种降水现象的哪种。
下图为天气现象视频智能观测仪
（3）降水
自动观测降水量的仪器有两种：称重式和翻斗式传感器。
称重式降水传感器是连续测量落到盛水桶中的降水质量，再利用水密度和盛水口面积换算为降水量的仪器。盛水桶为口径20cm的圆形，最大容量是400mm，周围一圈为防风圈，满了之后需要人工将水倒掉。桶下是称重仪器。
翻斗式雨量传感器是自动测量降雨量的仪器。雨水在承水口汇集进入翻斗进行计量，翻斗每翻动一次为0.1mm的降水量，可以测量出某个时间段的降雨量。气象园有3个翻斗式雨量传感器，以此来防止有因某一个出故障而造成的数据不准确，在没有出故障时也可进行校核。
人工观测降水量用普通雨量桶。每次降雨过后、以及每天定点观测，可以得出6小时、12小时、24小时等不同时段的降水量，但无法像翻斗式或称重式雨量传感器那样测量到降雨过程。
（4）蒸发
蒸发用超声波蒸发传感器测量。通过测量中间蒸发桶的水位高度计算蒸发量。周围环绕的水圈是为了减小太阳辐射和降水量对蒸发量的影响。蒸发池中有一个小孔（①），与其北侧放在百叶箱中的测量桶连通，二者有相同的水位。超声波（②）发射超声波脉冲，根据其发射和返回的时间差测量水位变化，计算出该时段的蒸发量。由于落叶的飘入会影响到数据的准确性，因此需要经常维护。蒸发传感器是露天的，因此在下雨天需要配合降水传感器来得到实际蒸发。
（5）风向风速
风向风速用风向风速传感器测量，安装在10-12m高的风塔，分别由风向和风速传感器构成。风向传感器（①）测量风向，尾翼所指方向代表风向（即风的来向）。风杯传感器（②）测量风速，随风速增大转速增加。
（6）空气湿度与温度
空气温度和湿度由放置在百叶箱内的铂电阻温度传感器和湿敏电容湿度传感器测量。
铂电阻温度传感器（1）感应部分由金属铂制作，根据其在不同环境温度下的电阻不同，计算出温度。
湿度传感器（2）感应部分由有机高分子薄膜电容制成。当环境湿度变化时，吸湿膜吸收或向空气中释放水汽，使电容两级板间的介电常数发生变化，电容量随之改变，进而计算出空气中的湿度。
以往人工观测空气温度和湿度时，是由放置在百叶箱内的干球和湿球玻璃温度计定时观测。干球温度计（1）与湿球温度计（2）完全一样，不同的是后者在球部感应部分裹一层细棉布，并将棉布尾端侵入装满水的塑料杯中。于是湿球温度计因水分蒸发消耗热量测量的温度低，其与干球温度之差即可反映蒸发的水汽量，进而推算空气湿度。此外，人工观测还要每日各测量一次最高气温（3）和最低气温（4）。最高温度表的球部感应液体是亮色的水银，最低温度表的球部感应液体是透明的酒精。中部两个黑色柱体及连接的显示表（5）是毛发湿度计，直接指示空气中的相对湿度。依据脱脂后的人的毛发孔隙从空气中吸收水汽、或向空气中释放水汽引起的毛发长度变化观测空气湿度。
两个百叶箱内自动温湿度传感器与人工温湿度观测仪器
（7）日照时数
每日日照时数用光电式数字日照计测量，采用置于光学镜筒中的3个同轴光电感应器对太阳总辐射和散射辐射进行自动连续观测，再计算出直接辐照度判断有无日照，即给定时段内太阳直接辐照度大于或等于120瓦•每平方米（W•m-2）的各分段时间总和。
（8）地温
地温包括裸露土壤表明的地面温度、草面温度、不同深度的地中温度。其中离地面5、10、15、20 cm深度的是浅层地温，离地面40、80、160、320 cm深度的是深层地温。与气温测量原理一致，地温也是用铂电阻地温传感器采集地温度。
（9）辐射
辐射包括来自太阳的短波辐射、来自大气和地面的长波辐射。辐射测量系统通过测量因辐射产生的电流计算辐射。①测量的是大气长波辐射；②测量的是太阳短波总辐射；③会被④上的遮光球挡住太阳直接辐射，测量的是太阳散射辐射；④是两个遮光球联动追踪太阳；⑤会和④一起随太阳位置不断变化，测量直接辐射；⑥与传感器②和③相同，但朝向地面，测量的是地面反射的太阳短波辐射；⑦与传感器①相同，但朝向地面，测量的是地面发射的长波辐射。
（10）控制室
以上各气象要素传感器的测量结果都会传到控制室中的电脑里，并通过软件处理，最终呈现出实时观测的气温、湿度、能见度、辐射、风速风向、天气现象等气象要素，也可以下载此前电脑上保存的相关数据。
合影留念
文案：张玲烯
摄影：张玲烯
整理：闫琼月