百叶箱的作用 百叶箱怎么使用
在气象观测领域,你总能在草坪上见到一个引人注目的白色小箱子,它并非仅仅是装饰品,而是气象观测的得力助手——百叶箱。
百叶箱通常采用木质或玻璃钢两种材质精制而成。其箱壁上的两排叶片与水平面形成约45°的夹角,犹如“人”字形状,与百叶窗的设计颇为相似。箱底由三块木板拼接而成,中间一块稍高于两侧。箱顶则设计为双层结构,上层略带倾斜。
揭开百叶箱的神秘面纱,你会发现其中藏有各种温度计,包括最高温度计、最低温度计、干球温度计以及湿球温度计。干球温度计主要用来测量大气的温度,而与湿球温度计的数据结合,便能推算出大气的湿度。简而言之,这些温度计都是用来精确观测大气温度和湿度的工具。
为何这些仪器要安置在百叶箱内呢?这是因为直接将温度计在空气中会影响其测量结果的准确性。如果温度计直接在阳光下,由于其吸收太阳辐射的能力强于大气,表面温度会迅速上升,从而得到的是温度计表面的温度而非真正的大气温度。同理,夜晚时地面辐射的感应能力也强于大气,这导致直接在空气中的温度计读数会出现偏差。
百叶箱的外壳扮演着至关重要的角色。它不仅阻挡了太阳对仪器的直接辐射和地面对仪器的反射辐射,还能抵御风雨雪等恶劣天气的影响。为了确保仪器能够真实地感知外界环境,百叶箱需要具备良好的通风性。这种内外结合的设计确保了百叶箱能够作为一个可靠的观测设备。
百叶箱被稳稳地安置在一个特制的支架上,该支架或固定于地面,或深深埋入地下,确保其稳固性。国际气象观测设备规范严格规定了百叶箱支架的高度必须距离地面1米,以确保箱内温度计的实际高度达到1.5米。
那么,为什么所有的百叶箱都是白色呢?这是因为白色能够最大程度地反射阳光,减少对太阳光热量的吸收。考虑到百叶箱内安置的是用于测量遮阴处自由大气的温度和湿度的仪器,这就要求箱子内的气温和湿度不能因箱壁受到日光照射而发生变化。
颜色越深,吸收的太阳光热量就越多。如果百叶箱外部被涂成深色,它将吸收大量的太阳光热量,导致箱内空气温度升高,无法准确测得遮阴处自由大气的真实温度。这样一来,得到的数据将不具代表性,无法使用。
将百叶箱涂成白色后,投射在其表面的阳光几乎被完全反射掉,只有极少的太阳光热量被吸收。这样就能确保箱内的空气不会因箱壁升温而受影响。测得的气温和湿度将更加具有代表性,可用于实际观测。
为了更准确地观测大气的温度和湿度变化,除了良好的通风条件外,百叶箱还需避免内部仪器直接在阳光下并减少对太阳光热量的接收。这就是为什么百叶箱的四壁采用涂白漆的双层百叶窗结构、支架也被涂成白色以及读取数据时箱门面向北方的缘故。
这样的设计旨在确保箱内温度计的数据测量更加精确可靠。