最高温度表

测定一定时段内最高温度的温度表

最高温度表是指测定一定时段内最高温度的温度表。其构造特点是在温度表的球部和细管的连通处特别狭窄。升温时，水银体积膨胀，通过狭窄处上升；降温时，球部水银体积收缩，狭窄处水银柱断裂，细管内的水银柱留在原处，顶端示度即为该时段的最高温度。观测后轻轻甩动温度表，使细管中的水银下落与球部水银相接，然后平放原位，待下次观测。

基本信息

最高温度表是指测定一定时段内最高温度的温度表。其构造特点是毛细管较细，液体为水银。在玻璃球部焊有一根玻璃针，其顶端伸至毛细管的末端，使球部与毛细管之间的通道形成一个极小的狭缝。升温时，水银体积膨胀，通过狭窄处上升；降温时，球部水银体积收缩，狭窄处水银柱断裂，细管内的水银柱留在原处，顶端示度即为该时段的最高温度。观测后轻轻甩动温度表，使细管中的水银下落与球部水银相接，然后平放原位，待下次观测。

工作原理

原理

升温时，球部水银膨胀，水银热膨胀系数大于玻璃热膨胀系数，水银被挤进毛细管内；但在降温时，毛细管内的水银不能通过狭缝退回到球部，水银柱在此中断。因此，水银柱顶可指示出一段时间内的最高温度。

当观测完时，需要由人工将毛细管中的水银复位。

地面最高温度采集器采用铂电阻感应探头和水银温度球一半埋入0cm地面，两种温度感应器分别主要吸收空气热量、地面热量和吸收太阳辐射热量。感应器吸收空气热量和地面热量，是通过分了热运动方式进行能量传递，太阳辐射热量为直接吸收。又由于地面吸收太阳辐射能力远大于空气吸收太阳辐射能力(除地面有积雪外)，所以地面温度通常高于空气温度，因此感应器的主要感应热量来源为吸收地面热传递和太阳辐射。

结构特点

最高温度表的结构特点：毛细管较细，液体为水银。在玻璃球部焊有一根玻璃针，其顶端伸至毛细管的末端，使球部与毛细管之间的通道形成一个极小的狭缝。

观测方法

安装：最高温度安装在温度表支架下横梁的一对弧形钩上，感应部分向东稍向下倾斜。高出干湿球温度表球部3cm。

观测

最高温度表每天20时观测一次，读数记入观测簿相应栏中，观测后进行调整。编发天气报告或加密天气报告的气象站，在规定的时次进行补充观测，观测后也必须进行调整。

观测最高温度表时，应注意温度表的水银柱有无上滑脱离窄道的现象。若有上滑现象，应稍稍抬起温度表的顶端，使水银柱回到正常的位置，然后再读数。

在观测中发现最高温度表水银柱在窄道处断开时，应稍稍抬起温度表的顶端使其连接在一起。若不能恢复，则减去断柱的数值作为读数，并及时进行修复或更换。有关情况要在观测簿的备注栏注明。

气温在-36.0℃以下时，停止最高温度表的观测，记录从缺，并在观测簿的备注栏注明。

调整

用手握住表身，感应部分向下，臂向外伸出约30°，用大臂将表前后甩动，甩动方向与刻度磁板面平行，毛细管内水银就可以下落到感应部分，使示度接近于当时的干球温度。

调整时，动作应迅速，尽量避免阳光照射，也不能用手接触感应部分。不要甩动到使感应部分向上的程度，以免水银柱滑上又甩下，撞坏窄道。调整后，把表放回到原来的位置上时，先放感应部分，后放表身。

维护

⑴ 同干球温度表。

⑵ 在温度下降时，最高温度表的水银柱有时也会回缩到感应部分，遇到这种情况，应立即换用备份表，报废该故障表。

误差分析

在地面气象观测工作中，时常会遇到地面最高温度表记录出现“异常”的情况，即地面最高温度表记录与地面0cm温度表记录互相矛盾，包括地面最高温度表记录值明显偏高或明显偏低两种情况。地面最高温度明显低于当日地面0cm某时次(多为14时)温度的现象在实际中比较常见，对于这类异常记录，观测员在挑选当天地面极端最高温度时比较容易发现且予以纠正。但与此相反，对于地面最高温度明显高于地面}m温度的异常，由于出现几率较少，不易判断，容易被忽视。但是，不论最高温度表异常偏高还是异常偏低，都将对记录的“三性”产生影响。

产生原因

（1）仪器安置

地面3支温度表安置合格以后，地面Ocm温度表不用移动，能较长时间的保持原状态，即1/2表身埋人土中，与土壤密贴，接触面积基本上无变化。而最高温度表每天20时都需要调整，而后重新安置，实际工作中，有时观测员在调整后即将温度表放回原处，没有细心的将土壤回填到表身四周，造成地面最高温度表与土壤接触面积明显减少，特别是地温场土壤严重板结后，接触面积相当小，地面最高温度表感应部分因直径比表身小，有时感应部分呈悬空状态，所感应的已不再是地表温度，而是地面以上贴地层气温，其记录的地面温度极值会明显降低。

另外一种情况也会引起地面最高温度偏低，即地温地段土壤板结后，在放置温度表处形成一条浅沟，当有降水时，使该处少量积水，这样温度表处的土壤含水量增大，导致土壤热容量增大，使升温过程中温度表周围升温较慢，地面最高温度偏低。

（2）仪器性能

由于地面最高温度表与Ocm温度表的材质、结构、测温液质量等的差异，使地面最高温度表与Ocm温度表的灵敏度略有不同，这也可能导致地面温度表记录异常。如某一天地面温度升温极值恰好出现在14时，因地面最高温度表“反应”较慢，还未能“记录”下极值，遇上降温过程，从而造成当天地面最高温度低于Ocm温度。

（3）地温场维护

由于在地温场日常维护中，疏松了板结后的土壤，虽然翻了表土，但由于工作不够细，使地温表四周接触的土块大小相差悬殊或翻土深度不一致，导致地面最高温度表与Ocm温度表接触部分的土壤热容量和导热率产生差异，二者升温幅度不一样而出现异常记录。

特有误差

在观测最高温度时，读数时的温度往往低于瞬时最高值。温度表中的水银柱瞬时最高值过后就出现了冷缩。此时最高温度的实测值TOM就比最高温度的实际值TM要小一些，TM与TOM的差值△T就是最高温度表的特有误差(简称特有误差)，即： .

应对措施

根据上述分析，提高地面温度观测的准确性，除了选用良好的仪器，最重要的措施:正确地安置仪器，维护好地温场地，随时保证地温场的平整疏松，特别是降水结束后，应及时耙松，3支温度表安置状况要一致，耙过的土壤的深度和颗粒要均匀一致;每次调整最高、最低温度表，放回原处后，还需细心向表身四周填土，确保几支温度表安置状况一致。

极限温度对比

地面最高温度和最高气温均采用铂电阻传感器和水银温度表进行数据采集，唯一不同的是地面最高温度采集器安装在地温场中，最高气温采集器安装在百叶箱中。显而易见，安装位置的不同造成了两者误差不同的产生。前者安装在地温场中，无任何遮挡，受阳光直射;后者安装在白叶箱中，有遮挡，不受阳光直射。且前者感应地面温度，后者感应空气温度。在长期的实际观测中，均未发现白动站观测和人工观测最高气温出现普遍较大误差较大现象。两种观测方式不同可以直接证明是否受阳光直射和感应介质是否相同是造成这两种气象数据观测误差不同的最主要因素。

地球大气上界的太阳辐射光谱的99%以上在波长0. 15-4. 0微米之问。大约50%的太阳辐射能量在可见光谱区(波长0. 4-0. 76微米)，7%在紫外光谱区(波长<0. 4微米)，43%在红外光谱区(波长>0. 76微米)，最大能量在波长0. 475微米处。白一叶箱阻挡了绝大多数的太阳直接辐射，所以最高气温度感应器吸收太阳辐射很少，主要通过吸收周围空气热量进行空气温度感应。

不论温度感应器是安装在地温场还是白叶箱中，感应器的热传导率均恒定不变，所以安装环境的不同，并不是影响感应器吸收热运动能量的主要因素。

综上所述，最高地面温度感应器和最高气温感应器感应温度的方式主要区别为是否受太阳辐射。所以是否有日照成为决定地面最高温度和最高气温观测误差不同的主要因素。在实际工作中，我们也可以很容易的发现，绝大多数白动站与人工观测地面最高温度误差较大均出现在有日照天气。

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