一、平均气温

（一）冰瓶 我国最初的温度表

在欧洲人创造发明的温度表并未传到我国的古时候，我们中国人是怎样测知溫度高矮的？从历史资料看来，我们中国人很早已建立了寒、冷、温、热的 溫度 定义，秦汉时期观查 瓶中之冰 来预知未来平均气温发展趋势等。《吕氏春秋》： 见瓶水之冰，而知天下之寒 。也即玻璃瓶上装进水，假如水结冰了，平均气温即小于零下，进到严冬了；假如冰融化，则气温升高。这类玻璃瓶称 冰瓶 ，也叫 水瓶座 ，可谓是我国最初的一种温度表，被视作当代温度表的原型。

（二）人力观察时期

平均气温是在观察在工作中离路面1.5米多的百叶箱中的温度仪（一般指的便是夹层玻璃温度仪）上测出的，百叶箱内左侧是干球温度表，右侧是湿度表，正中间的是头发湿度表，横着的二只温度仪各自用于精确测量最高温度和最低温。因为温度仪在百叶箱中维持了优良的自然通风性并防止了太阳立即直射，因此具备不错的象征性。

▲人力观察时期的百叶箱內部仪器设备

（三）全自动观察时期

伴随着自动气象站的运用，外型维持原状的百叶箱，里边的物品早就大变样，温度感应器替代了夹层玻璃温度仪。如今大家常用的铂热电阻平均气温感应器选用PT-100铂热电阻做为磁感应元器件，其电阻值随溫度转变而转变，依据测到阻值，经转换测算解决可变为溫度量程。当温度感应器联接了数据采集器后，就能即时收集平均气温数据信息并传送至业务流程手机软件中。

▲全自动观察时期的百叶箱內部仪器设备

▲铂热电阻平均气温感应器

二、环境湿度

大家一般说的空气相对湿度是表明空气中水蒸气成分和湿冷水平的标量，在路面观察中，特指空气湿度，用%RH表明。

（一）最初的环境湿度仪器设备

悬羽与炭 ，它是古代人运用木碳消化吸收水份的基本原理、最先创造发明的精确测量空气相对湿度的一种方式 。在《史记 天官书》中谢提及一种把土和炭各自挂在天平秤两边，以观察挂炭一端天平秤升降机的仪器设备。这实际上便是初始的 湿度测量仪 。基本原理是：天气干燥了，炭就轻，天平秤就趋向于土；湿气大了，炭就重，天平秤就趋向于炭。也就是古代人说的 燥故炭轻，湿故炭重 。

在我国是最开始创造发明测湿仪器设备的我国。汉朝王充在《论衡 变动篇》中以前提到，吉他琴弦松垮，天就需要雨天。吉他琴弦松垮，是天变湿冷、弦线伸展所导致的，表明空气相对湿度很大。由此可见，古时候的弦琴也可作为初始的空气相对湿度检测仪器。当代头发湿度测量仪中的 头发 ，实际上便是古时候吉他琴弦的缩微。

（二）人力观察时期

干湿度表用于精确测量气体溫度和环境湿度仪器设备。它由二只型号规格彻底一样的温度仪构成，竖直悬架在百叶箱温度仪支撑架两边的环内，球部往下，东边的干球温度表用于精确测量平均气温，西边的湿度表球部捆扎一条沙布，沙布的下边渗进一个有盖的杯子内，瓶口距球部3厘米，杯里盛纯净水（只容许用医疗器材纯净水），供潮湿干球温度沙布用。环境湿度是依据热学基本原理由干球温度表与湿度表的溫度误差测算得到。可是干湿度表不可以在超低温（-10 C下列）自然环境下测湿，因而在极冻的气温中，测湿只能依靠正中间的头发湿度表了。

头发湿度表是依据脱油人发能随空气相对湿度尺寸而更改长短的特点，用工发做成的测量气体空气湿度的仪器设备。湿度测量仪是自动保存空气湿度持续转变的仪器设备，它由磁感应一部分（脱油人发），传动系统机械设备（杆杠屈臂），自记一部分（自记钟、纸、笔）构成。

▲干湿度表

▲头发湿度表

▲湿度测量仪

（三）全自动观察时期

伴随着观察自动化技术的推动，温度传感器替代了湿度表。当温度传感器联接数据采集终端后，就能即时收集环境湿度数据信息。温度湿度感应器选用高分子材料薄膜电容做为湿敏电容器。当空气相对湿度发生改变时，湿敏电容器的相对介电常数产生变化，使其容量也产生变化，其电容器变化量与空气湿度具备占比关联。

▲温度湿度感应器

三、降雨

降雨就是指从天上着陆到路面上的液体或固体（经溶化后）的水，降雨观察包含降雨量和降水强度的观察。降雨量指某一时段内没经挥发、渗入、外流而在河面上累积的深层，以mm为企业。

（一）最初的测雨仪器设备

最开始的测雨器记述常见于宋代一位数学家秦九韶著作的《数书九章》（1247年）。此书第二章为 天和类 ，百度收录了相关降雨量测算的四个事例，分别是 天池测雨 圆罂测雨 峻积验雪 和 竹器验雪 。在其中 天池测雨 所叙述的 天池盆 早已和当代气象监测所应用的降雨量筒十分贴近了，而方式 上则采用 平地上得雨之数 来衡量降水，称得上世界上最早的降雨量计算方式，为之后的降雨量测量确立了理论基础。

与当代测雨专用工具最贴近的当属 乾隆皇帝测雨台 了，它以紫铜生产制造，为圆桶型，筒高一尺五寸，圆径七寸，放置测台以上，用以量雨，测台正脸书有 测雨台 三个粗字，边上则是 清乾隆庚寅五月造 的字眼。

▲乾隆皇帝测雨台

（二）人力观察时期

人力观察时期，雨量器由降雨量筒和与之配套设施的烧杯构成降雨量筒用于承揽降雨物，它包含承滤水器、储水瓶和外筒。在我国选用直徑为20cm的正圆形承滤水器，为维持筒口的样子和总面积，筒质务必硬实。为避免降水溅入，筒口呈内直外斜的刃口形。烧杯为一特别制作的有标尺的专用型烧杯，其规格和标尺与降雨量筒规格成一定占比关联。烧杯有一百分度，每一分度定为降雨量筒内水位0.1毫米。精确测量时,将降雨量筒中的降水倒在烧杯中,依据杯上的标尺就可了解当日的降水量了。

全自动观察让观测员从此无需在严寒的气温中开启壳体观察平均气温数据信息、维护保养被降雪遮盖的壳体，减少观察工作人员劳动量的另外，也提升了机器设备的使用期和数据信息的精确性。

▲降雨量筒及烧杯

（三）全自动观察时期

全自动观察让观测员从此无需在严寒的气温中开启壳体观察平均气温数据信息、维护保养被降雪遮盖的壳体，减少观察工作人员劳动量的另外，也提升了机器设备的使用期和数据信息的精确性。

全自动观察时期，关键用的是翻单斗雨量传感器，将降水量变换为以开关量方式表明的数据数据量輸出，以考虑信息内容传送、解决、纪录和显示信息等的必须。以SL3-1型雨量传感器为例子，该感应器关键由承滤水器、上翻斗、计量检定翻斗、记数翻斗等构成。当有降水出現时，降水最先在承水部位汇聚后，再注入上翻斗。当降水累积到一定量时上翻斗旋转，水进到汇聚布氏漏斗，汇聚布氏漏斗根据节流阀管将水引入计量检定翻斗，当计量检定翻斗承担的降雨量为0.1毫米时它就把降雨乱倒进记数翻斗，使记数翻斗旋转一次。那样，降雨量每一次做到0.1毫米时，数据采集器就自动保存0.1毫米的降雨量。全自动观察解决了人力观察降水量时没法防止挥发导致读值偏差大及其每天观察频次受到限制的难题，另外能够随意时次累加测算降雨量。

▲双翻斗雨量传感器

路面气象监测自动化技术改革创新的持续推进，使大家的各种气象监测仪器设备大 换脸 ，从人力观察到全自动观察，观测员无需在严寒的气温中开启百叶箱观察数据信息、维护保养被降雪遮盖的壳体，也不用担忧因为本身的观察习惯性和偏差而危害网站安全性，只需保证各种观察实验仪器没有问题、互联网通畅、业务流程手机软件一切正常运作就可以，大幅度降低观察工作人员劳动量的另外，也提高了路面气象监测品质和台站的综合性业务水平，全自动观察完成了气象条件数据信息的自动化技术收集、剖析和传送，获得的气象数据信息内容也具备极强的易用性和精确性，为天气实况预警信息服务项目出示精细化管理、靠谱的数据信息支撑点。