百叶箱,是安置测定温度、湿度仪器用的防护设备。它的作用是防止
太阳对仪器的直接辐射和地面对仪器的反射辐射,保护仪器免受强风、雨、雪等的影响,并使仪器感应部分有适当的通风,能真实地感应外界空气温度和湿度的变化。百叶箱根据大小和材质分为轻型百叶箱和木制百叶箱两种。
木制百叶箱的四壁是由两层薄的木板条组成,外层百叶条向内倾斜,内层百叶条向外倾斜,百叶条与水平的交角45度。箱底由三块木板组成,每块宽110毫米,中间一块比边上两块稍高一些。箱盖有两层。整个百叶箱内外都是白色。把百叶箱漆成白色,可以将投射在百叶箱上的阳光基本上都反射掉。百叶箱的门朝北开,是为了防止观测时阳光直接照射箱内的仪器。这样的结构,使得百叶箱内具有很好的通风性能,同时又使箱内仪器不受
太阳直接照射和雨雪的影响,从而保障了空气温度的湿度观测数据的代表性。
历史
百叶箱是由
英国土木工程师汤玛士·史蒂文生(Thomas Stevenson,1818-1887)与父亲罗伯·史蒂文生(Robert Stevenson)一同发明。
外观
百叶箱是里面放有气象观测仪器,而空气能流通的箱子,箱子里面放有温度表、湿度表、最高和最低温度表等多种仪器。这些仪器是用来测量空气的温度和湿度的,因此希望箱子内的气温与湿度不要因箱壁受到日光烤热而有所改变。
由于颜色越深,吸收
太阳光的热量越多,如果百叶箱外壁漆成黑色或其他深色,它在阳光下温度就会迅速上升,箱内的空气温度就会提高,所测定的气温和湿度就是受太阳烤热后的温度和湿度,数据就没有代表性。把百叶箱外壁漆成白色,投射在百叶箱上的阳光会被白色的表面反射掉,箱内的空气不致因箱壁升温而烤得很热,所测出来的气温和湿度就有较强的代表性,因此,百叶箱外壁一定是白色的。
构造
百叶箱
我国气象业务上使用的百叶箱构造如图《百叶箱》所示,箱的四周由双层百叶窗组成,叶板与水平面成45°倾角,箱顶和箱底都由三块宽110mm的木板组成,中间一块与边上两块在高度上错开,使
空气能通过错缝流通,箱顶上方向后倾,整个箱子涂上白漆,并经常保持清洁。
中国气象台站使用的百叶箱一套两个:较大的一个高612mm、宽460mm、深460mm用于安放温度、湿度自记仪器;小型百叶箱高537mm、宽460mm、深290mm,用于安放干湿温度表和最高、最低温度表以及毛发湿度表。
尺寸
内部尺寸可视仪器多寡而有所调整,常用的有大、中、小三种。大型者内部宽度为长78.6公分,宽93.6公分,高106公分。中型者长、宽各65公分,高75 公分。小型者长48公分,宽62公分,高48公分。原始设计箱子顶部应为两层中空的
石棉板,但因石棉是致癌物质,石棉板已被其他材质的层板取代。箱子的外部粉刷成白色以反射辐射,每两年并再粉刷一次。
位置
百叶箱的放置位置要避免树荫和建筑物的影响。
加拿大环境局提供的建议是应距离树或建筑物垂直高度的两倍之远。(比方说,距离任何10米左右的树20米远。)在
北半球,门的开口应向着北方以防
太阳直射在温度计上。在
极地地区,由于阳光可能24小时由不同的区域照射,观测人员需特别注意避免阳光直射及人员的体温影响温度计的正确记录。
防辐射罩
为了便于野外考察,可以使用简易的防辐射罩。它的上板为伞形,中间有多层环片,下面为防辐射板,温湿
传感器置于罩的中部。
未来
某些地区已用整合式的自动气象站取代百叶箱以及其他独立的测候仪器来观测天气。
放置
百叶箱安装在高度为1.25m的架子上,箱底保持水平。为了观测大气的自然状况,要求百叶箱不仅通风要好,而且还要避免阳光的直接照射。为此,箱的四壁都是用涂了白漆的双层百叶窗组成,并且查读各种仪器数据用的箱门均面向北开。百叶箱不仅要避免阳光直射,而且还要避免受地面反射的光和热的影响。由于草坪上的光和热的反射影响最小。因此,一般百叶箱都架设在草坪上。
箱内仪器安放
大百叶箱内放有温度计(自动记录温度的仪器)和湿度计(自动记录相对湿度的仪器)。温度计水平安放在前面较低的木架上,湿度计水平安放在后面稍高的木架上,高度以便于观测为准。
小百叶箱内各种仪器都装置在一个固定的支架上,干球温度表和湿球温度表垂直悬挂在支架两侧的环内,球部向下,干球在东、湿球在西,球部中心距地 1.50 米。湿球上包扎一条纱布 纱布的下部浸入一个带盖的水杯内,杯口距球部约3 厘米。毛发湿度表垂直悬挂在支架的上横梁中部,表的上部用螺钉固定。最高温度表水平放置在支架下横梁上的一对弧形钩上,球部可略低些,球部中心离地面地面1.53 米;最低温度表水平安置在支架下横梁上较低的一对弧形钩上,球部中心离地面1.52 米