《小小气象员》
4 小小气象员

同学们一定听说过《草船借箭》的故事,让我们一起回顾一下吧。周瑜委托诸葛亮督造万支箭。一天夜里,江上大雾弥漫,一片漆黑。诸葛亮命令士兵在船上插满稻草人,当船靠近曹军水寨时,诸葛亮命船一字摆开,叫士兵擂鼓呐喊,故意制造了一种击鼓进兵的声势。曹操以为对方来进攻,又因雾大怕中埋伏,就命弓箭手朝江中放箭,雨点般的箭纷纷射在稻草人上。

太阳出来了,雾要散了,诸葛亮命船赶紧往回开。此时顺风顺水,曹操想追也来不及。船的两边稻草人上密密麻麻地插满了箭。

在这个故事中,诸葛亮借箭取得成功的条件是什么呢?

不难发现,诸葛亮巧妙的利用了气象的特征取得了战争的胜利。生活中也有很多的气象,请同学们讨论一下。

同学们每天都能接触到天气预报,通过天气预报知道今天是否要带伞,是否要添衣服等。相信同学们对天气预报已经很熟悉了,让我们一起来看一看这些常见的气象图标。

我们经常听到天气预报员说小雨,大到暴雨,这是用什么来衡量雨的大小呢?从气象学的角度来讲,所谓雨量,就是在一定时段内,降落到水平面上 ( 无渗漏、蒸发、流失等 ) 的雨水深度。用雨量计测定,以毫米为单位。气象台站在有降水的情况下,每隔 6 小时测量一次。

雨分为微雨、小雨、中雨、大雨和暴雨等,这些等级的划分都有明确的规定。下表是降水的六个等级。

通过上面的讨论,我们可以知道,不一样的天气,人体会有不一样的感受,例如,天冷时要加衣服。科学家们是通过什么来精准判断天气的变化的呢?没错,他们是通过数据来精准判断天气变化的。

下面老师要带领大家一起揭开这些神奇数据的面纱。下图是我们的气象微观察记录仪。它可以实现数据的获取、处理和传输。同学们可以通过 APP 远程观察实时数据和数据的历史曲线。比如说我们可以在家观察气象微观察记录仪采集到的环境信息。下面我们就来了解一下,气象微观察记录仪都是由哪些部件组成的吧!

我们的气象微观察记录仪能感知的环境数据包括:环境温度数据、环境湿度数据、光照强度数据、二氧化碳含量数据、PM2.5 数据、风向风力数据、雨量大小数据。这些环

境参数都是由丰富多样的传感器获取的。传感器通过物理或者化学的方式,记录被测量的信息,并且将测量到的数据进行处理。

下图是一个四合一的传感器,里面藏了光照传感器,二氧化碳传感器、温湿度传感器。这样的多层结构可以让空气充分流通,也起到了很好的防雨效果。

下面这几个造型奇特的传感器依次是风速传感器、风向传感器、粉尘传感器。

我们的雨量传感器像一个有盖子的纸篓。雨水从最上端的进水口落入水漏斗,再经过漏斗流入翻斗,当积水水量达到一定高度(比如 0.1 毫米)时,翻斗失去平衡翻倒。每

一次翻斗将水倒出,雨量传感器完成一次计数。通过一次又一次的计数,我们就能得出当日的降水量啦!

我们的数据控制都是由这个野外防护箱完成的。在这个神秘的箱子中依然是使用到了处理数据的“主脑”⸺“物联网网关”。智能网关在气象微观察记录仪中扮演了数据处理、传感器控制、数据传输的角色。只要连接我们手中的Pad或者手机就能通过APP能查看实时环境数据啦!

实验一:

同学们,让我们都来当一次“小小气象员”吧,分组使用 Pad 上的 APP 查看“小气象”(当前学校)的环境参数,并通过网络查看“大气象”(学校所在市)的环境参数,完成下面的表格:

思考:为什么同一时间学校小气象和地区大气象数据有明显的差异呢?
实验二:

同学们,在今天的知识学习中我们知道了降水等级的划分依据,也明白了雨量传感器是怎样工作的。让我们来模拟

一下“降水”吧! 请准备两个洒水壶,分别浇灌雨量传感器,看一看雨量传感器数据发生了什么样的变化。

通过这节课的学习,同学们了解了不同气候的特点,也使用传感器进行了一些数据的简单测量。请同学们进一步探究思考学校小气侯形成的地理环境因素有哪些。

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