风力等级表 表 7

风向旗是一根长 2.2 米的竹竿，它的下端削尖，离上端 20 厘米的地

方，固定一根小竹签作为指标。在竹竿顶上固定一条长 60 厘米、宽 3 厘米的重量极轻的绸带。

在地下安置一根长 20 厘米直立的两头通的竹管子。把竹竿插立在竹管内并能自由转动，这样风向旗就算做成了（如图 26）。

图 26 风向旗

在没有风向标的学校，用风向旗来测定风向是最简便的方法。运用时，转动竹竿，使竿上的竹签（即指标）与长旗重合，然后站在旗竿迎风的一面，离竹竿 5、6 步远，利用指南针来瞄准小指标。那么，小指标的方向就是当时的风向。

（五）日照仪

为了测定日照时间的长短，可以制作一个简易的日照仪（图 27、28）。日照仪的主要部分是一个实心的玻璃球。如果没有玻璃球，就在学校理化实验室要一个 500 毫升的长颈烧瓶，内装酒精来代替实心玻璃球（图

28 中 a）。瓶内之所以装酒精而不装水，为的是防止水在冬季结冰时会使烧瓶破裂。但瓶内酒精不要装得太满，因为酒精遇热会膨胀。酒精还必须清洁，如果不清洁，可先行过滤，然后装入瓶内。当酒精倒入瓶内的时候，不要使瓶内有小气泡存在。为了防止酒精蒸发，可在酒精面上滴几滴豆油。瓶口用橡皮塞塞紧。再用木板做一个木架（图 28 中 b）以安置玻璃烧瓶。架子是个半圆形的弧（圆半径是 12 厘米），在架子的上部钻一孔，安一个夹松紧用的螺丝钉（图 28 中 c）。螺丝钉扣住一个由白铁皮做成的夹环（图 28 中 d），烧瓶的长颈就由夹环夹住。为了使瓶

颈不被夹环夹破，可以剪一条破蓝球胆裹在瓶颈上。再用一块白铁皮做成一个长 30 厘米、宽 4 厘米的装纸带用的半圆环（图 28 中 e）。为了便于安插纸带，半圆环两边做成卷边。在圆环凸起的一面，也焊一个夹环

（图 28 中 f）。并用螺丝钉把它夹紧在架子上。最后用一块 25 厘米见方、

厚 2 厘米的木板，在其一边距边缘 6 厘米的地方挖一个长方形的孔，就将架子的末端插入孔内。然后再在木板的四角用钉子把它钉牢在支架上。支架是由一块 30 厘米见方的木板和一根 10 厘米见方、高 120 厘米

（不包括入土部分）的木柱做成的。

在安装日照仪的时候，须注意以下几点： 1.支架要水平。

1. 瓶口对准北极星，使玻璃瓶纵轴按照当地的纬度倾向北方。

2. 通过玻璃瓶中心与架子所连接的直线，要和本地子午线重合。

3. 玻璃瓶和插纸带的半圆环之间的距离应等于玻璃瓶的半径。

安置的方法是：正午时，日射焦点刚巧落在架子上，于是放松螺丝， 上下移动插纸带的半圆环，使焦点正好落在纸带的中央。如果仪器安装得正确，则烧穿的线条是一直线。如果是曲线，或向一面倾斜，就说明安置得不够正确，须要检查调整。由于日射点的位置是随着季节的变化而变化的，所以半圆环在架子上的位置也要随着季节的变化而变动。

图 27 观测日照时间

图 28 日照仪结构示意图

要知道一天中日照时间的长短，就可以根据纸带上烧焦的焦痕的长度来判断。因为纸带上有现成的时间分度线。

纸带是用较硬的纸做的。纸带上的时间分度线本可以根据长期观测得出每小时焦痕的长度从而把它画出来，但为了省事，可以向气象台、站要几张标准纸带回来仿制。纸带上用线条分成许多部分以代表钟点， 其中长线条代表 1 小时，短线条代表 0.5 小时。但纸带有长短之分（图29）。它们分别适用于不同的季节。夏季日照时间长，因而纸带最长。冬季日照时间短，所以纸带也最短。

图 29 纸带

纸带每天用一张。每天在日出之前插入半圆环，日落以后收回来。根据焦痕的长短，就可得出每天的日照小时数。如果焦痕不是实线而是由若干点或线段构成的，那就用目测来决定每段焦痕的分钟数，再求出 1 小时内所有焦痕所占分钟数的总和。

从纸带上看来，如果焦痕连续成一长条，这就说明当天太阳从没有被云遮盖过。如果焦痕有断断续续的现象，这就证明在哪个时间里太阳曾经被云遮盖过。

在每张纸带的背面，注明当天的日期，并妥善地保存起来。这样， 就可以求得全月或全年的日照总时数。

（六）测云器

用环状测云器来观测云量、云向和云速。测云器的制作很容易。用一根宽 3 厘米的长条竹片，围成一个直径 2 米的大竹圈。将大竹圈八等

分，并把各等分点钻通成孔，再穿上 4 根交叉的 12 号铅丝。其中两根长

3 米，另外两根长 2 米（都不包括扣在柱子上的长度在内）。短的两端扣

在竹圈上，长的穿过竹圈扣牢在支柱上。支柱是长 2 米（不包括入土部

分）、直径 6 厘米的圆柱 4 根（图 30）。在这两根长的铅丝中，有一根要和子午线的方向一致，另一根与它垂直。因此，在安置测云器的时候， 要先用指南针在地上测定出子午线的方向，然后将穿好铅丝的竹圈放在地上，使其一根长铅丝和子午线重合。在其两端栽上木柱。柱子与竹圈的距离是 50 厘米。再以等距离的方法栽上另外两根柱子，将铅丝拉直扣牢在柱子的上部。在代表经线方向的铅丝两头安装上“南”“北”两字， 在与其垂直的那根铅丝两头就安装上“东”“西”二字。东、南、西、北四字是用白铁皮剪成的。有了这四个字，那么在字与字中间的铅丝所指的方向，就分别是东北、东南、西南、西北了。最后将测云器涂上油漆。

图 30 环状测云器

利用环状测云器来教会学生观测云向、云量和云速的技能技巧。 所谓云向，就是指云来的方向，不是去向。但空中的云层有时运行

很慢，不易辨别。因此，观测的时间要长一些。看它运行的方向究竟符合于测云器哪一条铅丝所指的方向。

所谓云量，就是指天空被云掩盖的情况。观测的时候，要站在测云器下竹圈的中央（见图 30），通过竹圈可以看到大部分的天空。云量是用目力来估计的，通常将天空分为 10 等分，估计 10 等分中为云所遮盖的成数。如天空完全无云，云量为 0；天空有一半为云所遮盖，云量为 5； 若天空全部为云所遮盖，则云量记为 10。这种估计是不论云的高低和种类的，只看天空被所有的云遮盖的成数。所以这种云量称为总云量。

所谓云速，就是指单位时间内天空云层运行的水平距离，以米/秒为单位来表示。

计算云速必须知道以下几个数字：

1. 云在一定距离内运行所需的时间；

2. 云层的高度；

3. 测云器圆环的直径；

4. 观测者的眼睛到测云器圆环的距离。

在这四项中，测云器圆环的直径是已知的（2 米），未知的是观测者的眼睛到测云器圆环的距离以及云层的高度和云层运行的时间。

在测定云层运行的时候，只要观测者站在测云器下向上注视着天空，认定天空一朵云，利用钟表记下这一云层自圆圈的一边到另一边所经过的时间。然后再根据云层的形状来推测云层的高度。在中学阶段， 只要求学生识别几种最基本的云层，即层云、积云和卷云三种。按形状来说，层云是大片大片的，像雾带一般弥漫在空中；积云是一团团像棉花似的；卷云是一丝一丝的，像马尾一样。按高度来说，层云约 1000 米，

积云约 3000 米，卷云约 7000 米。

计算云速的方法是：如果观测者的眼睛至测云器圆环的距离为 50 厘

米，云层穿过竹圈直径所需的时间为 10 分钟，从云的形状来看是属于积

云的一种，云高约 3000 米。那么云层到测云器的距离，就等于观测者的

眼睛到测云器的距离的 6000 倍（因观测者的眼睛到测云器的距离为 50 厘米）。因而云层穿过测云器竹圈的实际距离，也就等于测云器竹圈的一边到另一边距离的 6000 倍。测云器竹圈的直径为 2 米，那么，这块云

在 10 分钟内就移动了 12000 米。这样，云速就是 12000÷10=1200 米/分，

或是 1200÷60=20 米/秒。

气象观测是一项经常的、细致的工作，是一种富有劳动教育意义的活动，从实际活动中可以培养学生克服困难和独立工作的能力。譬如有一次在观测干湿球温度表的时候，学生们发觉湿球温度表的示度不正确，于是他们研究问题的症结，结果发现裹在湿球温度表球部的纱布太脏了，由于纱布不清洁，影响到水盂内水的上升作用，从而也就影响到示度的准确性。后来他们就到医务室要来一块洁白的纱布，换下那块脏的。这就说明，学生在实际工作中能够动脑筋、想办法、克服困难。他们的观测记录工作自始至终，从不间断。不论寒冬炎夏、刮风下雨，都能做到定时观测，从而培养了自觉的工作习惯。