地面气象观测仪器的温度测量仪器
常用的有玻璃温度表、双金属片温度计、金属电阻温度表和热敏电阻温度表等。
玻璃温度表
利用测温液体在玻璃毛细管中热胀冷缩的特性制成，常用的液体有水银和酒精两种。通常使用的有：干湿球温度表、 最高温度表、 最低温度表和1887年德国R.阿斯曼创制的阿斯曼干湿表。最高温度表的结构与体温表类似，在接近球部处设有一玻璃针，使毛细管变狭。当温度上升时，球部水银膨胀，挤过狭管而上升；温度下降时、狭管处的摩擦力阻止水银柱下降，因此可测得最高温度。最低温度表，一般用酒精作测温液，在毛细管内设一游标，温度下降时液面的表面张力带动游标下降，而温度上升时，管壁的摩擦力使游标停而不动，因而可测得最低温度。
双金属片温度计
是自动连续记录气温变化的仪器。感应元件由膨胀系数相差较大而弹性模量相近的两块金属片（常用的有殷钢和无磁钢）焊接而成。这种双金属片随温度的变形率接近线性，所以可用来测温。自记系统由同感应元件相联的自记笔和旋转的自记钟构成。
金属电阻温度表
利用金属电阻随温度变化的原则制成的温度表。常用的金属丝有铂、镍和铜三种，阻值在几十欧到一百欧之间。其中铂电阻丝的稳定性最好，可用它制作标准温度表。电阻温度表可以用于遥测。
热敏电阻温度表
其感应元件由几种金属氧化物混合焙烧而成。可为棒状、球状或片状。其阻值可达几十千欧，电阻的温度系数大，仪器的灵敏度
高于金属电阻温度表，被广泛应用于遥测。热敏电阻的外表必须绝缘，防止在高湿时漏电。
温差电偶温度表
利用温差电现象制成。温差电现象是指在两种不同导体所组成的封闭回路中，若导线连接处的温度不同就会产生电流的一种现象。温差电偶温度表由于构造简单，分度便利，常用于梯度观测及空气、土壤和水温的测定。目前在日射仪器及小气候观测中也被广泛应用。
石英晶体温度表
选择石英晶体某种切片平面的方向，使石英晶体薄片具有振荡频率和温度成线性关系的特性，用这种切型的石英晶体作为测温元件制成的温度表。它的优点是：可以直接数字输出，有较高的分辨率（可达10-3℃）。 测量大气温度时，感应元件需遮蔽，以防止各种形式辐射的影响，如百叶箱和阿斯曼干湿表外管等。同时，防辐射设备必须保持良好的通风，尽量减小对自然状况的干扰。
气压测量仪器
常用的有水银气压表和空盒气压表两种。
水银气压表将一支一端封闭的玻璃管抽成真空，注满水银，再将开口一端插入水银槽中，以水银槽平面到管内水银柱顶的高度来测量大气压力。水银柱高度必须以温度为0℃、重力加速度为9.80665米/秒2的情况下所具有的高度为标准。当测量气压时，温度和重力加速度与上述情况不符，则必须对由此引起的偏差加以订正。1810年，法国J.福丁发明福丁式水银气压表，气压表的玻璃管外配有测量水银柱高度的铜管标尺。水银气压表测量精度较高，性能稳定，常作为标准气压表。
空盒气压表
由扁平的金属膜片空盒组构成，盒内的气压较低。利用弹性应力与大气压力相平衡的原理，以它形变的位移测定气压。其优点是便于携带和安装。但由于金属膜片的弹性系数随温度变化，须采取温度补偿措施；空盒形变存在弹性滞后，在一定的气压范围内，升压和降压的形变曲线不重合。上述两个因素使空盒气压表的测量精度低于水银气压表。空盒气压计应用空盒气压表的原理制成，它是一种能自动记录的气压表。
微压计
是一种较敏感的气压计，它能觉察出比0.05百帕还小得多的气压变化。自记钟的走纸速度约1～2小时转一周。微压计的空盒开口，盒内空气始终与外界大气相通。整个空盒组装在一个可密封的金属圆筒内，观测的起始时刻，打开金属圆筒的截门，使空盒内外的气压相等，气压计指零（或满刻度），然后关上截门，此后，仪器的指示值表示为各时刻的气压同初始值之差。它是一种研究短时间气压细微变化的仪器。
在航空气象的观测设备中，除了与普通气象观测相同的设备之外，还有特有的气象自动观测系统（AWOS），用于实时获取跑道周边及延长线范围内的多种气象要素以及其他与航空飞行安全有关的天气状况，主要包括气温、气压、湿度、风向风速、能见度、天气现象以及航空特别需要的跑道视程，即在跑道中线，飞机上的飞行员能看到跑道面上的标志或跑道边界灯或中线灯的距离。
高空的观测资料则是通过天气雷达、风廓线雷达以及气象卫星获得的。常规的天气雷达可以监测雷暴、龙卷风和台风等强风暴系统，能够监视暴雨、冰雹等局地强对流天气；先进的多普勒天气雷达，一般安装在机场附近，除了具有一般天气雷达的监测功能外，还可以监测降水云团中的风场情况，监测由阵风锋、下击暴流或龙卷风等强对流引起的风切变。
此外，还有一种观测手段，就是通过机载气象探测器和导航系统实时探测风、温度和高度等物理量，记录在飞机起飞、爬升、巡航飞行以及降落整个过程中的气象数据，并经过计算机处理实时传送给用户。这是与中国气象局合作多年的一项工作——航空器气象资料下传（AMDAR） 。
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