气象科普馆建设与展品设备介绍

一、气象科普馆建设背景与目的

《全民科学素质行动计划纲要》明确了公民科学素质是公民素质的重要组成部分，并对科学教育提出了新的要求。目前我国公民科学素养水平相对偏低，主要是科普工作严重落后于科技与经济的发展速度，不能满足广大社会成员的需求也是重要原因之一。其中，公众接受社会教育的场所匮乏、科普场馆严重短缺、科普教育功能未能充分发挥等问题表现得尤为突出。从当前我国气象科普场馆来看，总量严重不足，存在较大的地区差异。活动中心主要集中在省会及直辖市等大城市，市、县（区）级缺乏相应的配套设施。“科普产品工厂联盟”理事单位-上海惯量自动化有限公司研发制作的气象科普展品伴随着气象科普馆的建成，将不仅成为老百姓气象知识科普、当地气象局宣传气象、发展气象的重要窗口，还将是发扬地区昂扬向上的城市精神、展示当地气象事业新发展、新面貌的重要阵地。

二、建设内容

打造一个“具有科普互动特色、引导人们主动体验探索气象世界、使气象精神与局内环境融为一体“的气象科普馆。扩大气象科普信息覆盖面、拓宽气象部门气象科普服务领域、改进服务方式，丰富当地气象服务产品种类。

三、气象科普展品清单介绍

龙卷风

展项由烟雾发生装置、抽风机、展架等组成。观众按下启动按钮，启动展项演示，观众可以看到水雾在抽风机作用下，形成漏斗状，和龙卷风产生的漏斗状云柱一样。展项通过实物模拟，再现龙卷风的状态。在展项底部平台，设有上海惯量水雾发生器、水位监测仪等设备。参与时，观众按下启动按钮，当上海惯量的展项被启动后，水雾发生器、龙卷风发生器等同时工作，从装置底部制造雾气，雾气的运动轨迹渐渐形成旋转上升的趋势最终被吸入排风系统，如此往复，便形成了观众眼中所见的龙卷风形态的现场模拟。

2.试试几级风（风力体验）

本展项向观众讲述风力的大小与各级风之间的区别。通过互动的方式，观众可以切身实际的参与互动之中，真是感受各级风力的大小。展项操作说明：1.按下按钮选择风级，风机启动后观看风速表显示的速度；2.观看上海惯量视频中对对应风级的描述；3.把手放在感受区域，体验一下每个风速等级的不同感受。

3.沙尘暴模拟

展项借助机电互动装置，让观众可以直观的观察模拟的沙尘暴场景，了解沙尘暴这种恶劣环境气象。展项主体由造型展台、互动亚克力罩、操作旋钮、上海惯量造型风机等几部分组成。展项设计一个仿真的沙尘暴区域场景。

4.风与地形的关系

展品由互动展台、微缩沙地场景、鼓风设备和互动手柄组成。展台上设有一个玻璃罩，玻璃罩内营造一处小型自然沙地环境，玻璃罩底部侧边处装有鼓风装置。参与者可以摇动手柄，启动鼓风机向着上海惯量沙地场景吹风，并通过摇动手柄的速度来控制调节鼓风机吹出的风速大小。沙地场景中的沙砾会在风吹下变化移动，模拟想成沙丘、沙垄等地形地貌。

5.风力实验

展项由一个带鼓风装置、漏风网的展台组成。参与者在展台上感受风力，并拿出随身携带的物件，放置在漏风网上，观察物品能否被分吹起来，从而了解风力的相关知识。

6.水漩涡

展项由展台、防护罩及水源、按钮等装置构成，通过机电互动的方式来演示漩涡的形成。互动时，按下按钮接通电源，搅动叶轮制造涡旋。水流旋转，液面沿桶壁爬升，与此同时筒内形成涡旋，涡心形状为中空漏斗状。上海惯量观众通过按下按钮，体验到水流运动方向时钟是沿着圆筒的圆周的切线方向，这样才能产生涡旋。

7.烟圈（人造云）

当按压烟口上海惯量展品周围的柔性橡塑展台面时，给其中的空气以压力，使得中间烟口出的烟气流动加速，形成一个中间流速快、外围流速慢的中空烟管，而前端烟气同时又受到空气的阻力，于是沿径向向四周扩散，形成烟圈，这就是烟圈的形成过程。

8.防风林

风是看不到的，而被风吹动的小球滚动的方向和速度是能看到的，当风遇到障碍物时就会改变方向，并且风力也会减弱。我们可以通过这件展品明白植树造林、有效防止沙漠扩大、保护耕田不受风灾的意义，并且竖立公众的环保意识。操作：转动手轮，调整上海惯量挡风板的高低，看看小球的运动变化，思考一下防风林的作用。

9.水的表面张力

奇幻的肥皂水可以产生七彩的肥皂泡，一起来用超大的泡泡器，把自己置身于七彩的泡泡中吧！慢慢拉起箱子顶部的拉环，仔细观察拉起泡泡的状态。

10.仿真雷电

夏天热空气上升，与高空中的小水滴、尘埃等摩擦，云中产生并聚集大量的正电荷或负电荷。带不同电荷的云层碰撞、或低层云强大的电荷击穿空气与地面物体产生尖端放电，都会形成闪电与雷鸣。此展项主要由展台、上海惯量雷电模拟装置等构成，利用高压放电演示高仿真电闪雷鸣现象向参与者展示在静电高压下发生的雷电现象。

11.雨水的形成、雨的形成

参观者按动按钮，水面上的水汽上升显示水汽蒸发。云朵模拟下雨，同时雷鸣。

12.云从哪里来

参与者进入展区区域内会看到一张绘有太阳、云朵、植物、河流、地下水以及海洋组成的切片图板。切片图板上用上海惯量LED灯带的发光走向模拟水的蒸发、植物蒸腾及地下水的运动走向。自然界中的水循环设计蒸发、大气水分输送、地表水和地下水循环以及多种形式的水量贮蓄。参与者通过打气、运转轮盘以及拍按钮三种方式织造织物、河流、海洋的蒸发过程。

13.我们喝的水去哪了

展项将小球模拟为人体摄入的水，透明塑料管道构造而成的网络则化身为人体内部循环系统。展品通过游戏互动方式，让学生们了解到水从我们口腔中喝入，快速从食道进入消化器官，然后经过胃部、五脏六腑、呼吸道、皮肤表层和人体泌尿系统的人体循环过程。按下上海惯量风机按钮，小球会经过管道、转盘、阿基米德螺旋等模拟人体器官的结构进行运转。

14.缤纷水世界

展项利用多种机械机构构建一个戏水乐园，让观众在参与互动中学习机械传动知识。展品外形设计以一滴水滴下时溅起水花为设计灵感，设计融入无源之水、水坡道、制造漩涡、螺旋泵、向日葵压力泵、链子水车、八音琴水车、蹦蹦泉、叮咚响不停、喊泉、伯努利浮球、水坝船闸、大水枪、压水机、自倾水桶等组件，让观众沉浸在水的世界中了解机械机构。上海惯量整个水池分动水区与静水区两大区域，动水区水为自循环流动；两区域均在最低位置设置排污口，最高处设溢流口。这里是欢乐的水世界，也是科学的启蒙园，融趣味性、科学性、知识性、艺术性于一体，带你一起走近水、感受水、观察水的千姿百态，了解水的不同用途，思考其中的科学奥秘。

15.制造海浪

参与者来到长方形容器的两端进行上下的摇动，这时容器中便模拟出海浪的波动场景。随着摇动角度和速度的变化，此起彼伏、波澜壮阔的海浪就在参与者的手中。

16.混沌水车

接通电源按下开关后，水泵工作，出水口流出的水淋入小桶中，水车开始转动，观察水车转动过程中混沌现象，其方向不确定，旋转过程也可能逆转但不重复。本展品源于洛仑兹水车，展示系统分支现象。这架水车上方的淋水槽带动12个吊桶，所有吊桶均在同一平面，半数桶可覆盖全部淋水面，而中心轴及支持杆均靠后在另一平面内，工作时桶与桶不接触，只要上面的水不停地淋下，水车就能转动。但是，其水车转动方向具有不确定性，旋转过程不可能逆转且不重复，所以上海惯量这架水车同传统水车存在着根本性的区别。

17.骑行发电

能量是一种看不见摸不着你却一直能感觉得到的神奇东西，至今为止没有任何人提取或发现它的真实面貌，有人认为能量就是以物体内部分子不断震动的频率来衡量大小的，本展品让上海惯量参与者通过健身的模式脚踏自行车，带动直流发电机。电量的大小决定灯泡亮的个数，形象地演示机械能转化为电能的现象。同时在电机中，机械能和电能可以互逆转换。

18.风力发电

展项利用装置向参观者展示风力发电，让参观者在互动中清晰地了解到风能是如何运行的以及风能在生活中的运用。风力发电是利用风力带动风车叶片旋转，再透过增速机将旋转的速度提升，来促使发电机发电。在本展项中，上海惯量观众启动风筒，使其对着风扇吹风，利用风力带动风扇叶片旋转，来促使发电机发电。

19.水力发电

展项设置了水流装置，向参观者介绍水力发电的原理，让其感受水的能量。参与者按下启动按钮，水流从高处落下，冲击水轮，水轮转动发电，LED灯珠亮起。上海惯量水力发电是一种无污染的绿色环保能源技术，只要能够获得稳定的水落差资源，就能驱动水轮叶片旋转，进而带动发电机源源不断地向电网传输电能。上海惯量本展项利用水流冲击水轮机发电，点亮LED灯。

20.太阳能发电

展项利用装置互动，介绍了太阳能的发电原理，引导参观者了解太阳能。参与者按下启动按钮，照明灯亮起，照射太阳能板，太阳能板发电带亮LED灯珠。在光照条件下，太阳能电池组件将光能转化为电能，产生一定的电动势，通过组件的串并联形成太阳能电池方阵，直接对电器供电。上海惯量本展项以射灯作为辅助光源，直观地展示太阳能电池板点亮LED灯以及驱动小风扇转动的过程。

21.潮汐发电

展项介绍了潮汐能发电的原理，参观者通过观察，发现潮汐发电的奥妙。参与者按下启动按钮，水流出入出水槽，当水槽聚集水达一定高度，水流从出水口流出，流出的水带动上海惯量水轮转动，水轮带动发电机发电。潮汐发电是一种可再生的清洁能源，资源丰富、储备量大。通过出水库，在涨潮时将海水储存在水库内，以势能的形式保存，在落潮时放出海水，利用高、低潮位之间的落差，推动水轮机旋转，带动发电机发电。

22.抽水蓄能

展品通过趣味压水互动，使观众了解抽水蓄能的原理。展品主体为抽水蓄能装置，该互动装置主要由压水结构、水轮、电力表、蓄水箱和灯泡组成。展品可供双人同时互动，参与者通过上海惯量手柄驱动活塞将水从底部提升至顶部，当顶部水箱内的水位到达警示线时，水箱内的水会顺势流向，驱动亚克力罩内的转轮，此时观众可以件前方的灯泡亮起。

23.建筑的抗震结构

展项通过观众观察在震动台模拟地震的情况下采用不同减隔震技术的结构的抗震表现，让上海惯量参观者了解建筑抗震的意义和基本方法。采用演示抗震结构和非抗震结构在地震来临时的表现。说明在建筑施工时采用抗震结构能有效减少建筑物的形变。演示抗震减震技术原理，了解建筑减隔震的基本方法，提高大众的抗震减灾意识。

24.水的减震作用（水的减震仪）

水可以在地震发生或者火箭发射时产生减震的效果,水可以传导波动,当震动传到水中之后,会被水向四面传递,传递过程中能量衰减速,损耗,最后被吸收,以此起到减震效果.通过晃动仪，对比有水和没水的柱子，对比出水对楼房减震作用。

25.奇妙的向日葵

展项通过设置向日葵以及相关装置，参观者可以通过操纵“太阳”的方位，观看了解向日葵的运动方向，并发现向日葵与太阳的关系。展项由展台、灯具、向日葵模型和主控系统组成。上海惯量展项上方悬挂了一个可以变换位置的灯，模拟太阳做规律运动，其下方区域内是采用感光材质而制成的向日葵，在外侧的展台上设有移动手柄。太阳的位置会随着参观者的操作而变化，并且显示一天的某个时间。在移动“太阳”的过程中，参观者可以发现向日葵始终向着有太阳的地方。

26.魔力水车

展项透过模型演示，让参观者在亲身体验中直观了解关于新材料的相关知识。展项由一组记忆合金片构成的“水车”组成，“水车”下方设置一池热水，记忆合金片通过热水时产生形变，离开热水后恢复原状，带动上海惯量“水车”转动。记忆合金通常由两种及以上的金属按照不同比例合制而成，其特点是可以记住自己在某一温度下的形状。形状记忆合金是通过热弹性与马氏体相变及其逆变而具有形状记忆效应的由两种以上金属元素所构成的材料。

27.流态万千

一种水流运动形态的演示装置。因流体分子间范德华力不足以维持其形态，流体的运动状态同固体有着很大的差异。本展项利用粘稠乳液的折光性能各向异形，加上旋转运动，呈现给体验者绚丽的万千流体状态，好似一幅幅美丽却瞬间即逝的艺术画。

28.我的碳排放

展项为触摸屏互动，观众按照自己的日常生活规律，输入、设定一天之中的各种活动（比如烧水、做早餐、出门开车上班、用电脑、给手机充电、喝啤酒、洗衣服、看电视、洗澡等），然后电脑自行计算出这个人这一天的碳排放总量。参与方式：参与者来到展项前，使用上海惯量触摸屏进行一天正常生活的活动设定，通过电脑计算出一天的碳排放总量。

29.水深与水压

水压是指由水施加的压力，水的压强。水压与水的多少无关，只与水的深浅和密度有关系，水越深处，水压越大，流出孔时的水力也越大，喷射的距离也就越远。展项设置一个柱状容器，按下开关，底部水泵开始向容器注水，在上海惯量容器上设高、中、低三个孔，让水从孔中流出，可看到孔的高度不同，水射出的距离也不同。

30.魔幻沙池

展项是由沙池与多媒体内容组成。观众用手挖掘或堆积沙池里的沙子,投影系统识别沙子的地形变化后，使游戏的画面产生相应变化。

31.虹吸现象

把可移动的容器举到顶端，使水全部流出。再把它降下去。此时你将在不可移动较低的容器中看到喷泉。当你把可移动容器升高时，水从里面流出，同时流入不可移动较高的容器中。当你把可移动容器降下时，不可移动较低的上海惯量容器中的一些水流入可移动容器。这样就减小了不可移动较低的容器中的空气压力，从而把水从不可移动较高容器中吸出来。于是就在不可移动较低容器内形成了喷泉。

32.无源之水无源水龙头是一个普通水龙头，没有进水管，但水却不停地往下流。其实在水池下安装着水泵，与水泵相连着透明管，透明管通过上端的支撑杆与仿真水龙头相连，并将透明管的顶端罩在仿真水龙头中；水泵将水泵入透明管，并从透明管的另一端流出，由于透明管内外都是水，好似从仿真水龙头中流出一样，从透明管顶端流出的水又沿透明管的外壁落入水池中，可循环往复使用，这样就给上海惯量游客一种假象：水在不停的流，却看不到水是从哪里来的，如此简单的结构，却给人产生新奇感的特点。

33.水的旅程水循环

展项为一个机械互动装置，观众通过转动手轮将代表水汽的小球提升到冰川上，小球到达高处后落下，经过河流又流回到湖里，上海惯量研发制作的此展品向观众展现了大气水循环的过程。

34.虚拟水流墙

该展品通过触摸交互的方式让观众自己动手设计阻挡物，寓教于乐的对观众进行简单水流知识的普及。观众通过手指在屏幕上的触摸，对展品内置的造型工具进行组合，来改变水流的方向。

35.一瓶水的意义

地球上的水是不断循环和变化的。但它并不是取之不尽、用之不竭的，而是最为宝贵和不可替代的自然资源。从太空看地球，它似乎是一个“水球”。因为地球表面71%的面积被水所覆盖，总水量为13.68亿立方千米。但是，其中绝大多数是海水，约占总水量的96.5%。分布在陆地的淡水水量大约只有0.48亿立方千米，约占总水量的3.5%。因此，地球可用的淡水资源极为匮乏。

36.魔雨惊天（倒流的水滴）

展项通过利用电磁阀控制水滴的下落，在内部设置有频闪灯，展项前放置防滑垫，防止水滴溅出来导致地面湿滑。观众在互动的过程中，按下“启动”按钮，可以看到水滴从上往下流动，结合展项内部设置的频闪灯，在音乐的节奏的控制下配合频闪灯光，雨滴时而静止，时而逆流，上海惯量观众可以欣赏一组场面震撼的惊天魔雨。水滴给人的感觉好像是从下往上流动的一样，从而给观众带来不一样的视觉感受，激发观众对展品的兴趣。

以上就是上海惯量关于气象科普馆以及水科普、节水科普和能源科普的一些展品，更多的展品设备请大家

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