气象学实习报告Word文件下载.docx

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6月26日——11：

00~12：

（5）城市与郊区小气候对比观测：

6月26日——9：

30~11：

（6）日射观测：

6月27日——10：

30~11:

30

（7）小组讨论与数据处理：

6月28日——15:

00~17:

（8）撰写实习报告：

6月29日

（二）组员

组长：

组员：

三、实习单位

（1）实习动员与分组教学实：

*****；

*****8；

（3）不同的下垫面小气候观测：

*********

（4）不同的地形小气候观测：

*******

（5）城市与郊区小气候对比观测:

******

*****

四、实习主要内容

（一）、观测内容

（1）日射观测：

1.太阳总辐射；

2.太阳直接辐射；

3.太阳散射辐射。

1．森林中的温度状况；

2．森林中的湿度状况；

3．森林中光照度状况；

4．森林中的风。

观测对比森林、水域边、水泥地、草地和农田等不同下垫面所引起的小气候（温湿度、风、光照等）差异。

1．地形对日照的影响；

2．地形对湿度的影响；

3．地形对温度的影响；

4．地形对风的影响。

观测城市与郊区小气候（温湿度、风、光照等）差异。

（6）教学实习课堂讨论：

针对实习中的主要问题展开课堂讨论。

（二）、观测仪器的使用方法

1、动槽式水银气压表

（1）气压观测原理

气压观测是测定作用在单位面积上的大气压力，以百帕（hPa）为单位，精确到0.1hPa。

测量气压的仪器主要有水银气压表、空盒气压表、自记投奔计。

通常用水银气压表测量气压。

水银气压表原理：

水银气压表是一个上端封闭，下端开口的真空玻璃管，其下端浸在盛有水银的杯中，大气压力作用于水银杯中的水银面上，使水银升入真空玻璃管中，水银柱就能随大气压的高低而上升或下降，其水银柱的高低，可借玻璃管外面的一个金属套管上的标尺及游标尺读出mmHg的数值，测量单位为mmHg。

再换算为kPa

1mmHg=0.133kPa

动槽式水银气压表根据托里拆利原理制成，主要由水银柱内管、含读数标尺的外部套管、水银槽三部分组成。

水银气压表安装在温度少变，光线充足的室内，垂直悬挂，并避免阳光直接照射。

动槽式水银气压表的水银柱内管是一根直径约8mm，长约900mm的玻璃管，顶端封闭，底端开口，管内灌满纯净水银后开口端插入水银槽内。

（2）动槽式水银气压表的观测方法如下：

①观测附属温度表（附温表），读数精确到0.1。

C。

②调整水银槽内水银面。

调整时旋动槽底调整螺旋，直到象牙针尖恰好与水银面相接。

用手指轻敲套管，使水银面处于正常位置。

③调整游尺与读数记录。

先使游尺稍高于水银柱顶，再慢慢下降游尺，直到游尺下缘与水银柱凸面顶点刚刚相切。

此时，游尺下缘零线所队标尺的刻度即为整数读数，再从游尺刻度线上找出一根与标尺上某一刻度相吻合的刻度线，则游尺上这根刻度线的数字就是小数读数。

④读数后，旋动槽底调整螺旋降低水银面，使其离开象牙针尖约2~3mm。

2．通风干湿表

（1）温、湿度测定原理

任何物体的的变化，都会引起自身特性的改变。

热胀冷缩反映了物体物理特性（体积大小）与温度之间的定量关系，我们可以利用物质的这种特性来测量研究对象的温度大小及其变化。

温标是用于衡量温度大小量度的标尺。

制定温标时，常以标准大气压力以下纯水的冰点和沸点作为蕨点，再把这两点之间等分为若干份，每份为一度。

常用的温标有摄氏温标、华氏温标和绝对温标，我国的气象工作和日常生活中均采用摄氏温标。

三种温标的换算公式关系如下：

摄氏温标（0C）：

t（0C）=5/9[t（0F）-32]

华氏温标（0F）：

t（0F）=9/5（0C）+32

绝对温标（K）：

T（K）=273.16+t（0C）

测定温度的仪器有：

普通温度表、最高温度表、最低温度表、曲管地温表。

湿度是表示物体内部水分含量的多少，空气湿度的表示方法通常有：

饱和水汽压、饱和差、绝对湿度、相对湿度、比湿、露点。

林业上常用相对湿度来衡量湿度对植物生长发育的影响。

测定湿度的仪器有：

百叶箱干湿表、通风干湿表、毛发湿度表和毛发湿度计等仪器来进行观测。

林业野外测定温度和湿度通常用通风干湿表进行测定。

通风干湿表又称“阿斯曼”，是野外测量空气温度和湿度的常用仪器。

通风干湿表的测湿原理和百叶箱干湿表相同，其构造如下图。

通风干湿表利用机械装置进行强制通风，保证温度表感应部分周围的通风速度稳定在2.5m/s。

干湿球温度表的感应球部装在双重金属护管内，护管通过三通管和中央圆管与通风器相通。

仪器附件在有湿润纱布用的吸储水橡皮囊，挡风罩等。

由于通风干湿表表面镀有反射性能很好的镍或铬，同时温度表感应球部又处于能防止热传导的双重护管中，所以它可以在太阳光下进行观测。

但由于有金属机械部分，故不能在雨天使用，以免机械生锈。

（2）通风干湿表的安装使用方法如下：

①固定测杆——测杆采用木质材料，漆成白色，直径4cm左右，长约220~240cm。

将测杆下端插入土中30~50cm，以牢固固定。

②调节挂钩高度——调节测杆上挂钩的位置，使通风干湿表挂在挂钩上时，干湿表感应球部距地面的高度为所要测的高度。

为了观测方便，我们采用1m的高度，通风干湿表采用竖挂。

③适应环境——在观测前，先将通风干湿表挂在测杆上暴露一段时间，以适应环境，消除温度表感应部分与环境空气之间温度差异。

通常暴露10min以上。

④湿润湿球纱布——将通风干湿表竖直放置，感应部分朝下，用橡皮囊吸满蒸馏水（水温应当同当时气温相近），管口向上，轻捏橡皮囊，使玻璃管中水面升到离玻璃管口约1cm，将玻璃管插入湿球感应球部的护管内，8~10s后抽出。

每湿润一次纱布，白天可维持8~10min，夜间可维持20min左右。

⑤上发条通风——给通风器上发条，使风扇转动。

上发条时不要上得过满，以免折断发条。

⑥悬挂——将通风干湿表悬挂在测杆的挂钩上，感应部分处在所要测量的高度，使通风干湿表适应环境，逐渐反映出该高度的空气温、湿度。

大约4min后即可进行读数。

当风速大于4m/s（相当于3级风）时，应将挡风罩套在通风器的迎风面上，并使罩的开口部分顺着风扇旋转的方向。

⑦读数——先读干球，后读湿球。

读数时切忌用手接触双重护管，身体也不要与仪器靠得过近。

在一次观测中，一个通风干湿表可以用来观测几个不同高度的空气温、湿度。

当一个高度观测完毕，移到另一高度时，要先上3~4圈发条让其通风1min后才能读数。

必须注意的是：

观测时一定要待温度表的示数稳定后才能读数，如果通风器风扇转速有所减慢，须再加上发条。

此外，湿球纱布应保持洁白，注意及时更换。

（3）湿度查算表的使用方法

计算空气湿度的基本公式是：

e=Et′-AP（t-t′）　　　　　　　　　　

式中：

e：

　绝对湿度

　Et′：

湿球t′时的饱和水汽压　t：

　干球温度

t′：

湿球温度

A：

　干湿表系数，它不是一个常数。

其值决定于湿球附近的空气流速。

在实际工作中，湿度的计算是利用气象常用表第一号进行查算的。

查表步骤：

①在野外，所使用的是通风干湿表。

记录湿度连续变化的是湿度计。

根据干、湿球温度读数，求绝对湿度、相对湿度、饱和差和根据不同绝对湿度或相对湿度求露点，可查《气象常用表》。

②根据干湿球温度t和tw查出n值。

③根据n值和气压值P，查出湿球温度订正值△t。

④根据tw和△t’算出气压订正后的湿球温度。

⑤根据t和订正后的t’查出绝对湿度e，相对湿度u，露点td。

⑥查出t的饱和水汽压ew，饱和差d=ew-e。

例：

t=20.50C，tw=14.80C，P=1043.0hPa，由表2（108页）查得n=11，再用n值和P=1040查附表2（320页）得△tw=-0.10C，用t=20.50C，tw+△tw=14.8-0.1=14.70C，再查表2（108页），得e=12.8hPa，U=53%，td=10.70C。

3．数字风速仪

（1）风观测的原理

空气的水平运动称为风，风是一个向量，所以风的观测包括风向、风速两项。

风向是指风的来向。

风向观测用十六方位法，以拉丁文缩写记录。

风速是指空气质点在单位时间内所移动的水平距离。

以m／s为单位，定时观测取整数，自记记录取一位小数。

测定风向风速的仪器有电接风向风速计，轻便风向风速表等，也可用目测风向、风力。

对于电接风向风速计的观测和记录要求掌握指示器的观测，自计纸的更换、自记纸的整理等方法。

野外测定风向和风速的仪器通常用轻便三杯风向风速表。

风的观测包括风向和风速两个方面。

风向：

指风的来向，用十六方位表示，通常以符号记录。

风速：

是指空气质点在单位时间内移动的水平距离。

一般以m/s作为单位。

（2）轻便风向风速表的安装使用方法：

1.安装——将数字风速表安置在上风方向，可安装在测杆上或由观测者手持，仪器保持水平，风速刻度盘朝向观测者，风测头距地面的高度为所要观测的高度。

②风向观察——观察数字风速仪天线上的空对向的方向即为风向并感受风的吹向风向。

3.风速观测——按下风速按钮启动风速表，读出风速指针所示数值，即为指示风速。

根据对当地风速的多次测量，求平均值，该值即万恶当地的风速大小。

4．ZF——77型照度计

（1）光照度测定的原理

测量光照度的仪器，根据光电效应的原理制成，感应元件为光敏半导体（光电池），通常采用硅光电池。

当光线投射到光电池上时，光电池将光能转化为电能，反映在电流表上，电流强度与光照度成正比。

由感光元件和电流表两部分组成，电流表直接显示出光照度读数，单位为勒克斯（Lx/Lux）。

用于测定物体单位面积上的照度。

（2）使用方法：

①使用前应先检查电流表指针是否在零位上，否则应先予以机械调零位，然后将传感器（光电池手柄）接线插头插入表面插座内。

②测量前大致估计光源的强弱程度，若硅光大于1500勒克斯、硒光大于500勒克斯时，必须将减光照旋上，以免强电流打坏表头指针。

③测量时要注意光电池与外来光线呈垂直位置，不得倾斜，以免引起测量误差。

测量时用手遮盖光电池数次，以其平均值为准，测量时间以0.5~1分钟为准。

④测量完毕，应将量程开关拨到“关”的位置上。

⑤注意防止光电池的老化，不要让光电池长时间暴露在光线（尤其是强光下），测量时一般在强光下暴露时间不超过30S，不测量时应盖上遮光罩。

（3）注意事项：

①携带使用或运输过程中应避免剧烈震动。

②储藏环境保持清洁，温度为0~40℃，相对湿度不超过85%为宜，并应远离腐蚀性气体和强大磁场。

③表盖表箱不得任意打开，仪器内电位器切忌自行调正，否则整个仪器将失去准确性。

④表面如有灰尘，可用毛刷轻轻弹去，勿用湿布揩擦，以免引起静电效应。

⑤选用本仪器时，必须将表牌上的编号和传感器上的编号应校对清楚，不能互换弄错，否则将失去准确性。

（三）观测点的选择

1．小气候概述

小气候：

是在具有相同的大气候特点的范围内，在局部地区，由于地形方位、土壤条件和植被不一致，使该地区具有独特的气候状况。

这种在小范围内，由于下垫面构造和特性不同，使热量和水分收支不一样，形成搂地层与大气所不同的特殊气候，称为小气候。

2．测点选择

采用非定位观测，设立临时标准地观测的方法。

测点选择原则

（1）根据研究目的选择测点

（2）应具有典型性或代表性

（3）应具有比较性

各测点的选择要求

（1）各种林型小气候和林外小气候观测：

测点应选择在典型的林型里（相思林、马尾松林、杉木林、阔叶树林，任选二种）和距林分200米以上的开阔地。

（2）坡地小气候观测：

测点应选择在不同的坡向、坡度和坡位上。

测点选择在具典型的不同性质的下垫面里（水域边、农田、草地和水泥地等）。

（4）城市与郊区小气候观测：

测点应选择在具典型热岛效应的城市中心地带和具明显郊区小气候特点的地带。

（选择测点应避免选在转折或过渡带上，参考标准地的选择要求进行测点选择，观测时间要基本上一致）

（四）观测点描述

测点选好后，应进行测点描述，它是分析小气候特点的重要依据。

其描述纲要如下：

（1）测点名称、地理位置。

（2）地形及附近水体，当地地形一般特征（如平原区、山脉走势、谷地走向及宽度、坡向、坡度、部位（上、中、下部、凹下或凸出那部分）、丘陵、孤山或山脊、谷底、有无水体及距测点距离）。

（3）植被状况、特征、森林组成、树种、郁闭度、平均直径、高。

（4）周围建筑物状况，如测点位于城市那一部分，是广场、居民点、市中心、近效竺，周围建筑物层次、密集情况、高度及距测点距离绿化情况及工厂存在情况。

（五）主要气象要素观测

只要对主要气象要素进行观测即可，项目不要过多，要从实际出发，保证重点项目的观测如光照度、温度、湿度和风。

（1）研究各种林型小气候和林外小气候特征：

定性描述各林型的生长状况，并测定林内温度、湿度、光照度和风。

（2）研究坡地小气候特征：

定性描述各地形特征（坡向、坡位、坡度、土层厚度及肥沃性状和水湿情况、植被特征等），并测定的光照、风、温度和湿度。

（3）研究不同的下垫面小气候特征：

定性描述各区域的地被特征、周围环境和下垫面特点，并测定光照、风、温度和湿度。

定性描述各城市和郊区观测点的地被特征、周围环境和下垫面特点，并测定光照、风、温度和湿度。

（5）每两两小气候对比，观测时间要保持一致，使观测的项目具有可比性。

五、实习结果与分析

（一）太阳日照结果与分析：

1、结果

项目

地点

当地纬度

（北纬）φ

观测时间

太阳倾角δ

时角w

太阳总

辐射

太阳直

接辐射

太阳散

射辐射

实际太阳

总辐射

田家炳七层楼顶

26°

05′

23.47°

-22.5°

474

22

452

473

δ=23.5sinN（N表示观测日期距离秋分9月23日的天数，经计算为87天）

δ=23.47°

正午时角w=0,上午w小于0，下午w大于0,每15°

为1h

因此w=（观测开始时间-正午12：

00）*15°

=-22.5°

实际太阳总辐射=太阳直接辐射*sinh+太阳散射辐射

Sinh=sin26°

05′sin23.47°

+cos26°

05′cos23.47°

cos（-22.5°

）

=0.9550

太阳直接辐射真实值=太阳直接辐射*sinh=22*sinh=21

太阳总辐射理论值=太阳直接辐射真实值+太阳散射辐射=21+452=473

2、分析

本次观测位于田家炳楼楼顶，观测时间从上午10：

00开始，摆好仪器后，10:

30左右开始读取观测值。

在观测结果中存在着一定的误差，产生误差的原因主要有：

1）小组成员的因素（小组成员的走动在不经意之间挡住了部分太阳光线，影响了太阳的辐射值。

在观测操作中出现些许不规范操作影响太阳辐射的观测结果。

2）天气的因素（由于观测时的天气是多云，太阳时有时无，影响了仪器的调试。

3）仪器的因素（由于仪器的调试等方面的原因导致实习测量结果出现误差。

（二）不同林型小气候观测结果与分析：

项目

光照度

/lux

干温度

（t）/℃

湿温度

（tw）/℃

风速

m/s

水汽压（e）/mb

郁闭度

相对湿度（U）/％

露点温度（td）/℃

相思林

1853

29.1

1．24

39

0.85

91

28.5

百竹林

1740

28.9

1.38

39．7

0.98

94

28.8

1）观测点百竹林的描述：

植被：

金丝慈竹，林下多枯叶，地表潮湿，生长茂盛，郁闭度：

0.98，

盖度：

50%，地表无其他的草木覆盖，差不多都是枯枝落叶。

2）观测点相思林的描述：

相思，树高15M左右，直径30CM左右，林下草本植物。

郁闭度：

0.85，盖度：

50%

竹林（百竹林）的太阳辐射值比林木（相思林）的太阳辐射值小，由观测结果看不同林型的小气候相差不大。

由于不同林型的组成树种各不相同，各不同树种由于其长势程度和树叶的茂盛程度不同，其对太阳辐射的吸收和反射各有差异。

一般到达林内的光大多是散射光，林内光照强度减弱，减弱程度决定于郁闭度。

郁闭度越小，林内光照越强，郁闭度越大，林内光照越弱。

光质也以绿光为多。

但这也和不同林型中所有的树种的多少有影响，树种多，郁闭度相对大，光强也相对较弱。

林冠对林内的温度有两种作用：

一是：

林冠层阻挡了太阳辐射入林内，又阻挡了林内长波辐射的热散失，从而使林内白天和夏季温度低于林外，夜间和冬季的气温又高于林外，这种缓和林内气温日、年变化的作用称林冠的正作用；

二是林冠层的存在使林内外的湍流或平流热交换都有所减弱，白天林内增热的空气不易散逸，夜间林内冷却的空气又不易散走，从而使林内气温的变化趋于极端，这种作用称林冠的负作用。

明显林内温度低于林外，风速远大于林外，但是光照度却比林外要小，可能由于当时的天气的影响。

这也是为什么森林里比森林外凉快的原因。

（三）不同的下垫面小气候观测：

下垫面

光照度/lux

水汽压

（e）/mb

郁

闭

度

相对

湿度

（U）/％

露点

温度

（td）/℃

福建农林校内

创业园小广场

641800

32.8

28.7

1.37

37.6

0.36

74

27.5

湖心岛

628600

31.8

0.12

37.3

0.15

79

27.8

田径场草地

649400

0.59

37.8

0.10

76

28

试验田

667400

33

29.5

0.65

38.9

0.28

77

观测点描述：

1）创业园小广场：

观测点在创业园小广场中心，广场周围植被有竹子，羊蹄甲，龙眼树，桂花，假槟榔等植株长势都挺好，周边有个小水池，天气晴朗。

2）湖心岛：

观测点在草坪上枸骨树枝，下垫面性质为草地，植被有华棕，枸骨，红背桂，临近公路，行人不多，近水域。

3）田径场草地：

纯草地，无其他覆盖物，草地周围是环形跑道，观众看台。

4）农大试验田：

所选小田，种植植物不多，代表性不那么强

草地、水泥地、农田和水域边的小气候类型差异较大，主要受到周围建筑物、地被物、下垫面性质和地形地势的影响。

水域边小气候受水面影响较大，呈现出温度变化较为缓慢、水汽含量上较高等特点。

水泥地则呈现出温度变化剧烈，日温差大，白天温度升高快，傍晚开始温度下降快，开阔地方风速相对较大等特点。

草地小气候的主要气象要素变化特点介于水域和水泥地之间。

白天由于水面温度低，因此湖心岛内的温度低于草地、农田和水泥地的温度；

而水泥地因为没有或只有很少绿色覆盖物及树种的遮蔽，比热容较大，且其温度为最高，日温差也最大。

（四）不同的地形小气候观测

坡向

干温度（t）/℃

湿温度（tw）/℃

风速m/s

水汽压（e）/mb

东北

创业园广场旁斜坡

498600

31.2

29.6

0.33

40.4

0.95

89

西南

创业园水池旁边上水泥斜坡

645800

32.1

0.25

39.5

83

观测点广场旁斜坡的描述：

坡度：

45-55°

，坡向：

东北，坡位，山脚，植被：

马尾松，南洋楹，鱼尾葵，巴豆，榆木等，郁闭度：

0.95，盖度：

90%

观测点池旁边上水泥斜坡的描述：

26-30°

西南，坡位：

中下坡，植被：

油桐，鹅掌柴，圣诞树，竹子，野牡丹吗等，郁闭度：

0.65，坡度：

75%

由于山地的地形形态、山脉走向、坡地方位和坡度的不同，不仅影响光照时间和辐射强度，也容易使气流产生变形，从而使山顶和谷地以及不同坡地上获得的热量、水分和风（乱流交换）发生差异。

造成了不同的生态环境，直接影响到植被分布。

海拔高度对温度的影响：

山地的平均气温是随测点的海拔高度增加而递减的。

理论上说，坡向的温度与太阳辐射随坡向、坡度、季节和纬度的变化规律相类似，一般南坡的温度高于北坡，西坡高于东坡，西南坡高于东北坡，尤其是以西南坡为最高。

这是由于上午的太阳辐射热主要用于凝结物和土壤蒸发，午后，大部分热量用于提高土壤和空气温度，所以西南坡温度最高。

由此观测，我组数据符合规律，又由于靠近树林，植被郁密度不及百竹林和相