小气候观测实习报告剖析.docx
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小气候观测实习报告剖析.docx
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小气候观测实习报告剖析
小气候观测实习报告
资环13-2史晨璐学号130224225
一、实习目的、意义
1、通过小气候特征观测,了解小气候观测的原理、观测仪器和安装方法。
2、掌握辐射、空气温度、湿度、土壤温度、风等气象要素垂直梯度观测方法
3、学会整理小气候观测资料,分析小气候要素形成的原因,揭示不同下垫面小气候特征,了解不同下垫面产生的小气候效应,以便进一步改善小气候环境。
二、实习内容:
1安装仪器:
安装天空辐射表和直接辐射表,地面普通温度表,地面最高温度表,5cm、l0cm、15cm、20cm曲管地温表,安装三杯轻便风向风速表,在20cm与1.5m处安装阿斯曼通风干湿表。
2收集数据:
从早上8点起,每正点测一次数据。
辐射的观测持续到下午五点,其他数据的观测持续到晚上七点。
53`给1.5m处的通风干湿表上水通风,上发条三圈。
(因为本组的湿球温度表上的纱布较大,需要更多时间通风才能测出更准确的数据)。
56`给20cm处的通风干湿表上水通风,上发条三圈。
并观测云量,天气状况。
57`先读一次地温表(0,5,10,15,20cm)的读数并记录下来(注:
最低温度在早上8点记录,最高位温度在下午3点记录)。
58`调整直接辐射表进光筒,对准太阳,使透过进光筒上方
孔的光点正好落在小黑点上。
装上遮光板,使其遮挡住太阳直射光。
59`通风(上发条1圈),观测20cm干、湿球温度,连读3个读数;读1.5m干、湿球温度,连读3个读数;第二次观测20cm干、湿球温度,连读3个读数。
60`将万用电表与直接辐射表连接起来,连续读数三次。
再将万用电表与天空辐射表连接起来,连续读数三次。
翻转天空辐射表,使感应面朝下,进行地面反射辐射观测,连续读数三次。
1`松开轻便风速表罗盘套管,按下启动杆,读取风向及指示风速.
3`第二次观测地温(0、5、10、15、20cm),利用空盒气压表读取气压和附属温度。
4`处理数据,订正、查算、填表。
注意事项:
1、天空辐射表固定,地温仪器不要离观测架太近,以免踩到。
2、安装完仪器后,注意保护地温表;将仪器包装盒等系好、锁好,收拾整齐,以免检定证丢失。
万用表用完后关闭,辐射表盖好帽盖。
日落后将辐射仪器收回。
3、数据的订正与查算。
三、实习区域概况与方法:
地点:
林大气象站位于北纬40度,东经116.3度。
下地面状况:
水泥地
北侧紧挨北林气象站的实验楼,据测点不远处有几棵大树,南面有两层楼高的建筑物,观测点周围有低矮的平房,水泥地较为平整,。
四、结果与分析:
分析:
该图应该剔除12时左右时一个较低的值。
因为本组观测存在不准确和周围大树建筑物遮挡的情况,恰好影响了太阳直射阳光。
所以12时的数据应该被剔除。
剔除后可看出,太阳辐射先上升后下降,反射率也是随着时间先上升后下降。
当天有较为大的风力,天空的云量情况一直为0,由此看来影响辐射最重要的因素是太阳高度角。
太阳辐射的相关数据应当随着太阳高度角的增加而增加,在13时左右达到最高值。
太阳高度角越大,太阳辐射就越强,到达近地面的直接辐射越强,散射辐射也就相应的增强。
所以相应的直接辐射,散射辐射,总辐射,反射辐射越强,反射率也越强。
分析:
该图为干裸地,湿裸地,水泥地的反射率对比,由该图可看出水泥地的反射率最高,其次为干裸地,最后为湿裸地。
这是由于水泥地地面光滑,且颜色接近白色,颜色浅且光滑的条件基本可以将光完全反射,反射强于其他两组。
而湿裸地在经过水的浇灌后地面颜色会比其他两组的深,较为接近黑色,反射的光少,吸收的光多,所以湿裸地的反射率最低。
干裸地居于两组之间。
分析:
该图为0cm-20cm土温的日变化图。
地表面受太阳照射影响,温度随着太阳直接辐射的变化而变化,随着太阳高度角的变化而变化。
在13点时达到最高而不是12点,是因为土壤固体传热需要一定的时间,但大致与太阳高度角的变化是一致的。
所以0cm的11时12时数据不准确要剔除。
地下5cm的温度变化主要是因为地表面向下传导热量,只不过土壤固体的热量传导需要一定的时间,所以地下5cm的温度变化与地表面的温度变化情况有细微的差别,数据差别较大的原因则是向下传导期间散热较快,上层土壤疏松,容易散发大量的热。
而地下10cm,15cm,20cm的温度变化由于距地表面过远,所以受地表面的温度变化影响不是很大,只是由于土壤固体的热量传导,传导的热量大于大地向外界释放的长波辐射,所以10cm,15cm,20cm处的温度变化为逐渐缓慢的增加。
分析:
该图表为本测点9,13,17,19时的土温随深度变化曲线。
地表面受太阳辐射影响最大,所以在0cm处13时的温度最高,9时的温度最低,虽然19时的时候已经没有太阳辐射,但由于经过了一天的辐射吸收,所以19时的0cm处的温度比9点的高。
9点时因为大地经过了一晚上的向外释放长波辐射,释放了热量,较深的位置的变化特点是温度随着深度的减少逐渐降低。
地表面只吸收了一小段时间的太阳辐射,热量向下只传导到了地下很浅的部位,温度逐渐降低,所以9点时土温的变化特点是随着深度的增加先降低后增加。
13点时,土壤固体向下传导热量已经持续一上午,所以13点时土温的变化规律为土温随着深度的增加逐渐降低。
17点时因为太阳辐射已经很少,所以0cm处的温度较低。
因为一下午都在降温,所以在较浅的位置温度变化特点为土温随着深度的增加而增加,而较深的位置受的影响不大,所以较深的位置土温随着深度的增加而减少。
而19点是已经完全没有太阳辐射,大地一直在向外释放长波辐射,向外释放热量,而没有吸收太阳辐射,所以19点时变化特点是土温随着深度的增加降低。
分析:
该图为干裸地,湿裸地地面温度的变化曲线。
两组曲线变化特点都是先增加后减小,在13时达到最高。
湿裸地水较多,而水的比热容较大,所以湿裸地的温度变化幅度较小,而且湿裸地的温度由于水分蒸发吸热而低于干裸地的温度。
由于吸收太阳辐射,热量增加,温度就升高,而热传导和土壤升温都需要一定的时间,所以地表面的温度在13时达到最高而非12时。
分析:
该图为0.2m和1.5m处日温变化图。
由于大气主要依靠吸收地面的长波辐射而增热,同时也受空气流通的温度影响。
所以气温主要与太阳辐射有关,所以气温的变化主要与太阳高度角有关。
曲线图的变化特点为先增高后降低。
由于大气的增温需要一定的时间,所以在13点14点左右温度达到最高值。
理论上0.2m离地面最近,所以0.2m处的温度变化受地面影响更大。
而事实上当天的气温情况受空气温度影响很大,所以变化情况不完全符合理论,主要是受到空气流通和风力影响。
一些客观的因素影响的试验的结果。
分析:
上边两幅图分别为0.2m和1.5m处实际水汽压和相对湿度的变化曲线图。
由于风速,蒸发,湍流和对流等原因,所以相对湿度的变化较大,相对湿度与温度呈反比,温度越高,虽然蒸发加快,但饱和水汽压增大得更多,反而使相对湿度减小。
所以在13点时相对湿度的值较低,而在9,10点时达到最高.温度最高时,蒸发也最强,所以实际水汽压的变化规律与温度的日变化一致。
分析:
该图为0.2m处干裸地,湿裸地和水泥地的气温变化图。
三组的变化特点差不多,都是先升高后降低。
大气吸收地面的长波辐射而升温,太阳辐射越大,温度越高,因为距地面较近,所以受地面温度的影响较大。
分析:
该图为1.5m处干裸地,湿裸地和水泥地的气温变化图。
三组的变化特点一致,气温先升高后降低。
但水泥地的变化幅度最大,是因为水泥地地面较光滑,且水泥地的地表面颜色较浅,所以大地吸收的辐射较少,所以大地释放出的长波辐射越少,所以在太阳辐射较弱的时候,水泥地吸收的长波辐射越少,所以1.5m处的气温越低。
变化幅度越大。
分析:
该图为1.5m处干裸地,湿裸地和水泥地空气湿度变化曲线。
空气湿度与温度有关,气温增高,虽然蒸发加快,但饱和水汽压增大得更多,反而使相对湿度减小。
所以在高温时较低,因为湿裸地水分较多,且0.2m处距地面较低,地表面温度高水分蒸发多于其他两组,所以呈反常现象。
由于对流,湍流,风的影响,所以相对湿度的变化不规律。
分析:
该图为1.5m处干裸地,湿裸地和水泥地相对湿度的变化曲线图。
相对湿度取决于气温,与温度呈反比,所以13点时三组的相对湿度都较低。
水泥地的相对湿度均低于其他两组,因为水泥地的实验位置风速较大,考虑蒸发等因素,所以水泥地相对湿度较低。
分析:
该图为一天内风速的变化曲线图。
由于太阳辐射,下垫面的不同,导致受热不均匀气压变化,空气开始流动。
由于周围的建筑物,树等环境的原因,所以风速的变化不规律,但整体依旧呈现一个基本不变的趋势。
分析:
该图为本站气压的变化曲线图,温度升高时,大气受热膨胀上升,大气对大地的压强减弱,所以本地气压减小。
所以本站气压的变化特点为先降低后增加。
下午的时候太阳虽然落山但余温仍然存在,气压仍是上升趋势。
此后太阳下山,气压有开始减弱的趋势。
五、整理总结:
◆观测点周围小气候受各气象要素的综合影响,各气象要素日变化呈现一定规律。
太阳辐射主要受太阳高度角和大气透明度的影响,太阳高度角和大气透明度越大,太阳辐射越强,夏季晴天时一般在中午达到最大值。
太阳辐射决定了该区域所接收的热量,决定植被生长状况,影响气温、湿度等其他气象要素,对小气候有重要的作用。
土壤温度主要受太阳辐射和地表植被的影响,太阳辐射强土壤温度高,地表植被覆盖率高土壤温度低。
土壤温度在一定程度上影响气温,而气温是小气候中一个重要的气象因素。
此外,土壤温度适宜有利于植被的生长,能够调节小气候。
气温主要受太阳辐射、下垫面性质和风的影响,太阳辐射强、下垫面粗糙、无风都能导致气温升高。
它影响植物的生长状况,也影响城市居民的生活,是小气候的重要组成部分。
湿度主要受气温、植被的影响,湿度大空气含水量多,气候湿润更适合人们生活,干燥的气候不利于植物生长,对人们的生活也有不利影响。
在一日之内气压一般比较稳定,不易受其他气象要素的影响,为该区域小气候的形成创造稳定的环境。
◆对比发现,下垫面性质对小气候有很大影响。
首先,平坦、空旷的下垫面,有利于散热,气温低,气候更舒适。
其次,有高大建筑物的地方,受建筑物的阻挡,地面接收的太阳辐射较小,当太阳光线不充足时不仅不利于植物生长也不利于人体健康。
第三,杂草覆盖的下垫面比水泥地面更具优势,植被覆盖率高,水汽压大,空气湿度大,且地面反射率更低,能起到降温增湿、释氧固碳、调节小气候等生态效应。
第四,植物覆盖率高的地方,土壤温度低,5cm深土壤温度下降的幅度比地面更明显;水泥地反射辐射大,反射率高,易使气温升高。
六、思考与反思
为使城市小气候更适宜,更适合人们居住,可以根据这两点,为城市建设提出建议。
一是城市中的建筑物不应该太密集,一味的追求经济利益而忽视人们居住的环境是极不科学的,建筑物太密集既不利于散热也使太阳辐射减少,加剧城市热岛效应,不利于人体健康;二是城市应增大绿化面积,调节城市的小气候,增加空气湿度,净化空气,愉悦城市居民的身心
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