气象学小气候实习报告

小气候实习报告

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实习目的、意义

1.1 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。 1.2 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 1.3 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。 2

实习区域概况与方法 2.1 测点的概况及描述：

地理位置：本次测点设置在北京林业大学气象站内部，40N,116E； 地形：地形比较平坦，较开阔； 附近水体：附近没有河流水体;

周围建筑物：在测点北侧约20米处有北林气象站的实验楼，其余周边有住宅楼以及

正在建设的楼房，比较密集，据测点约100米；

下垫面：本组测量下垫面为湿裸地；

土壤植被状况：土壤较湿润，周围有稀疏植被，有低矮草丛和树木。 天气：天气状况较好，太阳不错，有少量云。

2.2 观测项目

直接辐射、散射辐射、反射辐射、总辐射、反射率，20cm、1.5m空气温、湿度，1m风向、风速，0～20cm土壤温度，0cm地面最高、最低温度，气压

2.3 观测仪器及时间

各个小气候要素均为正点每小时观测一次;

利用天空辐射表和直接辐射表观测太阳直接辐射、散射辐射、反射辐射、总辐射; 通风干湿表观测0.20m和1.5m高度处的气温和空气湿度; 三杯轻便风向风速表观测1m高度的风向、风速;

地面、地面最低、最高温度表及曲管地温表观测地面和土壤温度。 3

结果与分析

3.1 太阳辐射的时间、空间变化

(1)

分析：图1-1所示为本测点水平面上直接辐射，散射辐射，总辐射，反射辐射的变

化图，由图可知，太阳总辐射从早上到中午一直上升，但变化趋势渐小，从中午到傍晚开始不断减小，且在16时到17时减小速率很快，主要被太阳高度角先增大后减小的变化影响;太阳直接辐射总趋势与总辐射趋势几乎相同，只是辐射量小于总辐射量。另外，散射辐射也是从早上到中午略有提升，中午到傍晚略有降低，但是总趋势几乎趋于较平稳状态；还有，反射辐射也是类似于散射辐射，从早上到中午略有提升，中午到傍晚略有降低，但是总趋势几乎趋于较平稳状态，不如总辐射变化剧烈，所以反射率中午较低，早晚较高。

图1-2 本测点水平面上反射率日变化25 %5%0%反射率折线图 108:0009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:00时间

分析： 图1-2为本测点湿裸地水平面上反射率日变化图，由图可以看出，反射率忽上忽下，但一直围绕某一数值波动，变化不大 ，这与反射的变化有较大关系 ，因为反射也变化不大。

(2) 图-2 水泥地、湿裸地、干裸地、草地反射率对比图

分析：由图2反射率的对比可以看出，不同时间段各种不同下垫面的反射率不断变化，

且各不相同。不难看出，草地的平均反射率最高，且变化幅度最大，可能是早上草从上有水分露珠且草叶的表面较光滑所以反射率较高。其次，湿裸地的反射率比较低，但是其变化幅度很小，可能是湿裸地较粗糙，且全天其特性几乎不变。干裸地与水泥地的反射率都较低，且变化较大这可能与其表面水分的蒸发有关，所以晚上的反射率急剧下降。

3.2 地面和土壤温度时间、空间变化 (1)

图-3 本测点O㎝～20㎝土温日变化图土壤温度40302010008:0009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0019:0005101520时间

分析： 图3为本测点湿裸地0cm-20cm土温日变化图，由图可以看出地表即0cm处的

温度是上午先不断增大，然后下午不断减小，这是由于从早上由于地面不断吸收太阳短波辐射，所以不断升温，下午太阳辐射减小，所以温度也不断减小，所以地表温度几乎与太阳直接辐射的变化相吻合。其次，地下的温度几乎随时间的变化不断增大，中午变化幅度最大，早上和傍晚的变化幅度很小，这可能是因为地下土壤的导热率较小，所以变化不大，到了傍晚，地面土壤温度主要受地表辐射，地表从表层开始辐射，随着深度增加，土壤温度受太阳辐射的影响逐渐减小，所以离地表近的温度先降低；土壤厚度越深，土温变化越小。 (2)

图-4 本测点4个时刻0㎝～20㎝土温随深度变化曲线3530252015105005101520温度09:0013:0017:0019:00深度〔㎝〕分析：如图—4为本测点湿裸地09时，13时，17时，19时的0cm~20cm土温随深度变

化曲线。由图可以看出13时随土层的加深，温度的变化最明显，且越向下温度越小，而且减低的速度很快，这是因为在上午地面获得大量太阳辐射热，温度急剧上升，热量由上向下传递，这是日射型。9时从上到下先上升后降低，5cm最低，这是因为日出后地面升温，上层土温迅速变成日射型分布，但下层仍保持辐射性，所以中间温度最低，这是早上过度型。17时温度几乎不变，但还是中间10cm处最高，这是因为傍晚地面因辐射冷却温度下降，土壤上层出现辐射性，下层仍保持日射型，这是傍晚过度型。19时夜间地面辐射冷却温度降低，热量由下向上传递，土温随深度的增加而递增，这种铅层分布叫辐射性。 （3） 图-5 水泥地、湿裸地、干裸地、草地地面温度日变化对比

分析：如图-5为水泥地，湿裸地，干裸地，草地地面温度日变化对比图，由图可以看出干裸地的第一个数据为错误数据（忽略）。由图可知整体所有的下垫面都是先升高后降低，而且除了水泥地，其余三个的变化幅度也近乎相同。这主要是因为所有的下垫面都是主要受太阳的直接辐射的影响，而水泥地吸收太阳辐射的能力最低，所以温度相对其余三个都较低。

3.3 气温、相对湿度时间、空间变化 （1）

图-6 本测点0.2米、1.5米气温日变化温度252015105008:0090:0100:0110:0120:0130:0140:0150:0160:0170:0180:0190:000.21.5时间

分析：图-6为本测点0.2米，1.5米气温日变化，从总体上看两曲线的大体趋势相近，也

是先增后减。其次还可以看出，气温大部分时间都是高于地表温度的，这是因为在湿裸地上水分不断蒸发使地表温度明显降低从而使地表温度几乎都低于高处的气温。但是在19点后的晚上地表温度超过了高处的气温，这是因为晚上水分蒸发少，对温度影响小，且越靠近地面越受到地面的长波辐射所以温度相对较高处的气温较高。 （2）

图 7-1 0.2m、1.5m实际水汽压(e)日变化实际水汽压30201000.21.508:0009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0019:00时间分析：图7-1为0.2米，1.5米实际水汽压日变化图，由图可知，从总体上两曲线的看大

体趋势相近，也是先增后减。其次还可以看出，1.5米处的水汽压几乎一直高于0.2米。这是因为当天空气湿度较大，1.5米处集中了较多水汽，且其温度也较高，所以水汽压也较高。但是到了晚上地表水汽压超过了高处，这是因为晚上地表的水汽较集中。

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