小气候观测实习报告

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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20 cm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20 cm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.

2`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。

3`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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