气象学小气候实习报告.docx
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气象学小气候实习报告
小气候实习报告
1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。
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）
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）
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）
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）
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。
分析：
图7-2为湿裸地0.2米，1.5米相对湿度日变化图，总体上两曲线的看大体趋势相近，早上地表湿度比1.5米高处高，这是水气主要集中于地表。
中午1.5米高出湿度比地表高，这是因为水汽都蒸发到了较高处。
到了晚上，地表湿度又超过了高处空气湿度，这时蒸发减少，水汽下沉到地表。
（3）图8-1水泥地、干裸地、湿裸地、草地20㎝气温日变化对比
分析：
图8-1为水泥地、干裸地、湿裸地、草地20㎝气温日变化对比图，由图可以看出四种下垫面的总体变化趋势几乎相同，也都是先升高后降低，因为与地面太接近，所以受地面温度影响很大，所以随地温变化而变化。
再者由于各种下垫面的反射率不同，所以出现了差异。
图8-2水泥地、干裸地、湿裸地、草地1.5米气温日变化对比
分析：
图8-2为水泥地、干裸地、湿裸地、草地1.5米气温日变化对比图，由图可知，各种下垫面的变化趋势也近乎相同，都是先增后减。
由于1.5米处受地面温度影响较小，所以总体温度比0.2米处的较高。
图8-3水泥地、干裸地、湿裸地、草地20㎝相对湿度日变化对比
分析：
图8-3为水泥地、干裸地、湿裸地、草地20㎝相对湿度日变化对比图，由图可知，各种下垫面的0.2米处变化各有不同，但总体趋势都是中午空气湿度最低，早上和晚上较高，这主要是因为中午太阳辐射强水分蒸发多所以较干燥，而早上晚上蒸发少，所以湿度较大。
还有，湿裸地的空气湿度最高，因为水分多。
其次干裸地也较高。
而草地却很低，这是因为草地上植物生长吸收了水分，还有植物的保持水分能力也很强。
而水泥地也是由于水分少所以空气湿度低。
图8-4水泥地、干裸地、湿裸地、草地1.5米相对湿度日变化对比
分析：
图8-4为水泥地、干裸地、湿裸地、草地1.5米相对湿度日变化对比图。
由图可以看出各种下垫平稳面的变化各不相同，湿裸地的变化最平稳，起伏不大，这是因为湿裸地的水分几乎变化不大。
干裸地的空气湿度最低，因为水分很少蒸发也少。
草地的空气湿度变化最大，因为上午植物保持水分状态，所以空气湿度小，到了下午，植物的蒸腾作用增强，所以空气湿度增大，晚上又减少。
水泥地的变化也较明显，因为上午阳光不太强，所以蒸发到高出的水分少，所以1.5米处水分较高，但是到了下午，水分蒸发到高空，使得1.5米处空气湿度降低，晚上又有所回升。
3.4风速、气压时间变化
（1）
分析：
图9为湿裸地风速日变化图，由图可以看出，早上8点风速较小，但是到9点半一直在上升然后又下降，然后又不断波动，到了晚上风速降低为0，由此可知，风速几乎没有规律可寻，这主要与下垫面的空气流动有关，由于气压的不断变化，风速也无规律的变化。
（2）
分析：
图—10为本站本测点湿裸地气压日变化图，可以看出，气压先增后减，中午最高，早上晚上都较低。
这主要与气温有较大关系。
4、主要结论
（1）概括得出的主要结论:
湿裸地的太阳辐射全天先升高后降低，这主要是因为从早到午再到晚太阳高度角先增大后减小；土壤温度的变化主要受太阳辐射的影响，且随深度的改变时间的改变不断变化，这主要与土壤的导热性等关系有关；空气温度也主要受太阳辐射，地面辐射，土壤温度的影响，趋势也是先增后减；空气湿度的时间空间变化主要受温度，水分蒸发，下垫面类型等的影响。
总体上来看，湿裸地的太阳辐射，土壤温度，空气温度，空气湿度都不错，尤其是湿度较高。
（2）改善小气候环境应采取的主要措施：
a大量植树造林，不滥砍滥伐，不破坏植被，保持水土；
b保护环境，不乱扔垃圾；
c不乱排放废弃，保护空气，减少酸雨排放；
d少用化肥农药，增强土壤的质量；
e退耕还林还草,禁止围湖造田......
5、附录（7组湿裸地小气候整理表）
表1小气候要素表
测点：
116.3E，38N
时间
项目
8:
00
9:
00
10:
00
11:
00
12:
00
13:
00
14:
00
15:
00
16:
00
17:
00
18:
00
19:
00
太阳辐射
S
0
0.6
0.76
0.81
0.86
0.79
0.70
0.55
0.30
0.05
Sb
0
0.38
0.58
0.69
0.75
0.67
0.54
0.36
0.15
0.02
Sd
0.1
0.17
0.23
0.27
0.27
0.29
0.24
0.19
0.83
0.04
St
0.1
0.77
0.99
1.08
1.13
1.08
0.94
0.74
1.13
0.09
Sr
0.02
0.08
0.13
0.20
0.15
0.11
0.13
0.11
0.04
0.01
R
0.2
0.1
0.13
0.19
0.13
0.10
0.14
0.15
0.03
0.11
地面和土壤温度
地面最低
9.9
地面最高
29.5
0cm
9.9
12.9
16.9
24.8
28.0
31.0
30.5
26.5
20.4
16.9
13.8
12.7
5cm
9.5
10.0
12.7
15.7
18.3
19.8
20.1
19.8
18.4
17.2
15.7
15.0
10cm
10.0
10.5
11.1
12.2
14.1
15.5
16.6
17.5
17.5
17.2
16.2
16.1
15cm
10.1
10.9
11.4
12.0
13.1
14.0
14.9
15.8
16.3
17.1
16.5
16.4
20cm
10.8
12.4
12.8
13.2
14.1
14.5
14.7
15.5
15.8
17.2
16.4
16.5
风
风向
东北
西
西南
东北
东北
西
北
东北
南
东北
西南
无
风速
0.18
0.7
0.42
0.39
0.4
0.59
0.10
0.58
0.2
0.22
0.0
0.0
气压
本站P
1039
1038
1046
1050
1054
1056
1055
1050
1042
1042
1037
1031
气温
0.2m
干11.0
湿10.5
干11.8湿11.5
干
14.4
湿13.0
干17.1
湿16.4
干18.1湿17.2
干17.0湿16.4
干21.9湿19.4
干19.9湿18.5
干19.2湿18.4
干17.0湿16.8
干12.9湿12.9
干14.9湿13.9
1.5m
干11.2湿10.4
干13.0湿12.0
干
15.8
湿14.7
干18.6
湿17.8
干18.0湿17.9
干18.8湿18.3
干22.2湿20.9
干21.0湿20.7
干21.0湿20.5
干17.8湿17.5
干15.9湿15.0
干12.7湿11.2
空气湿度
e
0.2m
12.4
13.4
14.0
18.2
19.0
18.2
20.8
20.4
20.6
19.0
14.9
15.2
1.5m
12.1
13.3
16.0
19.8
20.4
20.7
23.8
24.2
23.8
19.8
16.4
12.3
U
0.2m
94
97
86
93
92
94
79
88
93
98
100
90
1.5m
91
89
89
93
99
95
89
97
96
97
91
84
td
0.2m
10.1
11.3
12.0
16.0
16.7
16.1
18.2
17.8
18.0
16.7
12.9
13.2
1.5m
9.8
11.3
14.0
17.4
17.8
18.0
20.3
20.6
20.3
17.3
14.4
14.0
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