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氣象學(xué)小氣候觀測(cè)報(bào)告篇一
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資環(huán)13-2 史晨璐 學(xué)號(hào)130224225
一、實(shí)習(xí)目的、意義
1、通過(guò)小氣候特征觀測(cè),了解小氣候觀測(cè)的原理、觀測(cè)儀器和安裝方法。
2、掌握輻射、空氣溫度、濕度、土壤溫度、風(fēng)等氣象要素垂直梯度觀測(cè)方法
3、學(xué)會(huì)整理小氣候觀測(cè)資料,分析小氣候要素形成的原因,揭示不同下墊面小氣候特征,了解不同下墊面產(chǎn)生的小氣候效應(yīng),以便進(jìn)一步改善小氣候環(huán)境。
二、實(shí)習(xí)內(nèi)容:
1 安裝儀器:
安裝天空輻射表和直接輻射表,地面普通溫度表,地面最高溫度表,5cm、l0cm、15cm、20cm曲管地溫表,安裝三杯輕便風(fēng)向風(fēng)速表,在20cm與1.5m處安裝阿斯曼通風(fēng)干濕表。?
2 收集數(shù)據(jù):
從早上8點(diǎn)起,每正點(diǎn)測(cè)一次數(shù)據(jù)。輻射的觀測(cè)持續(xù)到下午五點(diǎn),其他數(shù)據(jù)的觀測(cè)持續(xù)到晚上七點(diǎn)。
53` 給1.5m處的通風(fēng)干濕表上水通風(fēng),上發(fā)條三圈。(因?yàn)楸窘M的濕球溫度表上的紗布較大,需要更多時(shí)間通風(fēng)才能測(cè)出更準(zhǔn)確的數(shù)據(jù))。
56` 給20cm處的通風(fēng)干濕表上水通風(fēng),上發(fā)條三圈。并觀測(cè)云量,天氣狀況。
57` 先讀一次地溫表(0,5,10,15,20cm)的讀數(shù)并記錄下來(lái)(注:最低溫度在早上8點(diǎn)記錄,最高位溫度在下午3點(diǎn)記錄)。?
58` 調(diào)整直接輻射表進(jìn)光筒,對(duì)準(zhǔn)太陽(yáng),使透過(guò)進(jìn)光筒上方 孔的光點(diǎn)正好落在小黑點(diǎn)上。裝上遮光板,使其遮擋住太陽(yáng)直射光。
59` 通風(fēng)(上發(fā)條1圈),觀測(cè)20 cm干、濕球溫度,連讀3個(gè)讀數(shù); 讀1.5m干、濕球溫度,連讀3個(gè)讀數(shù);第二次觀測(cè)20 cm干、濕球溫度,連讀3個(gè)讀數(shù)。
60` 將萬(wàn)用電表與直接輻射表連接起來(lái),連續(xù)讀數(shù)三次 。再將萬(wàn)用電表與天空輻射表連接起來(lái),連續(xù)讀數(shù)三次。翻轉(zhuǎn)天空輻射表,使感應(yīng)面朝下,進(jìn)行地面反射輻射觀測(cè),連續(xù)讀數(shù)三次。
1`松開(kāi)輕便風(fēng)速表羅盤(pán)套管,按下啟動(dòng)桿,讀取風(fēng)向及指示風(fēng)速.
2`第二次觀測(cè)地溫(0、5、10、15、20cm),利用空盒氣壓表讀取氣壓和附屬溫度。?
3`處理數(shù)據(jù),訂正、查算、填表。
注意事項(xiàng):
1、天空輻射表固定,地溫儀器不要離觀測(cè)架太近,以免踩到。
2、安裝完儀器后,注意保護(hù)地溫表;將儀器包裝盒等系好、鎖好,收拾整齊,以免檢定證丟失。萬(wàn)用表用完后關(guān)閉,輻射表蓋好帽蓋。日落后將輻射儀器收回。 3、數(shù)據(jù)的訂正與查算。
三、實(shí)習(xí)區(qū)域概況與方法:
地點(diǎn):林大氣象站位于北緯40度,東經(jīng)116.3度。 下地面狀況:水泥地
北側(cè)緊挨北林氣象站的實(shí)驗(yàn)樓,據(jù)測(cè)點(diǎn)不遠(yuǎn)處有幾棵大樹(shù),南面有兩層樓高的建筑物,觀測(cè)點(diǎn)周?chē)械桶钠椒?,水泥地較為平整,。
四、結(jié)果與分析:
分析:
該圖應(yīng)該剔除12時(shí)左右時(shí)一個(gè)較低的值。因?yàn)楸窘M觀測(cè)存在不準(zhǔn)確和周?chē)髽?shù)建筑物遮擋的情況,恰好影響了太陽(yáng)直射陽(yáng)光。所以12時(shí)的數(shù)據(jù)應(yīng)該被剔除。剔除后可看出,太陽(yáng)輻射先上升后下降,反射率也是隨著時(shí)間先上升后下降。
當(dāng)天有較為大的風(fēng)力,天空的云量情況一直為0,由此看來(lái)影響輻射最重要的因素是太陽(yáng)高度角。太陽(yáng)輻射的相關(guān)數(shù)據(jù)應(yīng)當(dāng)隨著太陽(yáng)高度角的增加而增加,在13時(shí)左右達(dá)到最高值。太陽(yáng)高度角越大,太陽(yáng)輻射就越強(qiáng),到達(dá)近地面的直接輻射越強(qiáng),散射輻射也就相應(yīng)的增強(qiáng)。所以相應(yīng)的直接輻射,散射輻射,總輻射,反射輻射越強(qiáng),反射率也越強(qiáng)。
分析:
該圖為干裸地,濕裸地,水泥地的反射率對(duì)比,由該圖可看出水泥地的反射率最高,其次為干裸地,最后為濕裸地。這是由于水泥地地面光滑,且顏色接近白色,顏色淺且光滑的條件基本可以將光完全反射,反射強(qiáng)于其他兩組。而濕裸地在經(jīng)過(guò)水的澆灌后地面顏色會(huì)比其他兩組的深,較為接近黑色,反射的光少,吸收的光多,所以濕裸地的反射率最低。干裸地居于兩組之間。
分析:
該圖為0cm-20cm土溫的日變化圖。地表面受太陽(yáng)照射影響,溫度隨著太陽(yáng)直接輻射的變化而變化,隨著太陽(yáng)高度角的變化而變化。在13點(diǎn)時(shí)達(dá)到最高而不是12點(diǎn),是因?yàn)橥寥拦腆w傳熱需要一定的時(shí)間,但大致與太陽(yáng)高度角的變化是一致的。所以0cm的11時(shí)12時(shí)數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確要剔除。地下5cm的溫度變化主要是因?yàn)榈乇砻嫦蛳聜鲗?dǎo)熱量,只不過(guò)土壤固體的熱量傳導(dǎo)需要一定的時(shí)間,所以地下5cm的溫度變化與地表面的溫度變化情況有細(xì)微的差別,數(shù)據(jù)差別較大的原因則是向下傳導(dǎo)期間散熱較快,上層土壤疏松,容易散發(fā)大量的熱。而地下10cm,15cm,20cm的溫度變化由于距地表面過(guò)遠(yuǎn),所以受地表面的溫度變化影響不是很大,只是由于土壤固體的熱量傳導(dǎo),傳導(dǎo)的熱量大于大地向外界釋放的長(zhǎng)波輻射,所以10cm,15cm,20cm處的溫度變化為逐漸緩慢的增加。
分析:
該圖表為本測(cè)點(diǎn)9,13,17,19時(shí)的土溫隨深度變化曲線。地表面受太陽(yáng)輻射影響最大,所以在0cm處13時(shí)的溫度最高,9時(shí)的溫度最低,雖然19時(shí)的時(shí)候已經(jīng)沒(méi)有太陽(yáng)輻射,但由于經(jīng)過(guò)了一天的輻射吸收,所以19時(shí)的0cm處的溫度比9點(diǎn)的高。9點(diǎn)時(shí)因?yàn)榇蟮亟?jīng)過(guò)了一晚上的向外釋放長(zhǎng)波輻射,釋放了熱量,較深的位置的`變化特點(diǎn)是溫度隨著深度的減少逐漸降低。地表面只吸收了一小段時(shí)間的太陽(yáng)輻射,熱量向下只傳導(dǎo)到了地下很淺的部位,溫度逐漸降低,所以9點(diǎn)時(shí)土溫的變化特點(diǎn)是隨著深度的增加先降低后增加。13點(diǎn)時(shí),土壤固體向下傳導(dǎo)熱量已經(jīng)持續(xù)一上午,所以13點(diǎn)時(shí)土溫的變化規(guī)律為土溫隨著深度的增加逐漸降低。17點(diǎn)時(shí)因?yàn)樘?yáng)輻射已經(jīng)很少,所以0cm處的溫度較低。因?yàn)橐幌挛缍荚诮禍?,所以在較淺的位置溫度變化特點(diǎn)為土溫隨著深度的增加而增加,而較深的位置受的影響不大,所以較深的位置土溫隨著深度的增加而減少。而19點(diǎn)是已經(jīng)完全沒(méi)有太陽(yáng)輻射,大地一直在向外釋放長(zhǎng)波輻射,向外釋放熱量,而沒(méi)有吸收太陽(yáng)輻射,所以19點(diǎn)時(shí)變化特點(diǎn)是土溫隨著深度的增加降低。
分析:
該圖為干裸地,濕裸地地面溫度的變化曲線。兩組曲線變化特點(diǎn)都是先增加后減小,在13時(shí)達(dá)到最高。濕裸地水較多,而水的比熱容較大,所以濕裸地的溫度變化幅度較小,而且濕裸地的溫度由于水分蒸發(fā)吸熱而低于干裸地的溫度。由于吸收太陽(yáng)輻射,熱量增加,溫度就升高,而熱傳導(dǎo)和土壤升溫都需要一定的時(shí)間,所以地表面的溫度在13時(shí)達(dá)到最高而非12時(shí)。
分析:
該圖為0.2m和1.5m處日溫變化圖。由于大氣主要依靠吸收地面的長(zhǎng)波輻射而增熱,同時(shí)也受空氣流通的溫度影響。所以氣溫主要與太陽(yáng)輻射有關(guān),所以氣溫的變化主要與太陽(yáng)高度角有關(guān)。曲線圖的變化特點(diǎn)為先增高后降低。由于大氣的增溫需要一定的時(shí)間,所以在13點(diǎn)14點(diǎn)左右溫度達(dá)到最高值。理論上0.2m離地面最近,所以0.2m處的溫度變化受地面影響更大。而事實(shí)上當(dāng)天的氣溫情況受空氣溫度影響很大,所以變化情況不完全符合理論,主要是受到空氣流通和風(fēng)力影響。一些客觀的因素影響的試驗(yàn)的結(jié)果。
分析:
上邊兩幅圖分別為0.2m和1.5m處實(shí)際水汽壓和相對(duì)濕度的變化曲線圖。由于風(fēng)速,蒸發(fā),湍流和對(duì)流等原因,所以相對(duì)濕度的變化較大,相對(duì)濕度與溫度呈反比,溫度越高,雖然蒸發(fā)加快,但飽和水汽壓增大得更多,反而使相對(duì)濕度減小。所以在13點(diǎn)時(shí)相對(duì)濕度的值較低,而在9,10點(diǎn)時(shí)達(dá)到最高.溫度最高時(shí),蒸發(fā)也最強(qiáng),所以實(shí)際水汽壓的變化規(guī)律與溫度的日變化一致。
分析:
該圖為0.2m處干裸地,濕裸地和水泥地的氣溫變化圖。三組的變化特點(diǎn)差不多,都是先升高后降低。大氣吸收地面的長(zhǎng)波輻射而升溫,太陽(yáng)輻射越大,溫度越高,因?yàn)榫嗟孛孑^近,所以受地面溫度的影響較大。
分析:
該圖為1.5m處干裸地,濕裸地和水泥地的氣溫變化圖。三組的變化特點(diǎn)一致,氣溫先升高后降低。但水泥地的變化幅度最大,是因?yàn)樗嗟氐孛孑^光滑,且水泥地的地表面顏色較淺,所以大地吸收的輻射較少,所以大地釋放出的長(zhǎng)波輻射越少,所以在太陽(yáng)輻射較弱的時(shí)候,水泥地吸收的長(zhǎng)波輻射越少,所以1.5m處的氣溫越低。變化幅度越大。
分析:
該圖為1.5m處干裸地,濕裸地和水泥地空氣濕度變化曲線。空氣濕度與溫度有關(guān),氣溫增高,雖然蒸發(fā)加快,但飽和水汽壓增大得更多,反而使相對(duì)濕度減小。所以在高溫時(shí)較低,因?yàn)闈衤愕厮州^多,且0.2m處距地面較低,地表面溫度高水分蒸發(fā)多于其他兩組,所以呈反常現(xiàn)象。由于對(duì)流,湍流,風(fēng)的影響,所以相對(duì)濕度的變化不規(guī)律。
分析:
該圖為1.5m處干裸地,濕裸地和水泥地相對(duì)濕度的變化曲線圖。相對(duì)濕度取決于氣溫,與溫度呈反比,所以13點(diǎn)時(shí)三組的相對(duì)濕度都較低。水泥地的相對(duì)濕度均低于其他兩組,因?yàn)樗嗟氐膶?shí)驗(yàn)位置風(fēng)速較大,考慮蒸發(fā)等因素,所以水泥地相對(duì)濕度較低。
分析:該圖為一天內(nèi)風(fēng)速的變化曲線圖。由于太陽(yáng)輻射,下墊面的不同,導(dǎo)致受熱不均勻氣壓變化,空氣開(kāi)始流動(dòng)。由于周?chē)慕ㄖ?,?shù)等環(huán)境的原因,所以風(fēng)速的變化不規(guī)律,但整體依舊呈現(xiàn)一個(gè)基本不變的趨勢(shì)。
分析:該圖為本站氣壓的變化曲線圖,溫度升高時(shí),大氣受熱膨脹上升,大氣對(duì)大地的壓強(qiáng)減弱,所以本地氣壓減小。所以本站氣壓的變化特點(diǎn)為先降低后增加。下午的時(shí)候太陽(yáng)雖然落山但余溫仍然存在,氣壓仍是上升趨勢(shì)。此后太陽(yáng)下山,氣壓有開(kāi)始減弱的趨勢(shì)。
五、整理總結(jié):
? 觀測(cè)點(diǎn)周?chē)夂蚴芨鳉庀笠氐木C合影響,各氣象要素日變化呈現(xiàn)一定規(guī)律。
太陽(yáng)輻射主要受太陽(yáng)高度角和大氣透明度的影響,太陽(yáng)高度角和大氣透明度越大,太陽(yáng)輻射越強(qiáng),夏季晴天時(shí)一般在中午達(dá)到最大值。太陽(yáng)輻射決定了該區(qū)域所接收的熱量,決定植被生長(zhǎng)狀況,影響氣溫、濕度等其他氣象要素,對(duì)小氣候有重要的作用。
土壤溫度主要受太陽(yáng)輻射和地表植被的影響,太陽(yáng)輻射強(qiáng)土壤溫度高,地表植被覆蓋率高土壤溫度低。土壤溫度在一定程度上影響氣溫,而氣溫是小氣候中一個(gè)重要的氣象因素。此外,土
壤溫度適宜有利于植被的生長(zhǎng),能夠調(diào)節(jié)小氣候。
氣溫主要受太陽(yáng)輻射、下墊面性質(zhì)和風(fēng)的影響,太陽(yáng)輻射強(qiáng)、下墊面粗糙、無(wú)風(fēng)都能導(dǎo)致氣溫升高。它影響植物的生長(zhǎng)狀況,也影響城市居民的生活,是小氣候的重要組成部分。
濕度主要受氣溫、植被的影響,濕度大空氣含水量多,氣候濕潤(rùn)更適合人們生活,干燥的氣候不利于植物生長(zhǎng),對(duì)人們的生活也有不利影響。
在一日之內(nèi)氣壓一般比較穩(wěn)定,不易受其他氣象要素的影響,為該區(qū)域小氣候的形成創(chuàng)造穩(wěn)定的環(huán)境。
? 對(duì)比發(fā)現(xiàn),下墊面性質(zhì)對(duì)小氣候有很大影響。
首先,平坦、空曠的下墊面,有利于散熱,氣溫低,氣候更舒適。其次,有高大建筑物的地方,受建筑物的阻擋,地面接收的太陽(yáng)輻射較小,當(dāng)太陽(yáng)光線不充足時(shí)不僅不利于植物生長(zhǎng)也不利于人體健康。第三,雜草覆蓋的下墊面比水泥地面更具優(yōu)勢(shì),植被覆蓋率高,水汽壓大,空氣濕度大,且地面反射率更低,能起到降溫增濕、釋氧固碳、調(diào)節(jié)小氣候等生態(tài)效應(yīng)。第四,植物覆蓋率高的地方,土壤溫度低,5cm深土壤溫度下降的幅度比地面更明顯;水泥地反射輻射大,反射率高,易使氣溫升高。
六、思考與反思
為使城市小氣候更適宜,更適合人們居住,可以根據(jù)這兩點(diǎn),為城市建設(shè)提出建議。一是城市中的建筑物不應(yīng)該太密集,一味的追求經(jīng)濟(jì)利益而忽視人們居住的環(huán)境是極不科學(xué)的,建筑物太密集既不利于散熱也使太陽(yáng)輻射減少,加劇城市熱島效應(yīng),不利于人體健康;二是城市應(yīng)增大綠化面積,調(diào)節(jié)城市的小氣候,增加空氣濕度,凈化空氣,愉悅城市居民的身心
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