小氣候觀測實習報告

資環13-2 史晨璐 學號130224225

一、實習目的、意義

1、通過小氣候特徵觀測，瞭解小氣候觀測的原理、觀測儀器和安裝方法。

2、掌握輻射、空氣温度、濕度、土壤温度、風等氣象要素垂直梯度觀測方法

3、學會整理小氣候觀測資料，分析小氣候要素形成的原因，揭示不同下墊面小氣候特徵，瞭解不同下墊面產生的小氣候效應，以便進一步改善小氣候環境。

二、實習內容：

1 安裝儀器：

安裝天空輻射表和直接輻射表，地面普通温度表，地面最高温度表，5cm、l0cm、15cm、20cm曲管地温表，安裝三杯輕便風向風速表，在20cm與1.5m處安裝阿斯曼通風乾濕表。

2 收集數據：

從早上8點起，每正點測一次數據。輻射的觀測持續到下午五點，其他數據的觀測持續到晚上七點。

53` 給1.5m處的通風乾濕表上水通風，上發條三圈。（因為本組的濕球温度表上的紗布較大，需要更多時間通風才能測出更準確的數據）。

56` 給20cm處的通風乾濕表上水通風，上發條三圈。並觀測雲量，天氣狀況。

57` 先讀一次地温表（0,5,10,15,20cm）的讀數並記錄下來（注：最低温度在早上8點記錄，最高位温度在下午3點記錄）。

58` 調整直接輻射表進光筒，對準太陽，使透過進光筒上方 孔的光點正好落在小黑點上。裝上遮光板，使其遮擋住太陽直射光。

59` 通風（上發條1圈），觀測20 cm幹、濕球温度，連讀3個讀數； 讀1.5m幹、濕球温度，連讀3個讀數；第二次觀測20 cm幹、濕球温度，連讀3個讀數。

60` 將萬用電表與直接輻射表連接起來,連續讀數三次 。再將萬用電表與天空輻射表連接起來，連續讀數三次。翻轉天空輻射表，使感應面朝下，進行地面反射輻射觀測，連續讀數三次。

1`鬆開輕便風速表羅盤套管，按下啟動杆，讀取風向及指示風速.

2`第二次觀測地温（0、5、10、15、20cm），利用空盒氣壓表讀取氣壓和附屬温度。

3`處理數據，訂正、查算、填表。

注意事項：

1、天空輻射表固定，地温儀器不要離觀測架太近，以免踩到。

2、安裝完儀器後，注意保護地温表；將儀器包裝盒等繫好、鎖好，收拾整齊，以免檢定證丟失。萬用表用完後關閉，輻射表蓋好帽蓋。日落後將輻射儀器收回。 3、數據的訂正與查算。

三、實習區域概況與方法：

地點：林大氣象站位於北緯40度，東經116.3度。 下地面狀況：水泥地

北側緊挨北林氣象站的實驗樓，據測點不遠處有幾棵大樹，南面有兩層樓高的建築物，觀測點周圍有低矮的平房，水泥地較為平整，。

四、結果與分析：

分析：

該圖應該剔除12時左右時一個較低的值。因為本組觀測存在不準確和周圍大樹建築物遮擋的情況，恰好影響了太陽直射陽光。所以12時的數據應該被剔除。剔除後可看出，太陽輻射先上升後下降，反射率也是隨着時間先上升後下降。

當天有較為大的風力，天空的雲量情況一直為0，由此看來影響輻射最重要的因素是太陽高度角。太陽輻射的相關數據應當隨着太陽高度角的增加而增加，在13時左右達到最高值。太陽高度角越大，太陽輻射就越強，到達近地面的直接輻射越強，散射輻射也就相應的增強。所以相應的直接輻射，散射輻射，總輻射，反射輻射越強，反射率也越強。

分析:

該圖為幹裸地，濕裸地，水泥地的反射率對比，由該圖可看出水泥地的反射率最高，其次為幹裸地，最後為濕裸地。這是由於水泥地地面光滑，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，反射強於其他兩組。而濕裸地在經過水的澆灌後地面顏色會比其他兩組的深，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。幹裸地居於兩組之間。

分析：

該圖為0cm-20cm土温的日變化圖。地表面受太陽照射影響，温度隨着太陽直接輻射的變化而變化，隨着太陽高度角的變化而變化。在13點時達到最高而不是12點，是因為土壤固體傳熱需要一定的時間，但大致與太陽高度角的變化是一致的。所以0cm的11時12時數據不準確要剔除。地下5cm的温度變化主要是因為地表面向下傳導熱量，只不過土壤固體的熱量傳導需要一定的時間，所以地下5cm的温度變化與地表面的温度變化情況有細微的差別，數據差別較大的原因則是向下傳導期間散熱較快，上層土壤疏鬆，容易散發大量的熱。而地下10cm,15cm,20cm的温度變化由於距地表面過遠，所以受地表面的温度變化影響不是很大，只是由於土壤固體的熱量傳導，傳導的熱量大於大地向外界釋放的長波輻射，所以10cm,15cm,20cm處的温度變化為逐漸緩慢的增加。

分析：

該圖表為本測點9,13,17,19時的土温隨深度變化曲線。地表面受太陽輻射影響最大，所以在0cm處13時的温度最高，9時的温度最低，雖然19時的時候已經沒有太陽輻射，但由於經過了一天的輻射吸收，所以19時的0cm處的温度比9點的高。9點時因為大地經過了一晚上的向外釋放長波輻射，釋放了熱量，較深的位置的變化特點是温度隨着深度的減少逐漸降低。地表面只吸收了一小段時間的太陽輻射，熱量向下只傳導到了地下很淺的部位，温度逐漸降低，所以9點時土温的變化特點是隨着深度的增加先降低後增加。13點時，土壤固體向下傳導熱量已經持續一上午，所以13點時土温的變化規律為土温隨着深度的增加逐漸降低。17點時因為太陽輻射已經很少，所以0cm處的温度較低。因為一下午都在降温，所以在較淺的位置温度變化特點為土温隨着深度的增加而增加，而較深的位置受的影響不大，所以較深的位置土温隨着深度的增加而減少。而19點是已經完全沒有太陽輻射，大地一直在向外釋放長波輻射，向外釋放熱量，而沒有吸收太陽輻射，所以19點時變化特點是土温隨着深度的增加降低。

分析：

該圖為幹裸地，濕裸地地面温度的變化曲線。兩組曲線變化特點都是先增加後減小，在13時達到最高。濕裸地水較多，而水的比熱容較大，所以濕裸地的温度變化幅度較小，而且濕裸地的温度由於水分蒸發吸熱而低於幹裸地的温度。由於吸收太陽輻射，熱量增加，温度就升高，而熱傳導和土壤升温都需要一定的時間，所以地表面的温度在13時達到最高而非12時。

分析：

該圖為0.2m和1.5m處日温變化圖。由於大氣主要依靠吸收地面的長波輻射而增熱，同時也受空氣流通的温度影響。所以氣温主要與太陽輻射有關，所以氣温的變化主要與太陽高度角有關。曲線圖的變化特點為先增高後降低。由於大氣的增温需要一定的時間，所以在13點14點左右温度達到最高值。理論上0.2m離地面最近，所以0.2m處的温度變化受地面影響更大。而事實上當天的氣温情況受空氣温度影響很大，所以變化情況不完全符合理論，主要是受到空氣流通和風力影響。一些客觀的因素影響的試驗的結果。

分析：

上邊兩幅圖分別為0.2m和1.5m處實際水汽壓和相對濕度的變化曲線圖。由於風速，蒸發，湍流和對流等原因，所以相對濕度的變化較大，相對濕度與温度呈反比，温度越高，雖然蒸發加快，但飽和水汽壓增大得更多，反而使相對濕度減小。所以在13點時相對濕度的值較低，而在9，10點時達到最高.温度最高時，蒸發也最強，所以實際水汽壓的變化規律與温度的日變化一致。

分析：

該圖為0.2m處幹裸地，濕裸地和水泥地的'氣温變化圖。三組的變化特點差不多，都是先升高後降低。大氣吸收地面的長波輻射而升温，太陽輻射越大，温度越高，因為距地面較近，所以受地面温度的影響較大。

分析：

該圖為1.5m處幹裸地，濕裸地和水泥地的氣温變化圖。三組的變化特點一致，氣温先升高後降低。但水泥地的變化幅度最大，是因為水泥地地面較光滑，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波輻射越少，所以在太陽輻射較弱的時候，水泥地吸收的長波輻射越少，所以1.5m處的氣温越低。變化幅度越大。

分析：

該圖為1.5m處幹裸地，濕裸地和水泥地空氣濕度變化曲線。空氣濕度與温度有關，氣温增高，雖然蒸發加快，但飽和水汽壓增大得更多，反而使相對濕度減小。所以在高温時較低，因為濕裸地水分較多，且0.2m處距地面較低，地表面温度高水分蒸發多於其他兩組，所以呈反常現象。由於對流，湍流，風的影響，所以相對濕度的變化不規律。

分析：

該圖為1.5m處幹裸地，濕裸地和水泥地相對濕度的變化曲線圖。相對濕度取決於氣温，與温度呈反比，所以13點時三組的相對濕度都較低。水泥地的相對濕度均低於其他兩組，因為水泥地的實驗位置風速較大，考慮蒸發等因素，所以水泥地相對濕度較低。

分析：該圖為一天內風速的變化曲線圖。由於太陽輻射，下墊面的不同，導致受熱不均勻氣壓變化，空氣開始流動。由於周圍的建築物，樹等環境的原因，所以風速的變化不規律，但整體依舊呈現一個基本不變的趨勢。

分析：該圖為本站氣壓的變化曲線圖，温度升高時，大氣受熱膨脹上升，大氣對大地的壓強減弱，所以本地氣壓減小。所以本站氣壓的變化特點為先降低後增加。下午的時候太陽雖然落山但餘温仍然存在，氣壓仍是上升趨勢。此後太陽下山，氣壓有開始減弱的趨勢。

五、整理總結：

 觀測點周圍小氣候受各氣象要素的綜合影響，各氣象要素日變化呈現一定規律。

太陽輻射主要受太陽高度角和大氣透明度的影響，太陽高度角和大氣透明度越大，太陽輻射越強，夏季晴天時一般在中午達到最大值。太陽輻射決定了該區域所接收的熱量，決定植被生長狀況，影響氣温、濕度等其他氣象要素，對小氣候有重要的作用。

土壤温度主要受太陽輻射和地表植被的影響，太陽輻射強土壤温度高，地表植被覆蓋率高土壤温度低。土壤温度在一定程度上影響氣温，而氣温是小氣候中一個重要的氣象因素。此外，土

壤温度適宜有利於植被的生長，能夠調節小氣候。

氣温主要受太陽輻射、下墊面性質和風的影響，太陽輻射強、下墊面粗糙、無風都能導致氣温升高。它影響植物的生長狀況，也影響城市居民的生活，是小氣候的重要組成部分。

濕度主要受氣温、植被的影響，濕度大空氣含水量多，氣候濕潤更適合人們生活，乾燥的氣候不利於植物生長，對人們的生活也有不利影響。

在一日之內氣壓一般比較穩定，不易受其他氣象要素的影響，為該區域小氣候的形成創造穩定的環境。

 對比發現，下墊面性質對小氣候有很大影響。

首先，平坦、空曠的下墊面，有利於散熱，氣温低，氣候更舒適。其次，有高大建築物的地方，受建築物的阻擋，地面接收的太陽輻射較小，當太陽光線不充足時不僅不利於植物生長也不利於人體健康。第三，雜草覆蓋的下墊面比水泥地面更具優勢，植被覆蓋率高，水汽壓大，空氣濕度大，且地面反射率更低，能起到降温增濕、釋氧固碳、調節小氣候等生態效應。第四，植物覆蓋率高的地方，土壤温度低，5cm深土壤温度下降的幅度比地面更明顯；水泥地反射輻射大，反射率高，易使氣温升高。

六、思考與反思

為使城市小氣候更適宜，更適合人們居住，可以根據這兩點，為城市建設提出建議。一是城市中的建築物不應該太密集，一味的追求經濟利益而忽視人們居住的環境是極不科學的，建築物太密集既不利於散熱也使太陽輻射減少，加劇城市熱島效應，不利於人體健康；二是城市應增大綠化面積，調節城市的小氣候，增加空氣濕度，淨化空氣，愉悦城市居民的身心