气象学实习报告综述.docx
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气象学实习报告综述
气象学实习报告
孙明升指导老师:
田志会
同组人员
1.实习目的及要求
通过大气候实习使我们掌握各气象要素的日变化特征,对课堂所学理论知识进行巩固,通过小气候实习,可使我们从感性上了解大气候的各气象要素与小气候的气象要素的差异,并能应用所学理论知识解释这些现象,最后所提交的论文要求有数据的处理、数据的分析及实习结果。
2.达到的能力目标
学生能独立的观测、解决实际问题,能够独立的进行数据的处理、对数据进行分析,并能得出结论,对论文的规范写作进行初步的训练。
3.实验仪器
(1)大气候实习:
百叶箱,干湿球温度表,地温表,净辐射表,总辐射表
(2)小气候实习:
干湿球温度表,光度计,通风干湿表
4.观测内容
1.大气候实习:
观测内容:
1)辐射的观测:
包括净辐射、太阳总辐射、散射辐射、直接辐射。
2)气温、空气湿度(利用湿度查算表查出空气的相对湿度和实际水汽压)
3)土温的观测:
包括0cm、5cm、10cm、15cm、20cm的土壤温度
观测时间:
9:
00点开始观测,每隔半小时观测一次,直至3:
00点结束
2.大棚内外气温、湿度、光照度的测定(小气候实习)
观测内容:
大棚内外气温、相对湿度、绝对湿度(水气压)、光照度的观测以及大棚透光率的计算
观测方法:
第一步:
在大棚内任意选取三个点;
第二步:
利用通风干湿表和照度计分别测量这三个点干、湿球温度和光照度。
(注意:
利用通风干湿表测量这三个点干、湿球温度时要距离地面150cm,利用照度计测量三个点的光照度时应在地面测定,并使感应面保持水平);
第三步:
在大棚外空旷地任选一点,测定150cm的干、湿球温度和地面的光照度;
第四步:
利用湿度查算表查出空气的相对湿度和实际水汽压。
第五步:
计算大棚透光率,大棚透光率=(大棚内光照度均值/大棚外光照度)*100
观测时间:
9:
00点整开始观测,每隔半小时观测一次,3:
00最后一次观测结束
注意:
利用通风干湿表观测空气湿度时,要求湿球在每个时间点的观测之前湿润一次。
例如:
9:
00观测完之后,9:
30开始第二次观测,这时湿球要重新湿润一次。
5.数据处理
1.辐射表电流表读数值转换成相应的辐射瞬时值,(包括净辐射、太阳总辐射、散射辐射、直接辐射),然后按按时间顺序列表:
2.将气温、绝对湿度、相对湿度按时间顺序列表:
3.将不同土壤深度(0cm、5cm、10cm、15cm、20cm)的地温按时间顺序列表:
4.将大棚内外干球温度、湿球温度、光照度、大棚透光率按时间顺序列表。
大气候观测数据
光照情况;无云净辐射表灵敏度;9.821总辐射表灵敏度;10.888
时间
9:
00
9:
30
10:
00
10:
30
11:
00
11:
30
12:
00
净辐射表(mv)
净辐射表
平均值
1.05
1.23
1.57
1.77
1.81
2.10
2.04
总辐射表(mv)
太阳总辐射
平均值
2.28
2.89
3.30
3.58
4.29
4.40
4.56
散射辐射
平均值
2.03
2.43
2.55
3.14
3.39
3.41
3.47
百叶箱内干湿球温度表
大气压
1007.2
干球湿度(℃)
11.5
13.4
14.4
15.4
16.1
16.9
17.2
湿球温度(℃)
10.04
11.1
11.59
12.0
12.6
13.1
13.3
相对湿度
查算表
78
74
70
65
64
63
62
地温表
水汽压
10.8
11.4
11.4
11.3
11.8
12.1
12.2
0cm
13.5
15.7
18.0
21.6
24.0
26.1
27.5
5cm
14.0
14.5
13.5
14.4
15.5
16.5
17.3
10cm
16.0
16.1
13.8
14.1
14.7
15.4
16.0
15cm
16.0
16.4
13.8
14.0
14.3
14.5
15.0
20cm
16.0
14.6
14.3
14.5
14.6
14.8
14.0
12:
30
13:
00
13:
30
14:
00
14:
30
15:
0
2.06
1.95
1.83
1.53
0.97
0.81
4.28
4.09
3.87
3.32
2.67
2.03
3.16
3.10
3.08
2.66
2.20
1.77
1007.2
1004.2
1004.3
1004.3
1003.7
1002.5
17.8
18.0
18.4
18.6
18.6
18.7
13.9
13.7
13.8
14.0
13.9
14.3
63
59
57
58
57
59
12.8
12.3
12.1
12.4
12.2
12.8
28.2
28.0
28.2
27.0
25.0
23.2
16.5
17.0
17.2
17.5
17.8
18.0
15.0
15.5
15.5
16.0
16.3
16.5
15.0
14.9
15.5
15.5
14.8
15.6
六.数据分析
1、画图分析净辐射、大气逆辐射、太阳总辐射、散射辐射、直接辐射的日变化特点,并分析原因。
2、画图分析气温、绝对湿度、相对湿度的日变化特点,并分析原因。
3、画图分析不同深度的地温随时间的变化特点(要求将五个深度的曲线画在同一张图上),并分析原因。
4、画图分析下午1:
30时土壤温度的垂直分布特点,并说明原因。
5、画图分析大棚内外气温、相对湿度、绝对湿度、光照度、大棚透光率随时间的变化特点,并分析大棚内外气象要素不同时间的差异性。
大气候数据分析
6.1辐射瞬时值随时间变化折线图
通过数据对比,我们能发现净辐射值,太阳总辐射值,散射辐射值,在上午都是随时间推移逐渐升高,在12点左右到达最高值,然后开始逐渐减小。
这是因为在天气晴朗的白天时,太阳辐射值主要是受太阳高度角影响,在正午12点到一点左右,太阳达到太阳高度角最高点,太阳直射在地面上,所以太阳总辐射最大,而净辐射和散射辐射主要受到太阳辐射影响,所以数值如表所示。
6.2.1气温随时间变化图
在天气晴朗的白天,气温主要受太阳辐射强度的影响。
但是空气直接吸收太阳的热能很少,一大部分热能被地面吸收后再通过辐射,对流等形式将其传到给空气。
所以需要一段时间后,气温才能达到最高值,像我们所测得大气候实验最高温度则出现在了下午3点左右。
6.2.2
相对湿度气温随时间变化双坐标图
在天气晴朗的白天,随着气温升高,地面水分蒸发越快,水汽压逐渐升高,但温度升高时饱和水汽压升高的更快,所以相对湿度逐渐减少,即气温越高相对湿度越低,所以我们感觉到空气越来越干燥。
在15点左右相对空气湿度最低,空气最干燥。
6.2.3水汽压气温随时间变化双坐标图
在天气晴朗的白天,尤其是水源较为充足的地区,气温越高水分蒸发越强,水汽压越大,绝对湿度越大。
所以随着时间推移,气温升高,水汽压逐渐升高。
6.3地温表随时间变化图
由图表可得,0cm地表温度随时间推移逐渐升高。
在一点左右到达最高值然后逐渐降低。
这是因为在天气晴朗的白天地表温度主要受太阳辐射影响,而太阳辐射值主要是受太阳高度角影响。
太阳高度角在十二点到一点左右达到最高值然后又逐渐减少。
而5cm,10cm,15cm,20cm土壤温度一直升高,因为地表首先获得太阳能然后再由地表逐渐传递给下层,即土壤越深温度变化越慢,滞后现象越明显。
纵观此图我们会发现,土壤温度的垂直分布成日射型,当土壤表面获得太阳辐射后首先增温,热量由地表向下传递,土壤温度随深度增加而降低。
6.4下午1:
30土壤温度垂直分布图
由数据和图表可知此为日射型,土壤表面首先获得太阳辐射能,首先增温,随后热量由地表向下层传递,土壤温度随深度增加而降低。
小气候观测数据表
因下垫面性质不同,或人类和生物的活动所造成的小范围内的气候。
在一个地区的每一块地方(如农田、温室、仓库、车间、庭院等)都要受到该地区气候条件的影响,同时因下垫面性质不同、热状况各异,又有人的活动等,就会形成小范围特有的气候状况,小气候中的温度、湿度、光照、通风等条件,直接影响作物的生长,人类的工作环境,家庭的生活情趣等。
可通过一定的技术措施加以改善。
小气候观测记录表(大棚内)
光照度(lux)
干球温度(℃)
湿球温度(℃)
大气压(hpa)
n
△t'
水汽压e(hpa)
相对湿度r(%)
9:
00
观测点一
106.4
16.2
15.3
100490
2
0.1
17.1
91
观测点二
8940
16.7
16.7
观测点三
12530
16.9
16.1
平均
10700
16.6
15.6
9:
30
观测点一
8900
17.1
16.9
1004.9
0
0
19.1
98
观测点二
10200
17.2
17.0
观测点三
13340
17.1
16.9
平均
10810
17.1
16.9
10:
00
观测点一
10540
20.0
18.5
1004.9
3
0.1
20.4
84
观测点二
11710
20.2
18.8
观测点三
15790
20.4
18.8
平均
12680
20.5
18.7
10:
30
观测点一
12780
21.0
20.4
1004.9
2
0.1
23.3
90
观测点二
13780
21.8
20.5
观测点三
18190
22.0
20.4
平均
14920
21.6
20.4
11:
00
观测点一
14408
24.1
21.4
1004.9
4
0.1
24.8
81
观测点二
15580
24.1
22.2
观测点三
19910
24.9
22.3
平均
16660
24.4
22.0
11:
30
观测点一
19200
25.4
24.6
1004.9
1
0
30.1
93
观测点二
18500
25.5
24.6
观测点三
22900
25.4
24.2
平均
20200
25.4
24.5
12:
00
观测点一
17200
25.2
24.9
1004.9
1
0
30.2
94
观测点二
18400
25.1
24.3
观测点三
22100
25.3
24.3
平均
19200
25.2
24.5
12:
30
观测点一
19400
26.1
24.1
1004.9
3
0.1
28.9
85
观测点二
20700
26.2
24.1
观测点三
24100
26.1
24.1
平均
21400
26.1
24.1
13:
00
观测点一
19600
27.4
24.2
1004.9
5
0.2
28.9
79
观测点二
21900
27.3
24.3
观测点三
22100
27.4
24.6
平均
21200
27.4
24.4
13:
30
观测点一
17600
25.2
24.1
1004.9
1
0
29.7
93
观测点二
19700
25.1
24.4
观测点三
20700
25.4
24.3
平均
19300
25.2
24.3
14:
00
观测点一
12000
25.2
24.0
1004.9
2
0
29.1
89
观测点二
15400
25.7
24.3
观测点三
16900
25.8
24.4
平均
14800
25.6
24.2
14:
30
观测点一
10780
25.6
24.6
1004.9
3
0.1
28.8
87
观测点二
11500
25.8
23.8
观测点三
13430
25.8
23.6
平均
11910
25.7
24.0
15:
00
观测点一
6990
23.6
22.6
1004.9
2
0
26.2
88
观测点二
8060
24.0
22.8
观测点三
9380
24.0
22.2
平均
8140
23.9
22.5
小气候观测记录表(大棚内)
光照度(lux)
干球温度(℃)
湿球温度(℃)
大气压(hpa)
n
△t'
水汽压e(hpa)
相对湿度r(%)
9:
00
观测点一
20500
11.9
11.4
1006.8
1
0
13.1
94
9:
30
观测点一
21500
12.6
12.0
1006.8
1
0
13.6
93
10:
00
观测点一
25400
15.8
13.2
1006.8
6
0.2
13.2
74
10:
30
观测点一
28000
17.6
15.0
1006.8
5
0.2
15.4
76
11:
00
观测点一
31100
16.9
14.6
1006.8
5
0.2
15.2
79
11:
30
观测点一
33300
17.0
14.7
1006.8
5
0.2
15.3
79
12:
00
观测点一
34000
15.9
14.3
1006.8
3
0.1
15.2
84
12:
30
观测点一
33500
17.4
14.6
1006.8
6
0.2
14.8
74
13:
00
观测点一
33600
19.8
15.0
1006.8
10
0.3
13.8
60
13:
30
观测点一
29700
17.4
14.8
1006.8
5
0.1
15.0
75
14:
00
观测点一
24300
17.9
14.8
1006.8
12
0.4
16.3
54
14:
30
观测点一
18700
18.6
14.9
1006.8
8
0.3
14.6
68
15:
00
观测点一
15900
18.4
15.2
1006.8
7
0.2
15.1
71
图5-1
小气候数据分析
(1)气温图5-1
我们实习的季节是秋季,首先从大的方面,在我们所测量的时间范围内,大棚内的温度一直要高于大棚外的温度。
毋庸置疑的保温效果为大棚内植物的生长提供了很好的条件。
棚内与棚外的最大温差出现在下午两点钟约有10摄氏度。
棚内温度与棚外温度全天的大体走势几乎一样,在下午一点左右大棚内外出现了最高温度,此时的棚内温度高达近三十摄氏度。
上午与下午的温度变化幅度差不多,没有明显的大小分别。
图5-2
(2)光照度图5-2
光照度,即通常所说得勒克斯度(lux),表示被摄主体表面单位面积上受到的光通量。
1勒克斯相当于1流明/平方米,即被摄主体每平方米的面积上,受距离一米、发光强度为1烛光的光源,垂直照射的光通量。
光照度是衡量拍摄环境的一个重要指标。
光照度的变化显然与太阳光照射有着十分密切的关系,光照度随着太阳高度角变化而呈正相关的变化,在正午,也就是十二点左右,光照度出现最大值34.0lux,光照度的变化,从图中我们可以看出光照度与温度是有一定关系的,但不是绝对的,比如说在所测试间出现过云彩的现象,及天空中的云挡住太阳光直射测量工具,则在光照度上会有一定的体现,但由于环境中的足够热量,温度不会随即作出改变,同样道理,当光照度维持上升,却因为起风引起空气流动致使环境温度降低,比如在我们所测得大棚外11:
30-12:
00这一段时间,就可以很充分的说明这一点。
图5-3
(3)水汽压图5-3
水汽压(watervaporpressure)是指空气中水汽的分压强。
总体来说,大棚外的水汽压在这一天的中变化幅度很小,可大棚内的水汽压却变化多端,从9:
00-11:
30大棚内的水汽压,明显的在上升。
当然这与大棚内植物呼吸作用的增强绝对有很大关系,植物们进行呼吸作用要大于光合作用,水又是反应产物之一,这导致大棚内部水汽压明显升高,当太阳光充足之后,光合作用增强,大棚内水汽压才有略微下降的趋势。
大棚内的水汽压要明显大于大棚外的水汽压,变化幅度也要比棚外环境大。
图5-4
(4)相对湿度图5-4
相对湿度,表示空气中的绝对湿度与同温度下的饱和绝对湿度的比值,得数是一个百分比。
(也就是指某湿空气中所含水蒸气的质量与同温度下饱和空气中所含水蒸气的质量之比,这个比值用百分数表示。
例如,某机房平常所说的湿度为60%,即指相对湿度而言。
)
我们所得的相对湿度,是利用通风干湿表先测量,再用湿度查算表查取得到的。
大棚内的相对湿度相对于大棚外而言变化的要更为明显,在我们所测的9:
00-15:
00这个时间范围内,相对湿度都是呈下降趋势的。
秋季天气较为干燥,早上的露水多,棚外的相对湿度要大一些,而到了下午经过太阳光的照射,温度提高,蒸腾作用增强,相对湿度逐渐减小。
而大棚内的相对湿度由于植物的呼吸作用产物之一为水所以会在中午(光合作用逐渐强于呼吸作用)出现一些微微波动。
但在大体走势上还是呈下降趋势。
综上:
七.讨论
(1)我们组讨论的第一个问题在于为什么小气候实验与大气候实验实验时间相差一天,而百叶箱内所测得温度在下午三点达到最大值,在大棚外测得的温度是在下午一点时得到的,通过查资料,我们首先明确了小气候和大气候的定义,我们不难发现百叶箱内测得的大气候温度,它更有普适性,受人为因素干扰比较少,而小气候则是因下垫面性质不同,或人类和生物的活动所造成的小范围内的气候。
忽略了对流等因素的影响,小气候的气温变化多样,而我又记得我们小气候那天中午是起风的,所以温度在一点时降低就显得正常了。
在普遍情况下,太阳光照在热量一直积累所得结果就应该和大气候实习时的结果一样。
(2)我们讨论的第二个问题在于大气候实习时地温表的9:
00与9:
30读数,这两个读数显得在整体上格格不入,但细细想来,首先是在刚刚实习时,温度计由于我们一直在旁边,所以读数上受我们的影响比较大,再就是晚上过渡型的垂直分布变化就出现在秋季,,傍晚地面因辐射冷却温度下降,土壤上层开始出现辐射型,下层仍然保持日射型,这种情况下,中层温度最高,上层和下层温度都比较低,所以这种影响会出现在早上导致我们的第一,二组读数出现这种情况,尤其是九点半的地温表组读数,真的很好的说明了这一点。
两天的实习实属不易,但我们却在亲身体验中学到了好多知识。
最后感谢老师和我的搭档们。
孙明升2014/11/10
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