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、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：测点设在北林气象站内，四周平坦，有树木和低矮草丛，北面约20m处有高6m气象站实验楼，南面约80米处有高约60米的住宅。

下垫面为水泥地。

天气晴好，天空万里无云；有微风吹拂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、空间变化太阳辐射的各个数值见图1。

直接辐射从早晨到中午逐渐上升，从中午到下午又逐渐下降，其主要是因为受到太阳高度角先增加后减小的变化的影响。

而散射辐射在一天早上和晚上略低于其他时间且中午最高，同样其主要原因也是受到太阳高度角先增加后减小影响，，因此，总辐射量的变化趋势与直接辐射相近，但总辐射变化稍快。

反射辐射逐渐升高又逐渐降低，但一天中变化较小，不如总辐射变化剧烈，所以反射率随时间先减小后增大，中午最低，而早上和下午最高，其主要是因为太阳高度角先增加后减小致使总辐射先增加后减小，且早上下午反射辐射有较大，所反射率大，中午反射辐射变大，但总辐射增大更快，从而使得反射率相对减小。

（见图1-2） 从图2反射率的对比来看，草地最高，可能是植物光滑的表面对阳光反射能力较强的缘故；干裸地和湿裸地的反射率相近，因为这两种下垫面相似，都是表面粗糙，颜色较深，。

中午时湿裸地的反射率有所上升，可能是水分已经蒸发了，颜色变浅从而反射更多阳光的缘故。

而水泥地的反射率最低，理论上来说水泥地反射率应是最高，但不是这样，可能是由于测量时出现操作失误，从而导致这种现象的。

20040060080010008910111213141516171819时间天阳辐射（w /m 2)图 1 本测点水平面直接辐射、散射辐射、反射辐射、总辐射的日变化0.00%5.00%10.00%15.00%20.00%25.00%8910111213141516171819时间反射率图1-2 反射率的日变化0.00%5.00%10.00%15.00%20.00%25.00%30.00%35.00%8910111213141516171819时间反射率图2 水泥地，干裸地，湿裸地，草地反射率对比3.2 地面和土壤温度时间、空间变化土壤早晨吸收太阳辐射增温，午后太阳辐射逐渐减弱，但仍然很高，15点之后土壤放出长波辐射的能量开始大于吸收的太阳短波辐射的能量，逐渐降温。

地表受太阳辐射的影响最大，所以一天中温差最大，随着深度增加，土壤温度受太阳辐射的影响逐渐减小，这些土层的增温主要靠热量交换，反应滞后，所以地表的最高温出现在15点左右，5cm 的最高温出现在15点之后，10cm 的最高温度出现在17点左右，15cm 、20cm 更靠后，且最高温度越来越低，变化越来越平缓。

（见图3）9时、13时、17时、19时的土壤温度铅直分布见图4。

9时为早上过渡型，日出后地面升温，上层土壤变成日射型分布，但下层仍为辐射型，所以10cm 处为土温最低点；13时为日射型，地面获得大量太阳辐射，快速升温，热量从上往下传递，所以地面温度最高，越深处温度越低；17时为傍晚过渡型，地面因辐射温度下降，土壤上层出现辐射型，下层仍为日射型，所以说整体温度差不多，但5cm 处稍微高点；19时为辐射型，热量从下向上传递，因此土温由地表向下递增。

从图5可知，各种垫面的温度随时间变化先增大后减小，对比湿裸地和干裸地的数据可知，在9时之前湿裸地温度较高，因为此时空气相对湿度较大，蒸发带走的热量不多，之后太阳辐射增强，蒸发代州一部分热量，湿裸地的温度不如干裸地高，到正午后由于湿裸地的颜色较深，吸收了更多的太阳辐射，所以地表温度又超过干裸地，下午由于湿裸地的水分差不多全被蒸发了，所以湿裸地与干裸地曲线差不多（注:干裸地早上八点数据有误故不考虑干裸地早上八点的数据）。

对于水泥地来说本因是升温最快的，但因为我组选择埋地温表的地点有点不佳，一天就正午那一段时间有直接辐射，故其得到的结果与理论上有很大的偏差但整体上来说还是与理论不相违背。

对于草地，同样也是先增加后减小其变化略与干湿裸地不同。

51015208910111213141516171819时间温度（0C )图3 本测点0~20cm 土温日变化图5101505101520土层深度（cm)温度(o C )图4 9:00,13;00,17:00.19:00土层温度变化图 5 水泥地，湿裸地，干裸地，草地地面温度日变化对比3.3 气温、相对湿度时间、空间变化由于空气吸收地面长波辐射比吸收太阳短波辐射容易，所以气温与低温联系密切。

从图6可看出，气温的日变化也是随时间的变化先增大后减小。

早晨气温随地温升高而升高，虽然地温最大值出现在13时，但因为此时空气吸收的地面长波辐射仍比放出的逆辐射大，所以14点气温才达到最大值，然后下降，从这点上来说应该离地面近的，受地面影响最大，但由于天气晴好，又有风的作用，致使两个变化相差不大。

（注：上午十点1.5m 处读数有误，故排除这点）由图7可知，全天来看，实际水汽压先上升后下降，而相对湿度先下降后上升。

上午，由于温度升高，促进了水分的蒸发，所以实际水汽压逐渐升高。

但因为饱和水汽压随着温度升高而急剧升高，导致相对湿度反而降低。

比较0.2m 和1.5m 的数据，可知1.5m 处的湿度更大，这是因为一、1.5m 处离地面更远，地面蒸发的水分向上受重力作用而上升速度减慢；二、1.5m 处的风的变化较大，而20cm 处的风的变化较小，使得1.5cm 出的空气湿度变化较大。

比较4种不同下垫面（见图8），可知湿裸地中午的气温略高与其它，其它3种相近。

这是由于湿裸地中午吸收了大量太阳辐射，地温较高。

且各组气温都是先增加后减小。

51015202530358910111213141516171819时间温度(0C )比较相对湿度，可看出水泥地的湿度最小，因为水泥地干燥平坦，蒸发量小；干裸地其次，因为它含有一些水，有一定的蒸发量；草地和湿裸地的相对湿度较大，是水分充足蒸发量大，草地还有植物的蒸腾作用提供水汽的原因。

5101520258910111213141516171819时间温度（0C )图6 本测点1.5m,20cm 的气温日变化图图7-1 本测点1.5m ，20cm 的实际水汽压的日变化图图7-2本测点1.5m,20cm 的空气湿度日变化图5101520258910111213141516171819时间温度（0C ）图8-1水泥地，干裸地，湿裸地，草地20cm 处的气温日变化图8-2水泥地，干裸地，湿裸地，草地1.5m 处的日气温变化图0%20%40%60%80%100%120%8910111213141516171819时间相对湿度图8-3水泥地，干裸地，湿裸地，草地20cm 处的相对湿度对比日变化图图8-4水泥地，干裸地，湿裸地，草地1.5m 处的相对湿度对比日变化图3.4 风速、气压时间变化风速变化没有特别大的规律性，早晨较低，10时之后由于太阳辐射增加，各种下垫面受热不均衡导致气压变化，产生较大风速，傍晚时太阳辐射减小，气压差下降，所以风速也会降低。

本站气压的变化趋势是上午较高，下午较低。

0.20.40.60.818910111213141516171819时间风速（ m /s)图9 本测点日风速变化图1014101610181020102210248910111213141516171819时间气压（P a)图10 本测点日气压变化图4主要结论本测点全日的太阳辐射随太阳高度角的变化先增大后减小，土壤温度先增大后减小，且土壤温度的变化少滞后于太阳辐射的变化，因受土壤温度及太阳辐射的影响，空气温度也是先增大后减小。

实际水汽压先增大后减小，但由于温度升高，风速加大的原因，使得水的蒸发也增大，因而导致空气湿度的变化与实际水汽压的变化相反。

比较不同下垫面，草地的反射辐射、地面温度、空气湿度都较大，而空气温度较小，主要是由于地面上生物活动比其它下垫面强烈，植物反射阳光、通过蒸腾作用提供水分、通过呼吸作用提供热量；湿裸地的地面温度、空气湿度较大，反射辐射较小，是由于它颜色较深、含水丰富；水泥地的反射辐射、地面温度较大，空气湿度较小，是由下垫面颜色浅且干燥平坦、比热容小的特性决定的；干裸地各方面比较均衡。

综上所述：不同的下垫面，其各种气象要素有着很多差异。

附第6小组实验数据整理表（水泥地）表1 小气候要素表测点：北林气象站下垫面：水泥地。