小气候综合实习
一、 实习目的、意义
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。
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
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。
二、 实习区域概况与方法
2.1、测点的概况及描述
· 地理位置：北林气象站；地形：平地；附近水体：无；建筑物：无
· 周围建筑物状况：周围建筑物名称:柏儒院住宅区、层次：16层、密集情况：较为密集、高度：约48米、距测点距离：约100米；
· 下垫面状况：草地；
·植被状况：周围没有明显高株的植物，所有植物的平均高度在
一米以下，多为一年生草本植物
·土壤状况：多为砂土，但较干燥 · 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
三、结果与分析
3.1太阳辐射的时间、空间变化
45040035030025020015010050012345时间/h6789太阳辐射通量密度/w/mSSbSdStSr图1 垂直面上太阳辐射S水平面上太阳辐射Sb散射辐射Sd总辐射St反射辐射Sr日变化
反射率35.000.00%.00 .00.00.00%5.00%0.00%反射率反射率08∶0009∶0100∶0011:0012:0013:0014:0015:0016:00时间
本测点水平面上反射率日变化
4035302520151050反射率/%草地反射率湿裸地反射率水泥地反射率8:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:00时间/h
图2 水泥地、裸地与草地反射率对比
根据图表分析太阳辐射和反射率时间、空间变化及原因
从图中可知，总辐射总高于直接辐射和散射辐射，这是因为总辐射等于直接辐射和散射辐射之和，这决定直接辐射和散射辐射不可同时增减，这也可从图中看出，8到11时散射辐射高于直接辐射，11到13时直接辐射又高于散射辐射，之后又相反。当太阳被云遮住时，总辐射几乎等于散射辐射，如图8到11时，两曲线几乎重合。射到地面的总辐射，一部分被反射，剩下的被吸收。反射辐射可用反射率来表示，反射率主要决定于表面组成成分，性质，颜色，形状，层次排列及太阳高度。一般反射率随太阳高度增加而降低，而实习当天为阴天，所以呈现不规律状。从图可见，水泥地反射率一般最高，草地次之，湿裸地最低。漫反射受云影响大，随云量的增加而增加，图中8至10时左右漫反射曲线高于直接辐射曲线，这因为日出前后云量较多，地面接收的太阳辐射主要是漫反射。之后太阳高度角增加，云散去，直接辐射又高于散射辐射。当太阳高度角达到最大时，直接辐射最大，之后随太阳高度降低，直接辐射降低，接近日落时，散射辐射起主导作用，又高于直接辐射。
35302520151050￣0cm5cm10cm15cm20cm温度/℃08∶0090∶0100∶0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0019:00时间/h
? 图3 本测点0cm～20cm土温日变化图
3530250cm5cm10cm15cm20cm温度(℃)2015105009∶0013:00时间(h)17:0019:00
? 图4 本测点09时、13时、17时、19时0cm～20cm土温随深度变化曲线
地表2520温度(℃)151050地表08:0009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0019:00时间(h)
3530252015105008∶0900∶1000∶0110:0120:0130:0140:0150:0160:0170:0180:0190:0200:00温度(℃)温度时间(h)
图5 裸地与草地地面温度日变化对比
? 根据图表数据分析时间、空间变化及原因
? 地面和大气层之间的热交换是始终存在的。地面一方面吸收太阳辐射和大
气逆辐射，同时也向大气中放射长波辐射。白天当地面吸收的辐射超过放出的热量时，地面被加热增温，并通过辐射和其他方式把热量传送到大气
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