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1、农业气象学实验教学大纲课程实验总学时：10适用专业：园艺先修课程：植物学一、目的与任务实践本课程相关理论，掌握常用气象观测、环境监测仪器的构造、原理、使用方法，掌握农业气象资料整理与分析方法，培养学生的实验操作能力和分析问题解决问题的能力。二、实验教学的基本要求通过实验，能够掌握主要气象要素光照度、辐照度、光照时间、气温、土壤温度、空气湿度、风向、风速、气压、风的观测方法和观测仪器的正确使用，掌握气象要素的时空间分布特征，了解各气象要素之间的相互关系以及农业生产与气象条件相互作用规律。三、实验项目设置与内容实验一日照时数、光照度、风的观测（2学时）一、目的要求明确日照计和照度计和温度计的构造原
2、理，掌握光照时数和光照读的观测方法；了解测定风的仪器构造、原理和使用方法。二、仪器及用品暗筒式日照计、日照纸、量杯、天平、蒸馏水、赤血盐、枸橼酸铁铵、脱脂棉、JD-1A型照度计，铅笔、观测簿；EL型电接风向风速计，三杯轻便风向风速表，热球微风仪。实验二温度、空气湿度、降水量与蒸发量观测（2学时）一、目的要求了解气象常用温度表、温度计的构造原理和安装方法，掌握空气温度和土壤温度的观测方法和记录整理方法。了解测定空气湿度的原理、掌握空气湿度的测定、计算与查算方法。了解降水量、降水强度划分，掌握各种雨量器的构造、原理和使用方法；了解蒸发量的概念，掌握蒸发器的构造、原理和使用方法二、仪器普通温度计、最
3、高温度计、最低温度计、地面温度计、曲管温度计、曲管温度计、直管地温表百叶箱干湿表、通风干湿表、毛发湿度计、毛发湿度表。雨量器、虹吸式雨量计和量雪尺、称雪器；小型蒸发器和E-601型蒸发器。实验三 温度资料统计一、目的要求明确温度的资料统计项目，掌握计算方法。二、仪器及用品计算器、铅笔、报告本、基本气象资料三、内容气温资料可以表明一个地方冷热状况的特征。根据实际应用的需要，表示气温性质的指标常用的有下列几种。1、平均气温平均气温按照时段的长短，有日、侯、旬、月、季、年平均等几种。计算公式2、极端气温极端气温是指一地在某一时段内出现的最高温度和最低温度。它能表征该地在该时段内气温变化的范围和曾经出
4、现的极限值。3、界限温度出现的起止日期及持续期由于气温变化的波动，春、秋季气温可能在某一界限温度上下升降好几次，为了合理解决这一问题，这里提出一种统计界限温度起止日期的方法，及所谓的“稳定通过”的方法。目前所采用的是5天滑动平均计算法。在一年中任意连续5天日平均气温的平均值均达到某一界限温度的最长一段时间，挑选最先一个日平均气温达到该界限温度的日期为初日，而挑取最后一个日平均气温达到同一界限温度的日期为终日。初日到终日（包括初终日）称为持续期。4、气温的频率和保证率对一地热状况的特征、仅采用各种平均气温是不够的，因为从观测得到的序列中的各个数宾费完全集中在平均值的附近。那么这些数值经常出现在什
5、么范围内？在各个范围内的分布情况又怎样？可能性多大等等。这种温度出现的 频繁程度如何以及可能性的大小，通过频率和保证率的计算 ，才能得到解决。频率：在某一定范围内实际出现的次数（m）称为频数，频数与观测总次数n之比，即是频率。保证率：实际工作中，通常把等于或超过某一定数值（界限）的累积频率，称为保证率。一般来讲，温度频率和保证率通常按照日平均气温计算，频率是指日平均气温在某一定温度界限内出现的日数占全月或全年总日数的百分比；而保证率就是日平均气温高于某一规定温度的日数占全月或全年的总日数的百分比5、积温活动积温有效积温6、无霜期和无霜期的长短7、直角直方图实验四 农业小气候的观测（4学时） 一
6、、目的要求掌握农业小气候观测的基本方法。二、仪器地面温度表、曲管地温表、温度计。三、观测内容塑料大棚内气温、地温的观测。实验一日照时数、光照度、风的观测一、目的要求明确日照计和照度计和温度计的构造原理，掌握光照时数和光照读的观测方法；了解测定风的仪器构造、原理和使用方法。二、仪器及用品暗筒式日照计、日照纸、量杯、天平、蒸馏水、赤血盐、枸橼酸铁铵、脱脂棉、JD-1A型照度计，铅笔、观测簿；EL型电接风向风速计，三杯轻便风向风速表，热球微风仪。三、内容（一）日照时数的观测日照时数：太阳实际照射的时间。可照时数：由日出到日落的时间。可照时数与纬度、日期有关。可从气象常用表或天文年历中查得。日照百分率
7、=日照时数、可照时数100%测定日照时数的仪器一般采用暗筒式日照计。日照时数以小时（h）为单位，取一位小数。1.暗筒式日照计构造原理工作原理：暗筒式日照计是利用太阳光通过仪器上的小孔射入筒内，使涂有感光药剂的日照纸上留下感光迹线如图1.23，通过计算迹线的长度确定一日的日照时数，隔光板的边缘与小孔在同一个垂直面上，它使太阳光除了在正午有1-2min可以同时射入两孔外，其余时间光线只能从一孔射入筒内。仪器的构造分为暗筒、支架、底座三部分。暗筒两侧各有一个进光小孔，前后位置错开，以避免上下午日影重合。筒内有一弹性压纸夹，用以固定日照纸。圆筒下部有纬度刻度盘和指示纬度的刻度线，底座有3个等距离孔，用
8、以固定仪器。2.仪器安装日照计要安装在开阔的、终年从日出到日没都能受到阳光照射的地方。通常安装在观测场内或平台上，如安装在观测场内，首先埋设铁架(高度以便于观测为宜)，铁架顶部要安装一块水平而又牢固的台座，座面上要精确标出南北线，将日照计安装在铁架平台上，仪器底座要水平，筒口对准正北，并将日照计底座加以固定，然后转动筒身，使支架上的纬度记号线对准纬度盘上当地纬度值。如观测场无适宜地点，可安置在平台或附近较高的建筑物上。3.日照纸的涂药及换纸方法日照计自记纸使用前需在暗处涂刷感光药剂，日照记录的准确性与否与涂药质量关系密切。所用药剂为显影药剂赤血盐(K3Fe(CN)6)和感光药剂柠檬酸铁铵Fe2
9、 (NH4)4(C6H5O7)3。药液的配制方法：赤血盐与水的比例1：10，柠檬酸铁铵与水的比例为3：10，按此比例，将配好的药液分别存放于两容器中，每次配量以能涂刷10张日照纸为宜，以免涂了药的日照纸久存失效。涂药方法：将配制好的两种药液在暗处等量混合，均匀地涂在空白的日照纸上，或者先将柠檬酸铁铵药液涂刷在日照纸上，阴干后逐日应用，每天换下日照纸后，在感光迹线处用脱脂棉涂上赤血盐，便可显出蓝色迹线。每天在日落以后换自记纸，即使是全日阴雨，没有日照记录，也应照常换下，以供日后查考。上纸时，将填好次日日期的日照纸(涂药一面朝里卷成筒状)，放入金属圆筒内，使纸上10时线对准筒口白线，14时线对准筒
10、底的白线，纸上的两个圆孔对准两个进光孔，压纸夹交叉处向上，将纸压紧，盖好筒盖。4.记录整理、统计当天换下的日照纸，应根据感光迹线的长短，在迹线下方用铅笔分别描划一直线，然后将日照纸放入足量的清水中浸漂35min拿出(全天无日照的自记纸，也应浸漂)，阴干后，再重新检查感光迹线与铅笔线是否一致，如感光迹线比铅笔线长，则应补上这一段铅笔线，最后按铅笔线以十分法计算日照数。将各小时的日照时数逐一相加，精确到0.1h，即可得到全天的实照时数。若全天无日照，日照时数记为0.0。（二）光照度观测测定光照度的仪器用照度计。照度计广泛地应用于各种自然光和人造光源的光照度测定，其规格型号很多。下面仅介绍仪器的一般
11、构造原理和观测方法。1.照度计的构造原理照度计是利用光电效应的原理，根据感光电流的大小测定光照度的。它主要由光电池 (有硅光电池和硒光电池两种)、电流表和量程开关组成。照度计量程开关一般有四档或六档，范围0200000lx。2.观测方法 观测时，将电流表置于水平，若指针不指零点，可旋动调整螺旋使之指向零点，然后将光电池导线插头插入座孔内，手持光电池手柄，放于待测位置，注意光电池要与光线垂直。然后，首先将量程开关旋至最大量程，当选用量程合适时，电流表指针的示度乘以本量程标明的倍数，即为当时的光照度。备有滤光罩的仪器当光照度超过10001x以上时，必须戴滤光罩方能进行观测，读数计算时，电流表上指针
12、的示度乘以滤光罩的倍数即为当时的光照度。测量时，可用手遮住光电池数次，读取平均测量值，测量时间以0.5 1min为宜。测定后，将量程开关旋至“关”的位置上，拔下导线插头，将光电池罩盖好。3、仪器维护(1)照度计是一种精密仪器，在携带使用或运输过程中，需避免震动。(2)存放时要放在清洁干燥、无腐蚀气体、无强大磁场的地方。(3)光电池、滤光罩严禁用手触摸或用硬物磨擦；以免被沾染或划伤影响其准确度；电流表的有机玻璃表盖不得用力揩擦，以免引起静电感应。如有灰尘可用毛刷拂去。（三）风的观测风的观测包括风向和风速的观测。风向是指风吹来的方向，一般用16个方位或360表示。以360表示时，由北起按顺时针方向
13、度量。风速是指单位时间内空气流动的水平距离，以米/秒、公里/小时、海里/小时为单位。目前气象台站用来测定风的仪器有EL型电接风向风速仪，轻便测风器等。1、风向测量仪器：风向标是一种应用最广泛的测量风向仪器的主要部件，由水平指向杆、尾翼和旋转轴组成。在风的作用下，尾翼产生旋转力矩使风向标转动，并不断调整指向杆指示风向。风向标感应的风向必须传递到地面的指示仪表上，以触点式最为简单，风向标带动触点，接通代表风向的灯泡或记录笔电磁铁，作出风向的指示或记录，但它的分辨只能做到一个方位（22.5）。精确的方法有自整角机和光电码盘。2、风速测量仪器：风杯风速表是应用最广泛的一种风速表，由三个（或四个）半球形
14、或抛物形空杯，都顺一面均匀分布在一水平支架上，支架与转轴相连。在风力作用下，风杯绕转轴旋转，其转速正比于风速。转速可以用电触点、测速发电机、齿轮或光电计数器等记录。桨叶式风速表是由若干片桨叶按一定角度等间隔地装置在一铅直面内，能逆风绕水平轴转动，其转速正比于风速。桨叶有平板叶片的风车式和螺旋桨式两种。最常见的是由三叶式四叶螺旋桨，装在形似飞机机身的流线形风向标前部，风向标使叶片旋转平面始络对准风的来向。热力式风速表是被电流加热的细金属丝或微型球体电阻，放置在气流中，其散热率与风速的平方根成线性关系。通常在使加热电流不变时，测出被加热物体的温度，就能推算出风速。3、EL型电接风向风速仪L型电接风
15、向风速仪是电感应器、指示器和记录器三部分组成。感应器：感应器安装在室外1012米高的杆子上。感应器的上部为风速部分，由风杯、交流发电机、蜗轮等组成；感应器的下部为风向部分，是由风标、风向方位块、导电环、接触簧片等组成。指示器：指示器放在室内桌上用来观测瞬时风向和瞬时风速的。它由电源瞬时风向指标盘、瞬时风速指示盘等组成。记录器：记录器也置于室内，用来记录风向风速连续变化。它是由八个风向电磁铁，一个风速电磁铁、自记钟、自记笔、笔档、充放电线路等部分组成。感应器用一长电线和指示器相连，指示器与记录器之间用短电线相椄。观测方法：打开指示器的风向风速开关，观测两分钟风速指针摆动的平均位置，读取整数，记在观测簿相应栏中。风速小的时候，把风速开关拨到“20”挡，读020米/秒标尺刻度；风速大时，应把风速开关拨到“40”挡，读040米/秒标尺刻度。观测风向指示灯，读取2分钟的最多风向，用十六方位的缩写记录。静风时，风速记0，风向记c；平均风速40超过米/秒，则记为40。自记纸更换方法、步骤与温度计基本相同，只是更换时间为13时。4、轻便三杯风向风速仪（轻便磁感风向风速仪）轻便
