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1、1林业气象学实习报告林业气象学实习报告专业、班级：专业、班级：0909 级园林级园林*班班组长：组长：*组员：组员： * ,*,* * * * * *报告提交日期：报告提交日期：20112011 年年 1010 月月 1818 日日2目目 录录一、实习目的和要求一、实习目的和要求二、实习内容二、实习内容三、实习仪器三、实习仪器四、观测结果及分析四、观测结果及分析五、观测记录五、观测记录六、参考文献六、参考文献3一、实习目的和要求一、实习目的和要求掌握小气候观测的一般方法，能够根据研究对象制定观测方案和观测设计，准确记录观测数据和数据处理，能够根据实测数据分析说明不同下垫面小气候特征、变化规律和
2、形成原因。二、实习内容二、实习内容1 1、观测项目、观测项目太阳总辐射、天空散射辐射、地面反射辐射，空气温度、空气湿度、风速、0cm 地面温度、地面最高温度、地面最低温度、气压以及部分要素的梯度观测，观测时记录天空状况。2 2、观测地点、观测地点观测点观测点 1 1：空旷地 观测点观测点 2 2：草地 观测点观测点 3 3：油松林地3 3、观测时间、观测时间07：30-18：30，每隔 30 分钟观测一次，连续观测三天。三、实习仪器三、实习仪器通风干湿表、太阳总辐射仪、空盒气压表、磁感轻便风向风速表、0cm 地面温度表、地面最高温度表、地面最低温度表。四、观测结果及分析四、观测结果及分析1、数
3、据整理及处理（所需数据为整点要素观测值：08、09、10、11、12、13、14、15、16、17、18）2、绘制太阳总辐射、天空散射辐射、地面反射辐射、气温、0cm 地面温度日变日变化曲线化曲线，总结各要素的日变化规律，并比较三种不同的下垫面各要素日变化有何不同并分析原因。 （同一气象要素在不同垫面的日变化情况要反映在一个图上）43、绘制空气温度、空气相对湿度、水汽压、风速的梯度变化曲线梯度变化曲线（50cm 及150cm） ，总结变化规律并分析原因。 （同一气象要素在不同下垫面的日变化情况包括梯度变化要反映在一个图上）4、计算不同下垫面的地表反射率并分析影响反射率大小的因素。5、总结三种不
4、同下垫面的小气候特点及形成原因。5太阳总辐射量日变化曲线02004006008008时10时12时14时16时18时时间辐射量空地草地林地三种不同下垫面太阳总辐射日变化曲线三种不同下垫面太阳总辐射日变化曲线6三种不同下垫面太阳总辐射日变化分析三种不同下垫面太阳总辐射日变化分析（日变化规律、比较不同之处并分析原因）（日变化规律、比较不同之处并分析原因）到达地面的太阳辐射到达地面的太阳辐射: :到达地面太阳辐射能量=反射能量+吸收能量+透射能量I = R + A + T（1）太阳高度角太阳平行光线与水平面之间的夹角称为太阳高度角。太阳直接辐射随太阳高度角的增大而增大。一方面是由于太阳高度角愈小时，
5、等量的太阳辐射能散布的面积愈大，则单位面积上接受到的能量就愈少。另一方面，因为太阳高度角愈小时，太阳光穿过的大气层就愈厚，大气对太阳辐射的减弱作用就愈强。所以到达地面上的辐射就愈少。（2）大气质量数在标准状况下，海平面气压为 1013hPa，气温为 0时，太阳光垂直投射到地面所经路程中，单位截面积空气柱的质量称为一个大气质量数 m。不同太阳高度角，阳光经过的大气质量数也不同。当太阳高度角很小时，m 值很大，随着太阳高度角的增大，m 值很快减少。太阳在地平面时所通过的 m 值比在天顶时大 35.4 倍。（3）大气透明度太阳辐射从大气上界进入大气层后还要受大气透明度的影响。大气透明度的特征量用透明
6、系数 a 表示。它是指透过一个大气质量数后的辐射强度与透过前的辐射强度之比。大气透明系数与大气中的水汽、水汽凝结物、尘埃杂质等有关。这些物质越多，大气透明程度越差，透明系数越小。因而太阳辐射受到的减弱越强，地面获得的太阳辐射也越少。a 是一个小于 1 的数，其取值是：7当天空特别晴朗，污染较少时 a=0.9；当污染特别严重，天空特别混浊时a=0.6；一般情况下 a=0.84 左右。JP 由于太阳直接辐射主要是由太阳高度角决定的，所以有明显的日变化、年变化和随纬度的变化。一天中，无云的天气条件下，一般是中午太阳高度角最大，直接辐射最强；日出、日落时太阳高度角最小，直接辐射最弱。一年中，对一个地区
7、来说，直接辐射夏季最大，冬季最小。但如果夏季，大气中的水汽含量增加，云量增多，会使直接辐射减弱很多，使得直接辐射的最大月平均值出现在春末夏初季节。太阳辐射在大气中的衰减太阳辐射在大气中的衰减: :太阳辐射通过大气层后到达地球表面。由于大气对太阳辐射有一定的吸收、散射和反射作用，使投射到大气上界的辐射不能完全到达地表面。与大气上界的太阳辐射光谱相比较，可以看出：通过大气层后，太阳总辐射能有明显地减弱；波长短的辐射能减弱得最为显著；辐射能随波长的分布变得极不规则。产生这些变化有以下几方面原因：大气对太阳辐射的吸收太阳辐射穿过大气层到达地面时，要受到一定程度的减弱，这是因为大气中某些成分具有选择吸收
8、一定波长辐射能的特性。大气中吸收太阳辐射的成分主要有水汽、液态水、二氧化碳、氧、臭氧及尘埃等固体杂质等。太阳辐射被吸收后变成了热能，因而使太阳辐射减弱。水汽吸收最强的波段是位于红外区的 0.932.85m,据估计，太阳辐射因水汽的吸收可减弱约 4%15%。氧只对波长小于 0.2m 的紫外线吸收很强，在可见光区虽然也有吸收，但较弱。臭氧在大气中的含量很少，但在紫外区和可见光区都有吸收带，在 0.20.3m 波段的吸收带很强，由于臭氧的吸收，使小于 0.29m 波段的太阳辐射不能到达地面，因而保护了地球上的一切生物免遭紫外线过度辐射的伤害。臭氧在 0.440.75m 还有吸收，虽不强，但因这一波段
9、正好位于8太阳辐射最强的区域内，所以吸收的太阳辐射量相当多。二氧化碳对太阳辐射的吸收比较弱，仅对红外区 2.7m 和 4.3m 附近的辐射吸收较强，但该区域的太阳辐射较弱，被吸收后对整个太阳辐射的影响可忽略。悬浮在大气中的水滴、尘埃、污染物等杂质，对太阳辐射也有吸收作用，大气中这些物质含量越高，对太阳辐射吸收越多，如在工业区、森林火灾、火山爆发、沙尘暴等，太阳辐射都有明显减弱。总之，大气对太阳辐射的吸收，在平流层以上主要是氧和臭氧对紫外辐射的吸收，平流层至地面主要是水汽对红外辐射的吸收。被大气成分吸收的这部分太阳辐射，将转化为热能而不再到达地面。由于大气成分的吸收多位于太阳辐射光谱两端，而对可
10、见光部分吸收较少，因此可以说大气对可见光几乎是透明的。总辐射总辐射: :到达地面的太阳直接辐射和散射辐射之和称为总辐射，总辐射的日变化与直接辐射的日变化基本一致。日出以前,地面上获得的总辐射不多，只有散射辐射；日出以后，太阳高度角不断增大，当太阳高度角增到 20以前，散射辐射大于直接辐射，以后由于直接辐射增加得较快，使散射辐射在总辐射中所占比例逐渐减小；当太阳高度角达到 50左右，散射辐射只占总辐射的10%20%；到中午时，直接辐射和散射辐射均达最大值；中午以后二者又按相反的次序变化。有云时总辐射一般会减少，因为这时直接辐射的减弱比散射辐射的增强要多。只有当云量不太多，太阳视面无云，直接辐射没
11、受到影响，而散射辐射因云的增加而增大时，总辐射才比晴空时稍大。辐射的年变化与直接辐射的年变化基本一致，中高纬度地区，总辐射强度（指月平均值）夏季最大，冬季最小；赤道附近（纬度 020左右），一年中有两个最大值分别出现在春分和秋分。总辐射随纬度的分布一般是，纬度愈低总辐射愈大。反之就愈小。9但由于赤道附近云很多，对太阳辐射削弱得也很多，所以，总辐射年总量最大值不是出现在赤道，而是出现在纬度 20附近。总结：总结：林地小气候的太阳总辐射由于树叶枝干对太阳光的阻挡，使太阳光基本上无法透过树叶直射地面，所以太阳总辐射值基本保持不变，在0左右。草地小气候和空地小气候没有了树叶等的阻挡，所以太阳光能直接到
12、达地面，因而太阳总辐射值大于林地小气候；而由于一天中云的出现使太阳总辐射时大时小，成波状变化。 散射辐射的强弱主要决定于太阳高度角、大气透明度和云量等因素。散射辐射的日变化基本上与太阳高度角一致，在中午前后达到最大，但不完全对称，因为上午和下午的散射系数和云况不同。草地小气候的散射辐射大于空地小气候的散射辐射大于林地小气候的散射辐射。到达地面的太阳总辐射由于地面的反射作用，一部分被反射回宇宙空间，一部分被地面吸收转化为热量。下垫面反射太阳总辐射的多少，以下垫面反射率来表示。下垫面的类型、颜色、粗糙程度、湿润程度等因素都对下垫面反射率有影响。而太阳高度角的影响最大。当太阳高度角小时，光线入射角大
13、。无论何种表面，入射角大则反射率也大，另外，太阳高度角小时，太阳辐射光谱中长波占的比例大，地表对其反射能力较强。随着太阳高度角的增加，入射角减小，太阳辐射光谱中短波的比例增加，反射率也变小。由于林地小气候的太阳总辐射小于草地和空地，所以林地反射辐射也小于草地和空地。10天天空空散散射射辐辐射射日日变变化化曲曲线线0.050.0100.0150.0200.0250.0300.08时 9时 10时 11时 12时 13时 14时 15时 16时 17时 18时时间辐射量空地草地林地三种不同下垫面天空散射辐射日变化曲线三种不同下垫面天空散射辐射日变化曲线11地地面面反反射射辐辐射射日日变变化化曲曲线
14、线0.020.040.060.080.0100.0120.0140.08时 9时 10时 11时 12时 13时 14时 15时 16时 17时 18时时间辐射量空地草地林地三种不同下垫面地面反射辐射日变化曲线三种不同下垫面地面反射辐射日变化曲线12空空气气温温度度日日变变化化曲曲线线0.05.010.015.020.025.030.035.08时9时 10时 11时 12时 13时 14时 15时 16时 17时 18时时间温度空地草地林地三种不同下垫面上空气温度日变化曲线三种不同下垫面上空气温度日变化曲线13三种不同下垫面上空气温度日变化分析三种不同下垫面上空气温度日变化分析（日变化规律、
15、比较不同之处并分析原因）（日变化规律、比较不同之处并分析原因）三种不同下垫面上空气温度日变化分析三种不同下垫面上空气温度日变化分析大气的温度叫气温。从长时间平均看，地面和大气系统热量得失的总和平衡，因此，地面和大气的平均温度保持不变。但是，在不同时间、不同地域，太阳辐射、下垫面性质和大气条件等是有变化的，因此，气温具有时间上的变化差异。空气温度的日变化，一天中会有一个最高值和最低值， 由于大气中的热量累计相对于太阳辐射有一定的滞后性，因此，一天内，气温的最高值一般出现在午后 2 点左右，比中午太阳高度角最大、太阳辐射最强的时间落后 2小时左右。由于夜晚地面在没有太阳辐射热能补充的情况下，不断放
16、出长波辐射热能，日出前地表储存的热能达到最少，随之气温也达到最低值。一天中的气温最高值和最低值之差称为气温日较差。不同地理纬度、季节变化、地表性质、天气状况等，日较差的变化是有差异的。一般而言，低纬大于高纬，夏季大于冬季，陆地大于海洋，晴天大于阴天；高原大于同纬度平原；谷地和盆地大于山地上部。气温的日变化和年变化是气温的周期性变化，但大气的不规则运动常使这种变化发生改变。如冷空气活动使气温骤降、暖空气来临使气温回升等。大气环流是影响气温变化的主要因子，气温的日变化与年变化.这说明不同的下垫面可能在原有气温上升的趋势上,由于叠加了近期大气环流引起的气温变化,所以才形成三种不同下垫面上空气温度日变化。14地地表表温温度度日日变变化化曲曲线线05101520253035408时 9时 10时 11时 12时 13时 14时 15时 16时 17时 18时时间温度空地草地林地三种不同下垫面三种不同下垫面 0cm
