内蒙古农业大学-林业气象学实习报告

三种不同下垫面水汽压日变化分析（ 150cm）（梯度变化规律、日变化规律、分析原因）试验和理论证明，在温度改变时，饱和水汽压也随着改变，且成正相关。此外，饱和水汽压还与物态，溶液浓度等因素有关。大气中水汽所产生的分压强叫水汽压。水汽压的大小和空气中水汽含量的多少有关，当空气中的水汽含量增多时，水汽压就相应地增大，反之，水汽压减少。林地中的水汽压一天中在早上时最高，下午 14－15时出现最低值，一天中的波动较小。而草地和空地的水汽压变化较大，这与不同下垫面的类型和植物状况有关。2.01.81.61.41.21.00.80.60.40.20.0r、击 50cm（度风速日变化曲线风速8时9时10日111时12时13日t14Bt15日116时17日^18时时间风速3.53.02.52.01.51.00.50.0150cnW度风速日变化曲线8时9时10时11时12时13时14时15时16时17时18时时间三种不同下垫面风速梯度变化曲线（50cm及150cm）三种不同下垫面风速日变化分析（日变化规律、梯度变化规律、分析原因）经过连续测量分析绘图得出在50cm高度下的风速日变化图：在林地内的风速无明显变化，属于无风状态，而在空地和草地的风速日变化较大。在空地上，在上午8时~9时风速逐渐降低，直到 13时风速增大，到15时风速达到最大值 1.1m/s，然后逐渐降低。在草地上，从上午8时开始到13时风速缓慢增大，从15时开始急速增大，在17时出现最大值 1.8m/s，然后迅速降低。（2）150cm高度三种不同下垫面风速日变化分析。经过连续测量分析绘图得出在 150cm高度下风速日变化图：在林地内的风速无明显变化，属于无风状态。在空地上，8时有微风，而从 9时到14时属于无风状态，然后风速缓慢增大，到16时达到最大值 1m/s,而后缓慢减小。在草地上，从 8时到15时风速缓慢增大 15时到16时风速急剧增大出现最大值3m/s,然后迅速降低。综合50cm和150cm高度的风速日变化图可知：在空地上，风速梯度变化较大，而在草地上风速的梯度变化较小。这是由于下垫面粗糙程度以及周围环境不同。建筑对风力有削弱效应，气流在障碍物前，由于受阻拥塞，形成高气压幕，这层高气压幕对后来的气流起着缓冲作用，使得流速降低。城市下垫面粗糙度大，有减低平均风速的效应。例如上海市1986~1990年的平均风速比100多年前（1894~1900年） 的平均风速要小 34.2%。在大范围内，气压梯度极小的天气形势下，特别是晴夜，由于城市热岛的存在，在城区形成一个弱低压中心，出现上升气流。此外，城市内部因街道走向、宽度、两侧建筑物的高度、型式和朝向不同，各地所获得的太阳辐射能就又明显差异，在盛行风微弱时或无风时会产生局地热力环流。而当盛行风吹过鳞次栉比、参差不齐的建筑物时，因障碍效应产生不同的升降气流、涡动和绕流等，使风的局地变化更为复杂。在陆地上，风速一般以午后最大。因为午后地面最热，上下对流最旺，高空风大的动量下传也最多。日落前地面迅速冷却，气层趋于稳定，因而地面风速急减。入夜后风速基本稳定，一直到日出后风速重又开始增大。三种不同下垫面反射率大小比较及影响分析\卜垫时间、空地草地林地太阳总辐射地面反射辐射反射率太阳总辐射地面反射辐射反射率太阳总辐射地面反射辐射反射率8时89.97.17.90%4911.723.88%10.20.98.82%9时128.212.59.75%1166.4J35.621.39%29.27.325.00%10时:393.432.98.36%134.516.812.49%22.72.912.78%11时190.050.026.32%166.535.121.08%19.78.844.67%12时：294.038.012.93%：460.15712.39%73.85.16.91%13时F503.068.013.52%F353.9158.516.53%53.45.1r9.55%14时221.624.010.83%201.122.110.99%57.714.124.44%15时571.995.216.65%；546.1124.322.76%59.216.127.20%16时175.419.010.83%215.733.615.58%28.55.1P17.89%17时122.86.25.05%126.547.537.55%22.72.912.78%18时61.45.38.63%54.85.910.77%10.20.76.86%平均值11.89%18.67%17.90%由表可知，空地的反射率小于林地和草地，林地草地的反射率相差不大。原因有以下几种：1、颜色对反射率的影响颜色，对太阳辐射可见光部分有选择反射的作用。各种颜色表面的最强反射光谱，就是它本身颜色的波长。白色表面具有最强的反射能力，黑色表面的反射能力较小，绿色植物对黄绿光的反射率大。颜色不同，反射率有很大差别，例如新白雪的反射率可高达80%-95%而黑钙土的反射率只有5%-12%2、土壤湿度对反射率的影响反射率将随土壤湿度的增大而减小。例如白沙土，随着湿度的增加其反射率从40%窜到18%减少了22%这是因为水的反射率比陆面小的缘故。有试验指出，地面反射率与土壤湿度呈负指数关系。粗糙度对反射率的影响随着下垫面粗糙度的增加，反射率明显减小。这是由于太阳辐射在起伏不平的粗糙地表面，有多次反射，另外太阳辐射向上反射的面积相对变小，所以导致反射率变小。太阳高度角对反射率的影响当太阳高度角比较低时，无论何种表面，反射率都较大。随着太阳高度角的增大，反射率减小。一日中太阳高度有规律的日变化，使地面反射率也有明显的日变化，中午前后较小，早、晚较大。几种下垫面的反射植被的反射率大小与植被种类、生长发育状况、颜色和郁闭程度有关。植物颜色愈深，反射率愈小，绿色植物在 20%左右。植物苗期与裸地相差不多，反射率较大；生长盛期反射率变小，多在 20%左右；成熟期，茎叶枯黄，反射率又增大。水面的反射率一般比陆面小，波浪和太阳高度角对水面的反射率有很大的影响。一般太阳高度角愈大，水面愈平静，反射率愈小，例如当太阳高度角大于60°时，平静水面的反射率小于 2%，高度角为30°时，反射率增至 6%，高度角为2°时，反射率可达80%新雪面的反射率可高达90%Z上，脏湿雪面的反射率只有20%-30%冰面的反射率大致为30%-40%由于反射率随各地自然条件而变化，所以它在季节上的变化也是很大的。由此可见，即使总辐射的强度一样，不同性质的地表真正获得的太阳辐射仍有很大差别，这也是导致地表温度分布不均匀的重要原因之一。三种不同下垫面的小气候特点及成因分析林地具有降温、增湿的效应。对人体的舒适程度，林地建设对维持城市生态平衡有重要作用。晴天草地所获得的净辐射能量约1/2用于植被蒸腾和土壤蒸发,约13%用于显热;而裸地所获得的净辐射能量约1/3用于土壤蒸发 ,约2/5用于显热。中午草地温度比裸地温度最小低约 10℃,比气温最大高约4℃。草地上水汽浓度比裸地最大高约3g/m3,约高出1/3,具有增湿作用。在植被生长季节草地是 CO2E,是氧气的源,CO2!量日平均约-0.07mgm-2.s-1。草地发挥着降温增湿、释氧固碳、调节小气候等生态效应。此时温度的垂直分布变化也与空地相似，即白天为日射型，晚上为辐射型分布。生长旺盛期，外活动面形成，白天由于植物茎叶对内活动面的遮挡作用，使内活动面附近温度较低。而外活动面所得太阳能量高于内活动面，外活动面热量收支差额为正，其附近温度较高，不断有热量向上、下输送。中午前后，因外活动面附近叶面积最大，吸收太阳辐射能量最多，同事，枝叶密集使乱流交换弱，损失热量减少，所以在此处出现温度最高值，向上向下逐渐降温。植物生长初期，土壤表面就是活动面，这时草地中的风速垂直分布与空地相似，越接近地面风速越小，风速趋于零的高度在地表附近，随高度的增加风速增大。生长旺盛期，草地外活动面已经形成，进入草地的风受草的影响，一部分被抬升由植株冠顶越过，风速随高度增加按指数规律增大，另一部分气流进入作物层中，在植物茎叶密集的地方，摩擦阻力大，风速下降较多，但风速随高度变化平缓。靠近植物根部，相对风速有一个次大值，因为农田外气流能通过枝叶较少的基部并深入草地的结果，到地表附近风速又趋于零。当风吹向林带时，气流受到林带的阻挡，一部分透过林带间隙，一部分则丛林带上空翻越，穿过林带的气流，因受树木的阻挡，分散成无数的小旋涡，改变了气流原来的路径和强度，翻越林带的气流，也因树冠的摩擦而减弱。当到达背风面一定的距离后，这两股气流又相互混合，并在混合过程中相互作用，结果使林带背风面风速降低，涡动减弱。随着林带高度的增加，林带的防风距离几乎成正比增加，随着风速的增大，林带的防风效能也略有增加。参考文献:文献名称主编出版社应用气象学高绍凤、陈万隆、朱超群、朱瑞兆气象出版社中国气候总论张家诚气象出版社气象学与气候学周淑贞高等教育出版社气候系统变化与人类活动李爱贞、刘厚凤、张桂芹气象出版社任务分配