內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)-林業(yè)氣象學(xué)實(shí)習(xí)報(bào)告

三種不同下墊面水汽壓日變化分析（ 150cm）（梯度變化規(guī)律、日變化規(guī)律、分析原因）試驗(yàn)和理論證明，在溫度改變時(shí)，飽和水汽壓也隨著改變，且成正相關(guān)。此外，飽和水汽壓還與物態(tài)，溶液濃度等因素有關(guān)。大氣中水汽所產(chǎn)生的分壓強(qiáng)叫水汽壓。水汽壓的大小和空氣中水汽含量的多少有關(guān)，當(dāng)空氣中的水汽含量增多時(shí)，水汽壓就相應(yīng)地增大，反之，水汽壓減少。林地中的水汽壓一天中在早上時(shí)最高，下午 14－15時(shí)出現(xiàn)最低值，一天中的波動(dòng)較小。而草地和空地的水汽壓變化較大，這與不同下墊面的類型和植物狀況有關(guān)。2.01.81.61.41.21.00.80.60.40.20.0r、擊 50cm（度風(fēng)速日變化曲線風(fēng)速8時(shí)9時(shí)10日111時(shí)12時(shí)13日t14Bt15日116時(shí)17日^18時(shí)時(shí)間風(fēng)速3.53.02.52.01.51.00.50.0150cnW度風(fēng)速日變化曲線8時(shí)9時(shí)10時(shí)11時(shí)12時(shí)13時(shí)14時(shí)15時(shí)16時(shí)17時(shí)18時(shí)時(shí)間三種不同下墊面風(fēng)速梯度變化曲線（50cm及150cm）三種不同下墊面風(fēng)速日變化分析（日變化規(guī)律、梯度變化規(guī)律、分析原因）經(jīng)過(guò)連續(xù)測(cè)量分析繪圖得出在50cm高度下的風(fēng)速日變化圖：在林地內(nèi)的風(fēng)速無(wú)明顯變化，屬于無(wú)風(fēng)狀態(tài)，而在空地和草地的風(fēng)速日變化較大。在空地上，在上午8時(shí)~9時(shí)風(fēng)速逐漸降低，直到 13時(shí)風(fēng)速增大，到15時(shí)風(fēng)速達(dá)到最大值 1.1m/s，然后逐漸降低。在草地上，從上午8時(shí)開始到13時(shí)風(fēng)速緩慢增大，從15時(shí)開始急速增大，在17時(shí)出現(xiàn)最大值 1.8m/s，然后迅速降低。（2）150cm高度三種不同下墊面風(fēng)速日變化分析。經(jīng)過(guò)連續(xù)測(cè)量分析繪圖得出在 150cm高度下風(fēng)速日變化圖：在林地內(nèi)的風(fēng)速無(wú)明顯變化，屬于無(wú)風(fēng)狀態(tài)。在空地上，8時(shí)有微風(fēng)，而從 9時(shí)到14時(shí)屬于無(wú)風(fēng)狀態(tài)，然后風(fēng)速緩慢增大，到16時(shí)達(dá)到最大值 1m/s,而后緩慢減小。在草地上，從 8時(shí)到15時(shí)風(fēng)速緩慢增大 15時(shí)到16時(shí)風(fēng)速急劇增大出現(xiàn)最大值3m/s,然后迅速降低。綜合50cm和150cm高度的風(fēng)速日變化圖可知：在空地上，風(fēng)速梯度變化較大，而在草地上風(fēng)速的梯度變化較小。這是由于下墊面粗糙程度以及周圍環(huán)境不同。建筑對(duì)風(fēng)力有削弱效應(yīng)，氣流在障礙物前，由于受阻擁塞，形成高氣壓幕，這層高氣壓幕對(duì)后來(lái)的氣流起著緩沖作用，使得流速降低。城市下墊面粗糙度大，有減低平均風(fēng)速的效應(yīng)。例如上海市1986~1990年的平均風(fēng)速比100多年前（1894~1900年） 的平均風(fēng)速要小 34.2%。在大范圍內(nèi)，氣壓梯度極小的天氣形勢(shì)下，特別是晴夜，由于城市熱島的存在，在城區(qū)形成一個(gè)弱低壓中心，出現(xiàn)上升氣流。此外，城市內(nèi)部因街道走向、寬度、兩側(cè)建筑物的高度、型式和朝向不同，各地所獲得的太陽(yáng)輻射能就又明顯差異，在盛行風(fēng)微弱時(shí)或無(wú)風(fēng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生局地?zé)崃Νh(huán)流。而當(dāng)盛行風(fēng)吹過(guò)鱗次櫛比、參差不齊的建筑物時(shí)，因障礙效應(yīng)產(chǎn)生不同的升降氣流、渦動(dòng)和繞流等，使風(fēng)的局地變化更為復(fù)雜。在陸地上，風(fēng)速一般以午后最大。因?yàn)槲绾蟮孛孀顭幔舷聦?duì)流最旺，高空風(fēng)大的動(dòng)量下傳也最多。日落前地面迅速冷卻，氣層趨于穩(wěn)定，因而地面風(fēng)速急減。入夜后風(fēng)速基本穩(wěn)定，一直到日出后風(fēng)速重又開始增大。三種不同下墊面反射率大小比較及影響分析\卜墊時(shí)間、空地草地林地太陽(yáng)總輻射地面反射輻射反射率太陽(yáng)總輻射地面反射輻射反射率太陽(yáng)總輻射地面反射輻射反射率8時(shí)89.97.17.90%4911.723.88%10.20.98.82%9時(shí)128.212.59.75%1166.4J35.621.39%29.27.325.00%10時(shí):393.432.98.36%134.516.812.49%22.72.912.78%11時(shí)190.050.026.32%166.535.121.08%19.78.844.67%12時(shí)：294.038.012.93%：460.15712.39%73.85.16.91%13時(shí)F503.068.013.52%F353.9158.516.53%53.45.1r9.55%14時(shí)221.624.010.83%201.122.110.99%57.714.124.44%15時(shí)571.995.216.65%；546.1124.322.76%59.216.127.20%16時(shí)175.419.010.83%215.733.615.58%28.55.1P17.89%17時(shí)122.86.25.05%126.547.537.55%22.72.912.78%18時(shí)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。原因有以下幾種：1、顏色對(duì)反射率的影響顏色，對(duì)太陽(yáng)輻射可見光部分有選擇反射的作用。各種顏色表面的最強(qiáng)反射光譜，就是它本身顏色的波長(zhǎng)。白色表面具有最強(qiáng)的反射能力，黑色表面的反射能力較小，綠色植物對(duì)黃綠光的反射率大。顏色不同，反射率有很大差別，例如新白雪的反射率可高達(dá)80%-95%而黑鈣土的反射率只有5%-12%2、土壤濕度對(duì)反射率的影響反射率將隨土壤濕度的增大而減小。例如白沙土，隨著濕度的增加其反射率從40%竄到18%減少了22%這是因?yàn)樗姆瓷渎时汝懨嫘〉木壒?。有試?yàn)指出，地面反射率與土壤濕度呈負(fù)指數(shù)關(guān)系。粗糙度對(duì)反射率的影響隨著下墊面粗糙度的增加，反射率明顯減小。這是由于太陽(yáng)輻射在起伏不平的粗糙地表面，有多次反射，另外太陽(yáng)輻射向上反射的面積相對(duì)變小，所以導(dǎo)致反射率變小。太陽(yáng)高度角對(duì)反射率的影響當(dāng)太陽(yáng)高度角比較低時(shí)，無(wú)論何種表面，反射率都較大。隨著太陽(yáng)高度角的增大，反射率減小。一日中太陽(yáng)高度有規(guī)律的日變化，使地面反射率也有明顯的日變化，中午前后較小，早、晚較大。幾種下墊面的反射植被的反射率大小與植被種類、生長(zhǎng)發(fā)育狀況、顏色和郁閉程度有關(guān)。植物顏色愈深，反射率愈小，綠色植物在 20%左右。植物苗期與裸地相差不多，反射率較大；生長(zhǎng)盛期反射率變小，多在 20%左右；成熟期，莖葉枯黃，反射率又增大。水面的反射率一般比陸面小，波浪和太陽(yáng)高度角對(duì)水面的反射率有很大的影響。一般太陽(yáng)高度角愈大，水面愈平靜，反射率愈小，例如當(dāng)太陽(yáng)高度角大于60°時(shí)，平靜水面的反射率小于 2%，高度角為30°時(shí)，反射率增至 6%，高度角為2°時(shí)，反射率可達(dá)80%新雪面的反射率可高達(dá)90%Z上，臟濕雪面的反射率只有20%-30%冰面的反射率大致為30%-40%由于反射率隨各地自然條件而變化，所以它在季節(jié)上的變化也是很大的。由此可見，即使總輻射的強(qiáng)度一樣，不同性質(zhì)的地表真正獲得的太陽(yáng)輻射仍有很大差別，這也是導(dǎo)致地表溫度分布不均勻的重要原因之一。三種不同下墊面的小氣候特點(diǎn)及成因分析林地具有降溫、增濕的效應(yīng)。對(duì)人體的舒適程度，林地建設(shè)對(duì)維持城市生態(tài)平衡有重要作用。晴天草地所獲得的凈輻射能量約1/2用于植被蒸騰和土壤蒸發(fā),約13%用于顯熱;而裸地所獲得的凈輻射能量約1/3用于土壤蒸發(fā) ,約2/5用于顯熱。中午草地溫度比裸地溫度最小低約 10℃,比氣溫最大高約4℃。草地上水汽濃度比裸地最大高約3g/m3,約高出1/3,具有增濕作用。在植被生長(zhǎng)季節(jié)草地是 CO2E,是氧氣的源,CO2!量日平均約-0.07mgm-2.s-1。草地發(fā)揮著降溫增濕、釋氧固碳、調(diào)節(jié)小氣候等生態(tài)效應(yīng)。此時(shí)溫度的垂直分布變化也與空地相似，即白天為日射型，晚上為輻射型分布。生長(zhǎng)旺盛期，外活動(dòng)面形成，白天由于植物莖葉對(duì)內(nèi)活動(dòng)面的遮擋作用，使內(nèi)活動(dòng)面附近溫度較低。而外活動(dòng)面所得太陽(yáng)能量高于內(nèi)活動(dòng)面，外活動(dòng)面熱量收支差額為正，其附近溫度較高，不斷有熱量向上、下輸送。中午前后，因外活動(dòng)面附近葉面積最大，吸收太陽(yáng)輻射能量最多，同事，枝葉密集使亂流交換弱，損失熱量減少，所以在此處出現(xiàn)溫度最高值，向上向下逐漸降溫。植物生長(zhǎng)初期，土壤表面就是活動(dòng)面，這時(shí)草地中的風(fēng)速垂直分布與空地相似，越接近地面風(fēng)速越小，風(fēng)速趨于零的高度在地表附近，隨高度的增加風(fēng)速增大。生長(zhǎng)旺盛期，草地外活動(dòng)面已經(jīng)形成，進(jìn)入草地的風(fēng)受草的影響，一部分被抬升由植株冠頂越過(guò)，風(fēng)速隨高度增加按指數(shù)規(guī)律增大，另一部分氣流進(jìn)入作物層中，在植物莖葉密集的地方，摩擦阻力大，風(fēng)速下降較多，但風(fēng)速隨高度變化平緩。靠近植物根部，相對(duì)風(fēng)速有一個(gè)次大值，因?yàn)檗r(nóng)田外氣流能通過(guò)枝葉較少的基部并深入草地的結(jié)果，到地表附近風(fēng)速又趨于零。當(dāng)風(fēng)吹向林帶時(shí)，氣流受到林帶的阻擋，一部分透過(guò)林帶間隙，一部分則叢林帶上空翻越，穿過(guò)林帶的氣流，因受樹木的阻擋，分散成無(wú)數(shù)的小旋渦，改變了氣流原來(lái)的路徑和強(qiáng)度，翻越林帶的氣流，也因樹冠的摩擦而減弱。當(dāng)?shù)竭_(dá)背風(fēng)面一定的距離后，這兩股氣流又相互混合，并在混合過(guò)程中相互作用，結(jié)果使林帶背風(fēng)面風(fēng)速降低，渦動(dòng)減弱。隨著林帶高度的增加，林帶的防風(fēng)距離幾乎成正比增加，隨著風(fēng)速的增大，林帶的防風(fēng)效能也略有增加。參考文獻(xiàn):文獻(xiàn)名稱主編出版社應(yīng)用氣象學(xué)高紹鳳、陳萬(wàn)隆、朱超群、朱瑞兆氣象出版社中國(guó)氣候總論張家誠(chéng)氣象出版社氣象學(xué)與氣候?qū)W周淑貞高等教育出版社氣候系統(tǒng)變化與人類活動(dòng)李愛貞、劉厚鳳、張桂芹氣象出版社任務(wù)分配