实验一、太阳辐射、光照强度和日照百分率的测定1

气象学实验报告班级：植保检11-1姓名：李舒学号：20116340实验一、太阳辐射、光照强度和日照时数测定一、实验目的1.掌握太阳天空辐射表的使用，正确观测太阳直接辐射辐射、散射辐射、净辐射2.掌握日照计的使用方法，正确光测光照强度3.掌握日照时数、日照百分率的计算二、实验器材天空辐射表、净辐射表、照度计、紫外线照度计、日照记录纸三、实验原理1.辐射表示通过感应部位黑白相间的感应器产生热效应，转化为电动势2.太阳直接辐射(S´m):单位时间内以平行光形式投射到地表单位水平面积上的太阳辐射能。3.散射辐射(Ｄ):太阳光线经大气散射后，单位时间内以散射光形式到达地表单位水平面积上的太阳辐射能（散射辐射）。4.太阳总辐射(Q=S´m+Ｄ):太阳直接辐射和散射辐射之和，称为太阳总辐射。5.地面净辐射(B)：单位时间内，单位面积地面所吸收的辐射与放出的辐射之差（也称为地面辐射差额）。四、实验步骤与结果1.天空辐射表、净辐射表的观测、照度计的观测、紫外照度计的观测表1天空辐射、净辐射、散射辐射、光照强度、紫外线光照强度的时间变化情况重复9:0010:0011:0012:0013:0014:0015:00太阳总辐射（W/m2）193.9268.3404.8470.2564527.0424.7291.6270.7407.4475.8560.2522.7422.5396.1265.9402.2466.6568.1531.3426.9直接辐射（W/m2）160.7168.8319.5373.5423.7367.7248.4259.4164.5324.9370.3427.8363.2244.1362.1172.3313.9376.9418.9371.1252.9净辐射（W/m2）12.5696.7209.4238.2278.5342.9207.123.1994.5213.5233.9275.8339.5204.831.9398.9205.3243.6281.3346.1209.9散射辐射（W/m2）133.299.585.396.7140.3159.3176.3233.9104.682.698.5143.9154.1170.7332.594.487.994.9137.6165.7182.5光照强度（lx）142903430049900545006400062200342002455037800516005930062800617003390033980305004890049400665006410036500紫外线光照强度（uw/m2）125.8112.2271285302344230228.3124.4275301286299197323.1100.9267276334387259从表1可以看出，图1天空辐射、直接辐射、净辐射和散射辐射的时间变化规律图2光照强度的时间变化规律图3紫外线强度的时间变化规律2.日照时数及光照百分率的计算（以雅安为例）（1）1993年9月23日的实照时数=7.6h。（2）1993年9月23日的可照时数=12hδ=23.5sinＮº因1993年9月23日的Ｎ＝０，所以δ=23.5sin0º＝0则这天的可照时数为12h日照百分率＝（7.6／12）×100﹪＝63.33﹪五、讨论1.天空辐射、直接辐射、散射辐射、净辐射的日变化由图1可知，天空辐射、直接辐射、净辐射从9点到15点大体上都呈先升高后降低的趋势，且在13点左右达到最大值。由于早上9点太阳未完全升起、大气透明度低等因素，辐射比较弱；随着太阳的升起、大气透明度增加，辐射逐渐增强直至太阳高度角最大时，辐射最强；再随时间推移，辐射减弱。总辐射、直接辐射与太阳高度角呈正相关，而太阳直接辐射越强，散射辐射越弱。２光照强度和紫外线光照强度的日变化由图2、3可知，光照强度和紫外线强度随时间的变化，先升高后降低。因为光照强度和紫外线强度也和太阳高度角呈正相关，而太阳高度角在9点到15点是先增加后降低。３(特定时间)日照时数及日照百分率秋分日和春风日昼夜平分，各为12小时，通过计算得知1993年9月23日雅安的日照时数和日照百分率。实照时数说明太阳直接辐射的时数多少，日照百分率说明晴阴状况。所以这天雅安晴朗，天气比较好。实验二、土壤温度、空气温度及空气湿度的测定一、实验目的1.熟悉测定气温和低温的几种仪器的构造和原理2.掌握气温和土壤温度的观测方法3.了解测定空气温度仪器的构造原理4.掌握差算空气湿度的方法二、实验器材通风干湿表、百叶箱、地面温度计、最高温度计、最低温度计。三、实验步骤1.百叶箱空气温度的观测2.通风干湿表空气温度的观测3.地面温度，地面最高温度和最低温度的观测4.空气相对湿度，水汽压，饱和差，露点温度的查算（湿度查算表）表1百叶箱空气温度、通风干湿表空气温度、地面温度、地面最高温度和最低温度的时间变化情况重复9:0010:0011:0012:0013:0014:0015:00百叶箱空气温度（℃）干球13.24.28.48.89.59.99.823.04.18.48.79.69.99.733.33.98.38.79.510.19.6湿球11.22.24.44.14.75.55.021.12.34.44.04.55.45.131.12.24.34.04.65.45.1最低1-0.50.00.50.71.01.11.5最高111.711.912.012.012.012.012.0通风干湿表空气温度（℃）干球14.06.47.48.58.38.98.624.16.57.48.68.28.98.634.16.47.68.68.39.08.7湿球12.12.82.74.63.44.64.022.12.72.74.63.44.54.132.02.82.64.83.34.64.0地面温度（℃）12.09.016.019.221.520.516.522.09.015.919.221.620.516.432.19.016.019.121.620.516.4地面最高温度（℃）118.520.022.526.029.629.830.0218.520.122.626.029.729.829.9318.420.122.626.029.829.929.9地面最低温度（℃）1-1.5-1.5-1.5-1.5-1.6-1.6-1.52-1.5-1.4-1.5-1.6-1.5-1.5-1.53-1.4-1.5-1.5-1.5-1.4-1.5-1.5由表1可知,，图3地面温度的时间变化规律图2干湿球温度的时间变化规律表3湿度差算表时间9:00干球温度4.0湿球温度2.1N6u69P983Ew(mb)7.68△tw-0.2d2.58E(mb)5.1Td(℃)-2.1四、讨论1.由图1可知，随时间变化地面温度先升高后降低，在13点左右温度最高；而地面最高温度变化不明显但也随时间升高，最低温度保持不变。温度的变化与太阳辐射有关，辐射越强，温度越高。太阳辐射是地面温度的直接来源。2.由图2可知，干湿球温度随时间变化而升高，但在11点以后变化不明显，上升速率缓慢。由于空气的水汽未达到饱和，湿球棉花上的水分就不断蒸发，从而带走热量，同时从流经温度计表面的空气吸收热量。当耗散的热量和吸收的热量达到平衡时，温度计就不在变化。空气湿度越小，蒸发越快，湿球温度计下降得越快，与干球温度计的差值越大。3.由表3可知，空气湿度较大。因为四川地形是盆地，海拔较低，水域多（冬水田），蒸发较多，所以空气湿度大。（水汽压：空气中由于水汽重力产生的压力称为水汽压。饱和水汽压：空气中水汽含量达到一定程度后达到某一特定值称为饱和水汽压，用E表示。饱和差：一定温度条件下，空气实际水汽压与饱和水汽压的差值叫饱和差。露点温度：在空气中，水汽含量不变气压一定的条件下，当空气降低到水汽达到饱和水汽压时称为露点温度。）实验三、降水及蒸发的测定一、实验目的1.了解蒸发器，雨量器的构造和观测方法二、实验器材雨量器，雨量杯，虹吸式雨量计，蒸发器三、实验原理：虹吸式雨量计是一种自动记录，适用于长时间将于观测的雨量计。当雨水进入铜质容器后，附表在浮力的作用下随水面上升而升高。随水量的记录纸自动划线记录。当雨量积满后通过虹吸作用吸出雨水再重复集水，直至降雨结束。通过记录纸观测降雨时间及降雨量。四、实验步骤及结果1.降雨的观测：0㎜2.蒸发的观测蒸发量=原液-剩余量=20㎜-（9.2+9.6）㎜=1.2㎜蒸发量=原液+降雨量-剩余量=20㎜+0㎜–18.8㎜=1.2㎜3.降雨纸的读解（虹吸式雨量计）由于条件限制，降雨量只有通过观察以前测好的记录纸进行试验记录纸观测：20.7㎜五、讨论1.因为冬季气温比较低，光照不强，水的蒸发率较低，进而蒸发量较少。2.雅安位于四川盆地西部边缘，是青藏高原向成都平原的过渡地带，属于亚热带湿润季风气候区。总的气候特点是：冬无严寒、夏无酷热、四季分明、雨量充沛、雨热同步、无霜期长、热量充足。春季回暖早、夏季气温较高、秋季多绵雨、冬季霜雪少，全年夜雨多、终年雾日少。实验四、气压、风速、风向的观测一、实验目的1.了解测定气压仪器的构造原理和使用方法2.了解测定风速风向的仪器构造原理和使用二、实验器材杯风速风向仪，空盒式气压表三、实验步骤1.风向的界定2.风速风向的观测3.空盒式气压表的观测表1风向、风速和气压的时间变化情况重复9:0010:0011:0012:0013:0014:0015:00风速100.41.10.31.00.71.4200.61.20.51.10.61.5300.30.90.60.80.71.6风向1C东北东南西南西南东北东南气压（Pa）983由表1可知，风向、风速不定，变化无常。四、讨论1.当风的来向与风向标成某一交角时，风对风向标产生压力，这个力可以分解成平行和垂直于风向标的两个风力。由于风向标头部受风面积比较小，尾翼受风面积比较大，因而感受的风压不相等，使风向标绕垂直轴旋转，直至风向标头部正好对风的来向。2.由于四川是盆地地形，四周的山地起到阻碍的作用，它受到风的影响比较小，风向也不定。冬季副热带西风气流被青藏高高原所阻出现南北分支。四川省处在高原东侧两支西风的辐合区内，低层是北支冷气流，上层是南支暖流。盆地区接地层受北支西风下沉气流控制，风力微弱、天气稳定。在这层厚度不大的冷空气上有南海高压送来的较暖湿空气滑行，使四川盆地多阴沉天气、日照少。