城市与环境科学学院
地理科学
气象实习报告 二○一一年七月二十二日
气象实习报告
前言
地理野外实习是高等师范院校地理系教学计划中的一个重要
组成部分。《气象与气候学》是高等师范院校地理专业的一门基础课程,也是一门基本技术训练课程。气象观测实习是《气象与气候学》教学的重要环节,它既是课堂教学的延续和补充,也是培养学生诸多地理能力和锻炼学生良好科研品质的重要途径。作为未来的中学地理教师,通过《气象与气候学》的学习,除了能胜任中学地理教学中有关气象、气候部分的教学任务外,还应能带领中学生进行课外气象观测等课外气象活动。因此,气象观测实习可以培养学生进行课外气象活动的能力,为成为一名合格的中学地理教师打下坚实的基础。
一:实习相关 指导老师:靳英华
实习地点:草地(生命广场)、裸地(图书馆前)、林地(学林)、山地(假山)、水域(静湖)、气象园
实习时间:2011年6月30日
实习当天天气:多云转雷阵雨,22—30摄氏度 西南风三到四级
二:实习准备
试验仪器和备品的准备:
测温仪器:最高温度表、最低温度表、地面温度表、5cm,10cm,15cm,20cm曲管温度表
测湿仪器:通风式干湿表测风仪器:轻便三杯风向风速表、 辅助仪器有:罗盘仪、铁锹、手电筒等。
(1)地温表的安装:
地面三支温度表水平地平行安放在地面上,从北向南依次为地面普通、地面最低和地面最高,相互间隔5cm,温度表感应球部朝东,球部和表身一半埋入土中,一半漏出地面。 (2)曲管地温表的安装:
在地面最低温度表的西边约20cm处,按5、10、15、20cm深顺序由东向西排列,感应部分朝北,表间相隔10cm,表身与地面成45度的夹角。安装时,先挖一段45cm的沟:沟的北壁垂直向下,与东西向的南壁成30度角,南壁随深度挖成与北壁成45度交角的斜坡面。再沿南壁量出各地温表的水平位置,在北壁量取所需深度,并在该深度处作出一水平小洞穴,然后分别把地温表放入沟内,使感应部嵌入北壁的小洞,并检测深度是否准确,最后小心用土将沟填平。 (3)干湿球温度表
两支相同温度表。一支测空气温度,另一支球部包上气象观测专用脱脂纱布,并将纱布一端浸在蒸馏水杯里,使纱布保持湿润状态,称湿球温度表。同时放在小百叶箱内。干球在东,湿球在西。
“干湿球法”测定空气湿度的原理:湿球球部被纱布湿润后表面有一层水膜。空气未饱和时,湿球表面的水分不断蒸发,所消耗的潜热直接取自湿球周围的空气,使得湿球温度低于空气温度(即干球温度),它们的差值称为“干湿球差”。干湿球差的大小,取决于湿球表面的蒸发速度,而蒸发速度又决定于空气的潮湿度。 (4)风的观测:
风是矢量,观测包括:风向和风速,由于风的阵性特点,所以风向、风速的仪器测定和资料使用上,有瞬时值和平均值两种。
风向:风吹来的水平方向,16方位表示。 风速:单位时间风的水平运动距离。m/s。
三:实习过程
在靳英华老师的指导下,我们城环2010级一班学生被分成了六组,分布在校园六个地点进行实习,在实习前,老师进行了实习动员,此外,还给我们讲述了气象园相关仪器的使用方法与安装要求,另外,针对我们较薄弱的看云识天气进行了专题讲解。
笔者所在小组为第二组,实习地点为逸夫教学楼对面树林里的假山上,小组成员如下:贺燕玲,关欣,何丹丹,哈丽塞木,冯颖,傅碧蓉,郭旗,段问宇,代华玉,丁永年。
由于条件,没办法去野外实习,于是老师将野外实习改为了校园小气候观测,由此来了解草原气候,森林气候,海洋气候,城市气候,山地气候相关特征。此次实习属于小气候观测。小气候观测分三种,我们采用了其中的一种,时间程序如下:每天按2小时间隔定点观测(8,10,12,14,16,18,20,,22、24,2,4,6时);观测程序:10-15分钟观测干、湿球温度,09-11分钟观测地面温度,11-16分钟观测风向、风速。
根据实验要求我们选择的是每天按两小时间隔定点观测,每天
12次。从六月三十日8:00到七月一日6:00连续12小时观测。
实习当天晚上9点左右下起了雷阵雨。
四:所要探索的气候类型及特征
山地气候----------假山
①随着海拔高度的升高,空气、水汽、尘埃等随之减少,太阳直接辐射增强,紫外辐射增强尤为明显;但有效辐射也增大。 ②气温低,日较差大,年较差小:
③降水在湿润气流的迎风面上增多,在高原内部和背风面大大减少; ④风力大。
海洋性气候--------静湖
①气温年变化与日变化都很小,在洋面上甚至观测不到日变化。 ②降水量的季节分配比较均匀,降水日数多,但强度小。云雾频数多,湿度高。 ③在热带海洋多风暴,如北太平洋西南部分与中国南海是台风生成和影响强烈的地区。 ④多云雾天气,湿度大。
草原气候 -----生命科学广场
草原气候属于沙漠气候和湿润气候之间的过渡性气候。其特征是降雨量偏少,以夏季阵性降雨为主,气候干燥,高大的树木无法生长。草原地区冬季寒冷而漫长,夏季短促,气温不很高。但全年的日照时间较长,拥有较好的热量条件,适于牧草的生长。
城市气候-------图书馆前门
热岛效应是城市温度高于郊区或乡村的一种城市气候特征,是城市气候最显著的特点之一。 还包括降水量,气温,湿度,太阳辐射,昼夜温差,以及灾害性天气:台风,热带风暴,伏旱,暴雨,冰雹,沙尘暴 。此外城市下雨比较多,湿度也较大,紫外线比较严重(就是太阳辐射比较厉害),气温比较高
城市的污染严重,好象污水,废气,固体废物等污染使得城市环境大受影响,造成了独特的环境
森林气候 -----学林 森林气候是指由森林以及林冠下灌木丛和草被等形成的一种特殊小气候。在森林小气候的形成中,组成森林的树木品种、林
龄、结构、郁闭度以及灌木层和草被的特性等,都起着很大的作用。由于森林的存在和影响,在林内表现出太阳辐射减少、气温日变化缓和、空气湿度和降水量增大以及风速减小等小气候特征。此外,森林小气候还与四周气候条件、地形特征和土壤性质等有关。因之,在研究森林小气候时必须注意分析森林的特征和自然环境的影响。
五 实习数据处理与分析 经过观测获得了以下数据 气象实习观测记录
2011年6月 30 日地点: 气象园 小组号:01 时间 风指向 示风速 实际风干球温湿球温度(1.相对湿地面温地面最地面最低温地地地中地 中中 中5 10 15 20 速 度(1.度 度 高温cmcmcmcm 温温温温 5m5m) ) 度 度 度 度 度 度 8 90 1.2 1.4 27.25.8525. 34.31.23.22.10 323.8 4.2 28.26.8238 37.32.24.22.12 30 3.0 3.4 29.26.7941. 40.33.25.22.14 302.8 3.2 29.26.7940 41.32.26.23.16 331.4 1.8 29.25.7636. 40.32.26.24.18 321.6 2 28.26.8529. 39.32.27.24.20 271.2 1.6 27.25. 27 37.34.26.24.22 270.8 1.2 22.21. 23. 35.32.25.24.24 0 0 0 22.22. 23 34.32.24 23.2 0 0 0 23.22. 23 33.33.23.23.4 0 0 0 23.22.9623 33.32.22.23 6 0 0 0 22.22 1023 33.32.22.22.最 3.8 4.2 29.26.1.0 41. 41.34.27.24.最 0.0 0.0 22.21.0.8 23. 33.31.22.22.平 1.3 1.6 26.24.0.9 29. 36.32.24.23. 气象园位于城环楼与化学楼之间,北靠城环,南靠同心路,化学楼,东侧是羽毛球场,在同心路两侧有许多高大的树木。由数据可知风向
基本稳定,在20-30度之间,实际风速变化范围从0-5之间变化,这与气象园所处地理位置是密不可分的,高大的楼挡住了风。干湿球的温度大体变化趋势一样,从6月30日8:00-14:00,干湿球温度呈上升趋势,都同时在14:00达到了最大,干球温度最大29.9 度,湿球温度最大26.8 度。从早上到午后两点,地面不断吸收太阳辐射,地面不断增温,地面又通过同一种方式把热量传给了大气,使得大气温度也不断上升。曲管温度计的变化趋势也基本和地面温度计,干湿球温度一样。都同样在午后两点达到最大值,其最大值分别是41.5度 34.4度27.0度24.4度。
地点:假山 小组号:02 时间 风指向 示风速 实际风干球温湿球温度(1.相对湿地面温地面最地面最低温地地地中地 中中 中5 10 15 20 速 度(1.度 度 高温cmcmcmcm 温温温温 5m5m) 8 10 12 14 16 18 20 22 24 2 4 6 最最2224213322 20 ) 92 85 85 85 85 10101010101085.23 25 26 27 26.24.24.22 22 21.21.21.27.21.度 度 度 度 度 度 0.2 23.22.0.9 26.25 0.8 27.25.0.6 28.26.0.1 28.27. 28 26.0.8 27 25. 23 22. 22.22. 22.22. .23 22. 22.22.1.0 28.27.0.1 0.2 22. 30 30.30. 21. 21.21.21 21.22.23 23 23 22.21.21.21.19.21.23.19.21 20.20.20.21 21.21.21 21 20.20 20.21.20.21 20 20 20.20.20.20.20.20.20 21 20.21.20.20.19.19.19.19.19.19.19.20 19.19.20 20.19.平 0.6 23.24.92.23.30.21.21.20.20.19.假山位于环科楼东侧,逸夫楼前面,假山周围有许多树木围绕,因此在改点所测得的风速非常小。干湿球的温度从8:00到18:00大体呈上升趋势,白天太阳照射树木,树木的叶子枝干进行剧烈的蒸腾作用,增大了空气的湿度,从20:00到次日6:00干湿球温度呈现出下降趋势,但是由于晚上下了雷阵雨,空气的相对湿度达到了100%.由于被树木环绕,02点地下曲管温度相交其他几个点而言,温度较低,由于太阳辐射作用,地面不断吸收太阳辐射,转化为地热,增加土壤的温度,地下曲管温度计的温度均在18:00 左右达到了最大值,之后到了晚上,地面把白天吸收的热量又以辐射的形式把热散出去,于是到了晚上地下曲管温度记的温度呈下降趋势。假山这个点的气候远远达不到山地气候的标准,也没有显现出山地气候的相关特点,笔者感觉以这种小区域去探索山地气候存在明显的局限性。
地点: 图书馆前裸地 小组号:03 时间 风指向 示风速 实际风干球温湿球温度(1.相对湿地面温地面最地面最低温地地地中地 中中 中5 10 15 20 速 度(1.度 度 高温cmcmcmcm 温温温温 5m5m) 8 10 12 14 101090 90 1.2 2.6 1.2 1.8 24.26.29.29.) 21.20.22.22 7758545425.30.35 34.度 度 度 度 度 度 16 18 20 22 24 2 4 6 最最平121.6 30.22.5333. 161.1 29.22.5230. 121.9 24.22.8428.38.13. 120.9 23.21.8422. 101.1 23.21.8822. 90 1.6 23.21.8823. 130.7 23.21.8822. 250.3 22.21.9222. 2.6 30.22.0.9 35.38.13. 0.3 22.20.0.5 22.38.13. 1.3 25.21.0.7 27.38.13. 图书馆位于学校的西侧,地处裸地,没有高大的树木遮挡,但是
由于图书馆的遮挡,早上太阳照射到裸地上较其它地方晚,因此干湿球的温度虽然呈上升趋势,但是较为缓慢,干湿球的温度在16:00左右达到了最大值,而不是18:00,因为图书馆前面裸地由许多地砖铺成,地砖和水泥面一个样,比热较小,吸收太阳辐射快,温度增加得快,但是它吸收的热量丧失也快,温度也下降也快。地表最高温为38.6度,虽不是六个点中最大的,但是相较其他还是较高的。地表温度最低温度为13.7度,是六个点中最低的,图书馆前面多地砖和水泥地面,没有树木,晚上地面辐射较为强烈,使得早晨温度较低。与假山那个点一样,气候特征不够明显,毕竟时间有限,除此外点的代表性也不强,因此以这种小区域探索城市气候还存在着 明显的不足,要想探索完整的城市气候特征,没有大范围长时间的测量看来是不行的。
地点:生命科学学院广场 小组号:04 时间 风指实干湿相地面地面地面地地地中地 中向 示速 球球 对中 中风速 温温湿温最最低温5 10 15 20 度 度 度 度 高温cmcmcmcm 温温温温 度 度 度 度 度 度 8 601 1.25.23.8427. 23.22.22.22.10 1200.1.27 27.6835. 25.23.23.27.12 3300.1.29 25.7935. 29.26 24.22.14 2501.1.29 24 6335. 30.27.25.23.16 3001.1.29 23 5834. 30.28.26.24.18 3000.0.29 22 5427. 28.28 26.24.20 2401.1.27.22.6826.45. 26.27 26.24.22 0° 0 0 22.21.9222. 24.25.25.24.24 500.0.23 21.9221. 23.24.24.23.2 3000.1 22.22.9222. 23.23.24.23.4 2700.0.22.21.8822. 22.23 23.23.6 2100.0.22.21.9222. 21.22 22.23 22.1.1.29.27.0.9 35.45.21.30.28.26.27.最 0.0.22.21.0.5 21.45.21.22.22.22.22.最 0.1.25.23.0.8 27.45.21.25.25.24.23.平 生命科学学院广场位于学校的西南侧,虽然是一个广场,但该点选在的地方在广场的东侧,东侧有许多的杏子书,早上挡住了太阳光,使得地面温度上升较慢。从8:00到18:00地表温度以及干湿球温度大体上呈现上升趋势,地面温度最大值达到了35.6摄氏度。由于广场四周有许多建筑,风向很不稳定,同样风速也是很小很小。
地点: 学林 小组号:05 时间 风指向 示风速 实际风干球温湿球温度(1.相对湿地面温地面最地面最低温地地地中地 中中 中5 10 15 20 速 度(1.度 度 高温cmcmcmcm 温温温温 5m5m) ) 度 度 度 度 度 度 8 160.30.824.21.7925. 21.20.19.18.10 121.51.926.21.7327. 21.20.19.18.12 290.71.228.21.6128. 22.20.19.18.14 210.71.231.22.5528. 23.21.19.18.16 300.81.429.21.5227. 23.21.19.18.18 200.41.028.22.6025. 23.21.19.18.20 0.00.027.20.5624.33.23.22.21.19.18.22 0.00.021.21.9621. 21.21.19.18.24 0.00.021.21.96 21.20.19.18.2 110.30.622.21.88 21.20.19.18.4 0.00.022.21.92 20.20.19.18.6 0.00.022.21.94 20.20.19.18.最 1.5 1.9 31.22.1.0 28.33.23.23.21.19.18.最 0.0 0.0 21.20.0.5 21.33.23.20.20.19.18.平 0.4 0.7 25.21.0.8 26.33.23.21.20.19.18.学林位于生命科学学院广场的东侧,是一片树林,树的密度较大,树叶茂盛,挡住了风,使得风速小到可以忽视,另外在一定程度上地
地面起到了保温的作用,晚上地面将白天吸收的热以辐射的形式向外散出去,叶子将辐射吸收。由于树木的遮挡作用,从8:00开始,地表温度,干湿球的温度,地下曲管温度计的温度上升较慢。白天由于树木的蒸腾作用,使得相对湿度也较大。
地点:静湖小岛 小组号:06 时间 风指向 示风速 实际风干球温湿球温度(1.相对湿地面温地面最地面最低温地地地中地 中中 中5 10 15 20 速 度(1.度 度 高% 温cmcmcmcm 温温温温 5m5m) 8 10 12 14 16 18 20 22 24 2 4 12151821222123222427293.0 1.4 0.2 1.6 1.2 1.0 0.5 1.0 0.2 0.2 0.4 25.27.28.28.25.26.25.22.22.22.22.) 23.21.22.25.22.24.22.21.22.21.21.84 63 58 71 76 84 69 91 91 91 91 25.38.35.30.30.26.25.21.22.21.21.度 度 度 度 度 度 40. 21. 22.24.27.26.25.24.23.22.22.22.21.21.23.24.24.24.24.23.22.22.22.21.21.21.21.22.22.22.22.22.21.21.21.20.20.20.20.20.20.20.20.20.20.20.6 300.7 22.22.91 22. 21.21.21.20.最 3.0 28.25.91.38.40.21.27.24.22.20.最 0.2 22.21.58.21.40.21.21.21.21.20.平 1.0 25.22.80.26.40.21.23.23.21.20.06点位于静湖湖心岛,四周由水围绕,又有树木遮挡,因为是水域,水剧烈蒸发,吸收了热量,使得06点的温度比01,02,03,04,05的较低。也许由于水的缘故,地下曲管温度计的温度相较而言较低。地面最高温度达到了40.6摄氏度。
结束语:十二小时的连续观测,十名小组成员的轮番上阵,小组成员的坚持,小组成员的团结,最后使得二小组气象实习观测获得结束,笔者作为小组长,我想对而小组的三名男生和六名女生表示以最诚恳的感谢。最后,笔者还要感谢靳老师,感谢老师细心的指导,此次实习经历必将令我终生难忘。
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