工程气候基础 第四章 野外小气候考察基础和方法

典型性原则是针对测点的局地环境说的，其实 质在于所选择的测点能否反映某一定地理范围内 气候条件的共性。又如，研究河谷风的特点，必 须在河谷转弯、狭管以及三叉口等处多设些点； 观测霜冻应在谷底、凹地部位多设点；观测逆温 应在坡地可能山现逆温层的上、下限设点。总之， 要根据气候规律和局地环境特点，在气候要素发 生关键性或转折性变化的典型部位设点。才能保 证达到考察的目的。
(1)按高度分布，下密上稀。 (2)测点视野广阔，测点坡向与大地形的坡向基 本一致。 (3)测点必须远离水域(水田区例外)。
(4)测点选在山脊上，不能选在山谷中。 (5)测点附近无严重遮蔽，如森林，高秆作物。 (6)按坡向、坡长及地形特点，南坡多于北坡， 长坡多于短披，地形复杂的坡多于地形简单 的坡。 (7)测点尽可能设在各高度的主要农业区。
§4.1 野外小气候考察的基本程序

由于自然下垫面的类型复杂多变，要想从小气 候方面对每一个地形单元都进行考察，实际上是 不可能的，在组织小气候野外考察时主要是研究 不同地区典型地段的物理过程和物理特征上。例 如在研究农田小气候时，应当选择在本地区最具 代表性的几种主要作物的典型地段进行观测，同 时也要考虑不同的农业技术措施（灌溉地或末灌 溉地)，土壤被覆和地形(谷地、坡地、高地或丘 陵起伏地区)等。
例：为合理开发秦岭农业气候资源。陕西气象局于一九七九年十二 月，拟定了秦岭山区农业气候资源考察及合理利用的研究课题， 用两年时间对秦岭山区进行一次农业气候资源考察，拟定了秦岭 山区布点实施计划 ，筹备选点。经过两个月的实际勘察，共布 置了四个剖而31个观测点，其选点原则：
1、根据地貌特点，山梁北平坡陡削，南坡平坦，南坡设点多，北 坡设点少。
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小气候考察的过程可按下述步骤进行：
一、按照任务确定考察目的和要求，制定考察计划，编 写考察大纲；
二、按照考察大纲的要求，确定观测要素，选择和准备 仪器，并对仪器进行严格的检查和鉴定； 三、根据需要制备观测所需的各类表格，包括观测点记 录簿、考察期间天气现象记录报表等等。 四、确定考察范围，选样观测剖面，测点的设置 五、进行仪器的自然检定，安装仪器件建立仪器使用档 案，测点描述，绘制以辐射观测支架为中心的地形遮蔽 图；测点地形与观测仪器以及梯度架等影像资料（视频 和图片）的留存。

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4．突出差异性原则。 在考察范围内，考察项目(特别是重点项目) 应能最充分地显示出这一范围内不同条件下 的气候特征。
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nanjinguniversityinformationsciencetechnology图451起伏地形设置基本点和辅助点示意图nanjinguniversityinformationscience在山区或山谷进行考察大都与建设项目的大气环境质量评价有关在山区进行项目建设有气象保证问题其中最普通最主要的就是经由工厂排放的或管道泄漏的有害气体对人畜造成的危害给人的生命和国家财产的安全造成损失因此需要对山谷地区的小气候特征和有害气体扩散的气象条件进行研究
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至于涉及到使用未经订正和校准的质量粗劣的 仪器进行观测，不知道测点选择应考虑代表性问 题，观测方法粗枝大叶，观测程序随心所欲。照 此办理，即使考察资料再多．也是事倍功半，甚 至是劳而无功。拿这样的资料去指导生产，必然 导致错误的结论，给经济建设带来无法弥补的损 失。因此，在计划开展小气候考察之初必须注意 到它的预后。为此，应该对小气候考察工作的目 的性和考察工作的特点有一个正确的了解，同时 还应当掌握正确的考察方法。 野外小气候考察是一项十分艰巨而又要求较 高的科学考察活动，考察工作大都是在交通不便、 生活条件较差的待开发地区或正在开发的地区。
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(3)对照点 在小气候测点(基本点和辅助点)附近的平坦而 又开阔的地段上设立的一种固定测点。对照点 是小气候定点观测的必要补充，是为了分析和 突出观测地段的小气候特征而设立的。对照点 的观测项目、仪器设备、观测频次要与基本点 相同。例如，为了分析和突出森林小气候的特 点，应选择森林影响以外的裸露而又开阔的地 段设立对照点；同理，为了研究城市气候的特 点，对照点应选择在受城市影响微弱的上风方 向的城郊地区。在选择对照点时应注意大气候 背景的均一性，因为各种类型的小气候特点都 是在一定的自然景观和大气候背景下产生的局 地气候差异，如果对照点与考察地段相距过远 显然是不适合的。
§4.2 组织观测网的原则

在气候考察中，观测点的选择、布局，观测
时间、内容和仪器的配备以及不同业务水平
考察队员的工作分配等等，这些都是观测网
组织工作的重要方面。在一般气候考察中，
观测网的组织工作根据以下原则进行:

1．目的性(或针对性)原则。

进行气候考察必须有明确的目的。考察任务
是根据考察的目的来确定的，只有针对考察 所要解决的问题，才能确定考察的对象、范 围、时间和观测方法。如是局地资源利用考 察、大气扩散能力评价，不同的目的，考察 的方式和观测气象要素是有很大不同的。
3.
路线考察： 为调查小气候要素的区域分布，用汽车、 摩托车等现代交通工具沿着一定的路线，在该要素变 比较小的1、2个小时内进行多点观测。路线考察与流 动观测基本相同，区别在前者的区域范围比后者要广 泛些。进行路线考察时，测量仪器可安装在交通工具 上观测，观测的技术性更强些，对测量仪器的灵敏度 要求更高些。为了消除时间变化对测量要素的影响， 最好沿考察路线进行往返观测。例如，为了调查城市 中最高温度的区域分布，可在13时(地方时)前后，用 安装在汽车上的热电偶温度表进行路线考察，将考察 资料与定点观测资料进行比较．求出城市中最高温度 的分布特征。
一、 小气候观测的方式 1.定点观测； 通常在观测地段内设立若干个固定测点进 行各个项目的较住时间的连续性的观测。基本点和对照 点的小气候观测都属于定点观测。
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§4.3 测点分类与选点原则
2.流动观测：在考察区域内，往返于各个测点进行多点观 测。流动观测是小气候考察的一种辅助形式、目的在于 配合定点观测扩大收集资料的范围。在进行流动观测的 同时，至少要有一个或几个定点测点观测，用以对流动 观测的记录进行订正。流动观测项目不宜多，并且在较 短时间内依次在各个测点上往返测量一次。例如，为了 调查谷地附近霜冻的分布特征，可在日出前后沿着山谷 附近的若干测点用流动观测方式，测量最低温度的区域 分布，并将观测资料与定点观测资料进行对比。
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3．一致性原则(可比较性)。 这个原则要求对所观测的项目及观测时间、观测 方法和记载方法等，应尽可能地和气象站一致， 或者至少部分地一致。如气象台站一般在02、08、 14和20时(北京时)进行观测，气候考察也应采用 这个观测时间，气象台观测风向用十六个方位， 气候考察风向观测也应采用十六个方位，气象台、 站观测温、湿度在1.5米高度的百叶箱内进行， 气候考察也应在避免太阳直接照射的条件下，在 同一高度进行。这样做的目的是为了使考察资料 能与气象台、站进行比较，便于资料分析，提高 气候考察资料的利用价值。
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(1)基本点 它是在具有区域代表性的地段设立的一种固定 测点。基本点的观测项目和仪器设备均较齐全。 在基本点上取得的观测资料应该能反映该地区 的一般的小气候特征，并用这些资料去订正流 动观测和路线考察所获得的资料。就观测项目 来说，可以包括辐射平衡和热量平衡的各个分 量以及一般的常规气象观测。 (2)辅助点 它是区别于基本点的一种辅助测点，通常位于 两个基本点之间。一殷只进行温、湿、风和土 壤温度的观测。
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二、测点分类 野外小气候考察的任务在于揭示各种不同类型下垫面上 小气候的内在规律。换句话说，野外小气候考察是研究 和探索在各种类型下垫面影响下产生的小气候特点及其 形成过程的一种特殊的气象观测。小气候观测是气象观 测的一部分，但又不同于一般气象台站的气象观测。小 气候观测所使用的测量仪器、观测项目，观测方法都与 气象站常规观测有所不同。 在进行小气候观测时，必需考虑测点的代表性和观测资 料的可比性。为此，需要在开阔而平坦的地区设立一个 对照点进行同步对比测量。有时根据任务的需要和考察 设备条件、人员的多少，将测点划分为基本点和辅助点， 基本点的观测项目较为齐全，辅助点可以根据具体情况 适当地减少观测项目。
2．典型性(或代表性)原则：
测点的选择对于考察任务要具有典型意义。测点要能 反映当地气候的一般的和特殊的气候特点，能够反映当 地气候的普遍性和特殊性。考察地形气候的影响，应消 去植被、土壤、水文等因素的影响；研究坡地气候特征， 应消去高度等因素的影响，研究不同高度的气候差异， 应消去地形形状等因素的影响。只有这样选择测点，才 对考察任务具有典型意义，观测资料才具有所要求的代 表性。比如，对河谷气候考察时，为了弄清不同海拔高 度的气候特点，要选择山谷两侧（南、北坡)能代表各 高度气候一般情况的测点。对测点选择提出以下要求；
第四章 野外小气候考察 基础和方法
为着实现和完成小气候分析的任务，除了理论 研究以外，通常需利用野外小气候考察方法来调 查和广泛收集所需要的资料，经过加工整理并结 合当地的自然环境、天气气候条件，对考察地段 的小气候特点提出恰如其分的评价。 在小气候 考察中存在—些与常规观测不同的问题，有些问 题甚至会影响到野外观测资料是否可信的程度。 例如在考察中观测场地的选择和测点的设置问题， 仪器安装和观测方法问题，观测资料的准确度和 精确度问题，观测资料的审查订正问题等。
六、进行野外小气候观视观测过程中应经常注 意检查各类仪器的运转情况发现异常情况 要随时检修或更换，并登记备查。 七、对观测资料进行检查、判断，并进行初步 计算，考察结束时就地对所用仪器进行一 次自然检定，以确定观测过程中仪器性能 是否改变。 八、综合考察结果，编写总结报告，总结中应 列明考察时间、地点、天气概况、仪器使 用情况、主要结论 可能的用途以及需要进 一步研究的问题。
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三、选点原则 1． 测点的代表性 在各种类型下垫面的影响下产生的小气候现 象是多种多样的，野外小气候考察主要是研究那 些典型地段的小气候特点及其物理过程。所谓典 型地段，是指在考察区域内具有代表性的地段。 2． 测点的比较性 在考察区域内选择具有代表性的观测地段(考察 点)后，同时应在其附近选择一块标准地段(对照 点)进行平行观测。对照点的观测资料揭示出一 般的小气候变化规律，而考察点的观测资料通过 与对照点资料的比较，才能真正揭示出自己固有 的特殊规律。
2、根据生物生长状况，地势低的地域，农、林、牧业生产发达， 应多设点。 3、根据剖面高度，气候变化有显著转折的地方如海拔700-1000米 应多设点。
4、尽可能利用现有气象哨、专业站。
5、因地制宜，在符合上述选点的原则下，尽可能选在有人烟的地 方，交通方便，便于巡查。
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3． 测点的相似性 为了体现考察地段的小气候特点，作为对照地段，除了 需要比较的因子以外，其它方面部应与考察地段的自然 环境保持一致或基本一致，这就是测点选择的相似性原 则。例如，作为农田小气候研究的对照地段，应该选译 具有与考察地段大致相同的地形和土壤类型；作为起伏 地形小气候研究的对照地段，其植被和土壤条件也应与 考察地段大致相当。 4. 最小观测地段 为了保证考察地段和对照地段具有独立的小气候，测点 所在地段的面积不能太小，否则其小气候的形成不但受 下垫面的影响．而且还因空气的水平流动受到来自周围 地区的影响。这种在空气平流影响下形成的小气候特点， 将失去小气候的独立性，也不具备代表性和比较性。