实验一、太阳辐射、光照强度和日照百分率的测定

气象学实验报告
班级：植保检11-1 ：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):太线经大气散射后，单位时间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，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
（W/m2） 2 3.19 94.5 213.5 233.9 275.8 339.5 204.8
3 1.93 98.9 205.3 243.6 281.3 346.1 209.9 散射辐射
（W/m2）
1 33.
2 99.5 85.
3 96.7 140.3 159.3 176.3
2 33.9 104.6 82.6 98.5 143.9 154.1 170.7
3 32.5 94.
4 87.9 94.9 137.6 165.7 182.
5 光照强度
（lx）
1 4290 34300 49900 54500 64000 62200 34200
2 4550 37800 51600 59300 62800 61700 33900
3 3980 30500 48900 49400 66500 64100 36500 紫外线光
照强度
（uw/m2）
1 25.8 112.
2 271 285 302 344 230
2 28.
3 124.
4 27
5 301 28
6 299 197
3 23 .1 100.9 267 276 33
4 387 259 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（以为例）
（1）1993年9月23日的实照时数= 7.6 h 。

（2）1993年9月23日的可照时数= 12h
δ = 23.5 sinＮº
因1993年9月23日的Ｎ＝０，所以δ = 23.5 sin0º＝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
（℃）
湿球1 2.1 2.8 2.7 4.6 3.4 4.6 4.0
2 2.1 2.7 2.7 4.6 3.4 4.5 4.1
3 2.0 2.8 2.6 4.8 3.3 4.6 4.0
地面温度（℃）1 2.0 9.0 16.0 19.2 21.5 20.5 16.5
2 2.0 9.0 15.9 19.2 21.6 20.5 16.4
3 2.1 9.0 16.0 19.1 21.6 20.5 16.4
地面最高温度（℃）1 18.5 20.0 22.5 26.0 29.6 29.8 30.0
2 18.5 20.1 22.6 26.0 29.7 29.8 29.9
3 18.
4 20.1 22.6 26.0 29.8 29.9 29.9
地面最低温度（℃）1 -1.5 -1.5 -1.5 -1.5 -1.6 -1.6 -1.5
2 -1.5 -1.4 -1.5 -1.6 -1.5 -1.5 -1.5
3 -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
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. 位于盆地西部边缘，是青藏高原向平原的过渡地带，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
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。

省处在高原东侧两支西风的辐合区，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，使盆地多阴沉天气、日照少。