气象学 不同下垫面的小气候
气象学：第十章 小气候
水分平衡方程：
R=E+f+ΔS
作用面上水分的主要来源是降水，消耗于 蒸发、迳流及增加土壤含水量上。作用面 上水分平衡各分量间的关系，也是互相影 响和制约的，其中任何一项发生变化，都 能影响到其它项。作用面上水分平衡分量 的大小，不仅影响土壤和近地气层的水分 状况，而且通过蒸发作用影响热量状况。 因此作用面上能量和水分的交换是决定土 壤和近地层小气候特性的基本因素，是形 成小气候的物理基础。
五、地形对风的影响
(一)孤立山岗上风的分布 气流经过山岗时，一部分越过山顶，一部分 从两侧绕过，大气越不稳定，越过山岗的气 流越多，绕过的越少，在向风坡下部，由于 气流受阻，空气堆积，产生与气流相反方向 的梯度，发生涡旋，风速减弱。在背风面， 流线辐散，风速迅速减小，产生北风涡旋。
图10－1
地形对风速影响的水平距离，在向风面不超 过山高的10倍，在背风坡可达到山高的10－ 15倍，且山脊愈缓，在背风面影响的距离愈 远；在垂直方向上可达到山高的5－6倍；对 于延伸很长的山脊，影响的水平距离会更远 些。
四、地形对温度的影响
(一)海拔高度对温度的影响 山地的平均气温是随测点的海拔高度增加而 递减的。山地的气温年较差、无霜期都有随 高度减小和缩短。年平均气温递减值随季节、 坡向、纬度和天气条件而不同。山区气温日 较差也随高度递减。山地上的土壤温度高于 气温；最高温度和最低温度出现的时间随着 海拔升高而落后。
(二)坡地方位对温度的影响
南坡的温度高于北坡，西坡高于东坡，西南 坡高于东南坡，西南坡为最高。
各坡向坡地上气温分布趋势与地温一致，但 各坡的气温差异比地温缓和。随着离坡地高 度增加，坡地对气温的影响逐渐减小。
在群山围绕的山谷或盆地中，气温日较差比 山顶和坡地大，特别是在晴朗无风、气候干 燥、植被稀少情况下更显著。谷底冷的程度 和暖带的位置决定于山谷的宽度和天气条件。 如果谷中有水或坡上有森林密布，冷湖和暖 带现象不明显。
【地理知识点】下垫面如何影响气候
【地理知识点】下垫面如何影响气候
下垫面是大气与其下界的固态地面或液态水面的分界面，是大气的主要热源和水汽源，也是低层大气运动的边界面。
因此下垫面的性质对大气物理状态与化学组成的影响很大。
不同下垫面的粗糙度、辐射平衡、热量平衡和辐射差额等差别较大，对空气流动的影响也
大不一样，常常形成不同的气候。
下垫面因素包括地形地势（海拔高低、迎风背风）、海陆位置、洋流、植被覆盖等。
就下垫面差异的规模及其对气候形成的作用来说，海陆间的差别是最基本的，并主要影响
气温、水分和环流。
下垫面对大气的影响，主要表现在两个方面：
一是对气温的影响。
由于气温是气候最主要的要素，故这也是下垫面对大气的影响主
要方面。
对于低层大气而言，由于几乎不能吸收太阳辐射，而能强烈吸收地面辐射，地面
辐射成为它的主要直接热源。
此外，下垫面还以潜热输送、湍流输送等方式影响大气热量。
二是对大气水分的影响，大气中的水气也是来自下垫面。
在相同气象条件下不同下垫面表面温度有很大差异，下垫面的绿化能够有效改善了局
部微气候；当地正午太阳高度角对于下垫面表面温度来说起主导作用。
感谢您的阅读，祝您生活愉快。
Q第四节 小气候与农田小气候1
• 农田中的乱流运动，是由热力和动力两种 原因共同作用的结果。白昼温度垂直梯度 较大上下冷热差异显著，热力因素起主导 作用；而夜间或阴天，动力乱流上居首位。
• （三）农田活动面的热量平衡 • 1活动面和活动层 • 凡能进行辐射作用吸收和放射热量，从而 引起邻近气层和土层温度变化的表面，称 为活动面。裸地，土面就是活动面；水域， 水面就是活动面。 • 在农田中，作物茎叶参杂，高低不一，构 成一个茎叶和空气“混处”的物质层，而 不是连续单一的物质交换面。因此，我们 把气层和土层的交界面称为内活动面，把 作物茎叶最密集的高度近似地看作是气层 和作物层的交界面，称为外活动面。
1
2
作 物 高 度
外 活 动 面
内 活 动 面 活动面和活动层 1 夜间温度分布 2 昼间温度分布
• (二)农田活动面热量差额 • 农田活动面热量差额的变化，是引起活动面温度 变化的直接原因，而活动面温度变化，又是邻近 气层、土层和作物层温度变化的源地。 • 裸地活动面的热量平衡方程为R=P+B+LE(见第一 篇第二章)。农田活动面热量平衡公式较为复杂， 辐射差额还有一部分消耗于作物的光合作用LA， 作物体增温QT，茎叶传导的热量QC，活动面向 土面的乱流交换量PT和农田总蒸散(土面蒸发和植 物蒸腾之和)，耗热LEC，于是，农田活动面的热 量平衡方程为： • RT=P+PT+B+LEC+LA+QT+QC
• 2镇压的气象效应 • 镇压使耕作层土壤紧实，其效应有：A.减小 透气和透水性，增加土壤毛管量，土壤水 分多时，加速土壤水分蒸发；B.增加土壤热 容量和导热率减小土壤温较差；C.在土壤 干燥时，镇压可保持土壤水分。我区中西 部春播后镇压主要是保墒和防止风吹露出 种子。
第八章农田小气候
第八章农田小气候一、名词解释：1. 小气候：在局部地区内，由于下垫面性质和状况的不同而引起近地气层与土壤上层小范围的特殊气候。
2. 农田小气候：是以农作物为下垫面的小气候。
它是农田贴地气层、土壤耕作层同作物群体之间物理与生物过程相互作用的结果。
3. 坡地小气候：由于坡向坡度的不同，坡地上的可照时间和太阳辐射强度差别很大，因而获得太阳辐射总量也不同所形成的小气候。
4. 非独立小气候：既受到本身下垫面影响又受到周围下垫面条件影响的小气候。
5. 活动层：农田植被吸收太阳辐射，进行长波辐射交换和热交换的物质层称为活动层。
6、小气候：任何一个地区内,由于其下垫面性质的不同,从而在小范围内形成一种与大气候不同特点的气候,通称小气候。
7、活动层：凡能籍辐射作用吸热或放热，从而调节邻近气层和土层（或其它物质层）温度状况的表面，称为活动面或活动层。
8、干燥度：干燥度是衡量气候干燥程度的指标。
又称干燥指数。
用地面失水(如蒸发、径流)与供水的比值表示。
比值越大，表示气候越干燥；比值越小，气候越湿润。
二、填空题：1. 我国气候的形成因素是(1)辐射因素、(2) 下垫面因素、(3)大气环流。
2. 我国年辐射总量的地理分布是自沿海向内陆(4) 增加。
3. 我国气温日较差随纬度增高而(5)增大。
年较差随纬度增高而(6) 增大。
4. 我国降水变率自沿海向内陆(7) 增大；全国而言，降水变率冬季(8)最大。
5. (9) 400毫米年平均等雨量线将我国划分东南半壁湿润区和西北半壁干旱区。
6. 1月份平均温度的0℃、3℃和8℃等温线分别通过我国的(10)秦岭(淮河)、(11)长江流域和(12南岭(桂林)) 等地区。
7. 我国气候的显著特点是(13)季风性显著和(14)大陆性强。
8. 农业气候资源中最主要的有(15) 太阳辐射、(16) 温度、(17) 降水。
9. 高山气候特点之一，是在一定高度范围内降水量随高度增加而(18)增加。
10. 立夏和芒种之间是(19) 小满，日期是(20) 5月21日。
气象学农业小气候综合实验报告论文
气象学农业小气候综合实验报告一、实验目的与意义1.通过实习了解小气候观测的各类仪器的安装与使用；2.掌握观测资料的整理分析方法；3.学会分析不同下垫面的温度、湿度及风速垂直分布情况，绘制分布曲线图并说明差异原因。
4.通过实验了解温室小气候的各气象要素的特点和规律5.农业小气候实地观察，一方面可以加深我们对已学过的气象学相关知识的印象，作为对已学习的知识点的巩固；另一方面也可以加强我们的实际观测动手能力，以及对实测数据的分析和总结的能力。
二、观测实习的程序和所用仪器的说明我们此次农业小气候的观测，本次实验由园艺专业两个半共同完成，在27日（星期六）和28日（星期日）两天进行农业小气候的观测，每天测量时间是8:00、12:00、16:00。
其中每个时间点我们观测的主要内容是风向、风速、空气相对湿度、光照辐射强度，地表温度、地中5cm温度、地中10cm温度、地中15cm温度、地中20cm温度、水温等，观测项目按各个组的实际条件进行。
我们主要使用到的实验仪器有：◆测温仪器：普通温度表、最高温度表、最低温度表、地面温度表、曲管温度表、温度计◆测湿仪器：通风干湿表（干湿球温度表，即阿斯曼）◆测风仪器：热球式微风仪◆测光照仪器：照度计仪器安装：（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。
（3）光照、风速、温度和湿度测量仪器放置大棚内的除了要测地面温度、浅层土壤温度和最高最低温度外，还有三种植物的2/3高处和顶层的各项数据，选择三种植物（考虑要有代表性和比较性），在2/3高处和顶层上都挂上毛发湿度表，还有用各种仪器测量其光照、风速、温度和湿度。
工程气候基础 第三章 小气候的类型与特征
概括起来，小气候学的研究内容有主要有三 个方面：1)理论基础、2)各种类型小气候和3) 小气候考察方法。在理论基础中，主要有近 地层物理学，包括下垫面的辐射平衡、热量 平衡和水分平衡的理论分析等；类型小气候 主要是研究各种特殊下垫面上小气候的形成 规律和特点以及各种人工改造行为所产生的 小气候效应 ；
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按照气候研究的空间尺度来划分，小气候所涉
及的水平范围和垂直范围都是不大的，其水平范
围约为101-104米，垂直范围约为10-1一102米。根
据下垫面的性质不同而产生的局地气候差异可以
区分为农田小气侯、森林小气候、护田林带小气
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三、小气候学的任务与方法
所谓小气候学是研究不同下垫面上小气候的 特点和形成规律的一门学科，它是气候学的 一个重要分支，主要任务是研究局地气候特 点与自然地理环境、天气气候条件和人类及 生物活动之间的相互影响和相互作用
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二、小气候的特点
小气候一是小范围；二是近地层；其物理过 程主要发生在近地气层和近地土壤层中，越 靠近下垫面，小气候特点也就越明显，距下 垫面越远小气候特点也就越来越微弱，直至 最后消失。与大环境气候背景要素相比，小 气候要素具有下列特点：
所谓小气候就是由于下垫面条件或构造特征 而形成的与周围气候不同的小范围的气候，
农大气象学名词解释
1. 干洁大气：除去了水汽和各种悬浮的固体与液体微粒的纯净大气，称为干洁大气。
2. 下垫面：指与大气底部相接触的地球表面，或垫在空气层之下的界面。
如地表面、海面及其它各种水面、植被表面等。
3. 气象要素：构成和反映大气状态的物理量和物理现象，称气象要素。
主要包括气压、气温、湿度、风、云、能见度、降水、辐射、日照和各种天气现象等。
1. 辐射：物体以发射电磁波或粒子的形成向外放射能量的方式。
由辐射所传输的能量称为辐射能，有时把辐射能也简称为辐射。
2. 太阳高度角：太阳光线与地平面的交角。
是决定地面太阳辐射通量密度的重要因素。
在一天中，太阳高度角在日出日落时为0，正午时达最大值。
3. 太阳方位角：太阳光线在地平面上的投影与当地子午线的交角。
以正南为0，从正南顺时钟向变化为正，逆时针向变化为负，如正东方为－90°，正西方为90°。
4. 可照时间：从日出到日落之间的时间。
5. 光照时间：可照时间与因大气散射作用而产生的曙暮光照射的时间之和。
6. 太阳常数：当地球距太阳为日地平均距离时，大气上界垂直于太阳光线平面上的太阳辐射能通量密度。
其值为1367瓦/米-2 。
7. 大气质量数：太阳辐射在大气中通过的路径长度与大气铅直厚度的比值。
8. 直接辐射：以平行光线的形式直接投射到地面上的太阳辐射。
9. 总辐射：太阳直接辐射和散射辐射之和。
10. 光合有效辐射：绿色植物进行光合作用时，能被叶绿素吸收并参与光化学反应的太阳辐射光谱成分。
11. 大气逆辐射：大气每时每刻都在向各个方向放射长波辐射，投向地面的大气辐射，称为大气逆辐射。
12 . 地面有效辐射：地面辐射与地面吸收的大气逆辐射之差，即地面净损失的长波辐射。
13. 地面辐射差额：某时段内，地面吸收的总辐射与放出的有效辐射之差。
1. 温度(气温)日较差：一日中最高温度(气温)与最低温度(气温)之差。
2. 温度(气温)年较差：一年中最热月平均温度(气温)与最冷月平均温度(气温)之差。
气象学名词解释
气象学名词解释一、名词解释1、太阳辐射——太阳时刻不断地向周围空间放射巨大的能量，称为太阳辐射能，简称太阳辐射。
2、蒸发速率——单位时间从单位面积上蒸发的水量。
3、辐射通量——单位时间通过任意面积上的辐射能量。
4、空气绝热变化——一块空气在没有热量收支时，由于环境气压的变化，引起气块体积改变而导致温度变化称为空气绝热变化。
5、水汽压——空气中由水汽所产生的分压强。
6、降水——从云中降落到地面的水汽凝结物。
7、天气——一定地区短时间内大气状况（风、云、雨、雪、冷、暖、晴、阴等）及其变化的总称。
8、小气候——任何一个地区内，由于其下垫面性质的不同，从而在小范围内形成的与大气候不同特点的气候称为小气候。
9、水平气压梯度力——因地球自转使空气质点运动方向发生改变的力称为水平地转偏向力。
10、生物学零度——维持生物生长发育的生物学下限温度。
11、季风——由于海陆之间的热力差异，产生的以年为周期在大陆与海洋之间大范围地区盛行的随季节而改变的风称为季风。
12、大气温室效应——大气中CO2等温室气体的存在，其选择吸收作用犹如温室覆盖的玻璃一样，阻挡了地面向外的辐射，增强了大气逆辐射，对地面有保温和增温作用。
13、太阳光能利用率——单位面积上作物产量燃烧所放出的热能与作物生长期中所接受的太阳辐射能的百分比。
14、干绝热变化——干空气或未饱和的湿空气，在绝热上升或绝热下降过程中的温度变化称为干绝热变化。
15、相对湿度——空气中实际水汽压与同温下饱和水汽压的比值。
16、气旋——是中心气压比四周低的水平旋涡。
17、雾——当近地气层的温度下降到露点温度以下，空气中的水汽凝结成小水滴或凝华成冰晶，弥漫在空气中，使能见度<1km的现象。
18、梯度风——自由大气中气压梯度力、地转偏向力和惯性离心力达到相互平衡时的风称为梯度风。
19、气候系统——指包括大气圈、水圈、陆地表面、冰雪圈和生物圈在内的，能决定气候形成、气候分布和气候变化的统一的物理系统。
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实验三不同下垫面的小气候
一、实验目的
综合之前的实验内容，测定小气候区域内的温度、湿度、风等。
学会气象实验数据的综合测量。
二、实验注意事项
1、保持场地的自然状况；
2、温度表读数：读气温表时，先干球、后湿球；读数时切忌用手去触摸温度表球部，眼睛与温度表的水平面在同一平面；读最低温度表时，眼睛应平直地对准游标离感应部分远的一端。
三、实验要求
1、不同下垫面的同一气象要素的时间序列分析
2、同一下垫面的不同气象要素的时间序列分析；
注：综合分析、实测资料的应用。
不同下垫面分析时，注意下垫面的作用；不同要素分析时，注意气象要素间的关联。
四、实验结果
下垫面一：地球仪边
时间气温
（℃）湿球
温度
（℃）
水汽压
（hPa）
相对湿
度
露点温
度(℃)
照度
(lux）
8:15 云状云量
（0）
7.0 6.8 9.7 97 6.6 32800
10:15 云状云量
（0）
12.4 9.4 9.8 68 6.7 66500 12:15 云状云量
（0）
15 9.6 8.3 49 4.4 66300 14:15 云状云量
（0）
16.4 10.2 8.3 49 4.4 34000 16:15 云状云量
（0）
14.2 11.0 11.0 67 8.4 4220 下垫面二：青年广场
时间气温
（℃）湿球
温度
（℃）
水汽压
（hPa）
相对湿度露点温
度(℃)
照度
(lux）
8:15 云状云量
（0）
6.6 4.4 6.9 71 1.7 10450
10:15 云状云量
13.0 5.8 4.4 29 -4.4 15700
（0）
12:15 云状云量
15.0 6.8 4.4 26 -4.4 25600
（0）
14:15 云状云量
16.0 6.3 3.1 17 -9.1 27200
（0）
16:15 云状云量
14.8 7.8 5.9 35 -0.5 1498
（0）
1、照度是指光照强度，指单位面积上所接受可见光的能量。
两个下垫面照度的走向大致相同，但是值有较大差异。
在地球仪边的下垫面光照最小值是4220lux，最大值是66500lux，两者差值为62280lux；新青年广场的下垫面最小光照为1498lux，最大光照为27200lux，两者差值为25702lux。
而且青年广场的下垫面照度始终小于地球仪的。
分析青年广场旁周围有较多高建筑物，会遮挡阳光，影响照度。
且周围树木较多，树木本身就具有调节气候的作用，也会对阳光起到遮挡的作用。
地球仪边的下垫面地势开阔，其下垫面正上方无树木遮蔽，灌木丛对照度的影响较小，所以照度较大。
两个下垫面的温度曲线均是单峰值曲线。
地球仪边的最高温度出现在14：15，为16.4摄氏度，最低温度出现在8:15，为7摄氏度，日较差为8.4。
青年广场的最高温度出现在14:15，为16.0摄氏度，最低温出现在8:15，为6.6摄氏度，日较差为9.4摄氏度。
分析：
1、早晨青年广场的温度低于地球地球仪边的温度，是由于树冠对太阳辐射的遮挡作用，使得太阳辐射较少进入林冠下层，所以温度较低。
2、两个观测点的都为硬化地面，地球仪边的为水泥，青年广场的为沥青。
太阳辐射对空气的增温效果并不明显，即空气中的主要热量来源不是太阳辐射，而是来自地表的热量，由于地表吸热较为迅速，所以气温变化较为明显。
两个不同下垫面的最低温的差异，是由于青年广场地势较低，且周围有较多高建筑遮挡风，地面上方又有树冠的遮挡，所以温度下降较慢。
1、相对湿度=水汽压/ 饱和水汽压，温度会影响饱和水汽压，温度升高，饱和水汽压增大，相对湿度减小，所以可以从图中看出两者是呈反相关的。
但是温度对水汽压的影响不是绝对的，相对湿度还受水汽压的影响，水汽压也是有日变化趋势的。
2、在傍晚时分，相对湿度有增大。
温度下降，相对湿度增大；另外水汽压也增大了。
水汽压增大的可能原因是光照强度减弱，蒸发量减少，空气中的水汽含量增大。
光照强度减弱，植物的光合作用减弱，光合作用需要水分，所以光合作用的减弱可以减少空气中水分的蒸发量。
地球仪边水汽压的最大值为11hpa，最小值为8.3hpa，极值差为2.7hpa；青年广场水汽压最大值为6.9,hpa，最小值为3.1hpa，差值为3.8hpa。
且青年广场的水汽压值始终小于地球仪边的水汽压值。
分析：地球仪下垫面周围少高大乔木，多灌木，光合作用所需要的水分较少，且灌木有人维护，经常会给灌木补充水分，会人为造成这一区域的水汽压值的增高。
而青年广场周围多高大乔木，光合作用所需要的水分较多。
且周围的高建筑物阻挡了周围水汽的进入，所以水汽压值较低。