气象学实习报告 - 小气候综合实习 - 北京林业大学(4)

① 由图示可以得出结论:随着深度的增加,土温日较差减小,最高温度与最低温度出现时间也逐渐落后。

② 原因：在白天，地表的热源主要是太阳直接辐射。地表获得的正直辐射平衡比较大，通过乱流交换，蒸发和土壤交换等方式将热量传递给大气和土壤深层，比较起来，蒸发耗热量最大，乱流热交换量次之，土壤热交换量最小。因为，地表得热后，热量必然向下传递，热量被土壤层层阻截，使得越到深层的土壤接收到的热量越少，温度幅度变化越小。因此，土壤增热随深度的增加而减小，大概到1米左右深度，土壤无日变化。

(2) 出现土壤温度最高值（0厘米）的点及其滞后原因 ① 土壤温度最高值出现点

我们从图可以得知，不同深度的土壤温度其最高温度出现在“地表”，即0CM的地 表土壤中，为22.6℃左右。

② 最高温度出现滞后的原因

地表温度最高值大概出现在午后13点左右，比太阳辐射最大值出现的时间稍落后。 落后的原因是最高温度出现时间是地面积累热量最多的时候，中午虽然太阳辐射最强，但地面热量积累并未达到最大值。午后，太阳辐射逐渐减弱，但地面仍有热量积累温度继续上升，约13h左右热量积累达到最大值，此时地面温度达到最高值。以后，地面得到的太阳辐射继续减少，土壤失热多于收入热量，地面温度开始降低，直至次日日出前后，地面因失热含热最少，出现地面最低温度。

（3）实习测定结果分析（如上图所示）

由于深层土壤具有一定的保温作用，所以在太阳强度很弱时，土壤越深温度越高。9时左右太阳强度逐渐增强。20厘米深处土壤保温作用很强，温度依然比较高。而10厘米，15厘米深度是无法直接吸收太阳辐射的热量，只能通过土壤来传递热量。

一般来说，0厘米土壤直接吸收太阳辐射的热量温度应该上升很快，但是在10点左右某一个点一方面有少量云出现另一方面气压有些下降，导致土壤从整体看来温度下降，且因为气温的原因影响较大，下降的幅度也较大。0厘米最高温度出现在午后13时左右，比太阳辐射最大值稍落后（原因已解释）。随后太阳辐射继续增强，各个层温度都开始上升。地表吸收的热量多，所以0厘米温度上升快，离地表较近的5厘米的土壤也在不断吸收着大量的热量，曲线不断上升，10厘米的土壤相对于15厘米的土壤吸收的热量相对多些，所以也在不断上升，而15厘米土壤无法吸收大量热量，导致温度上升很慢。随深度的增加，吸收的能量越来越少，而20厘米土壤保温作用比较强，所以，整体上温度比15 厘米温度高。随着太阳辐射的减弱，各层温度都开减弱，随后又继续以不同的速度开始下降。与太阳刚出现时大概基本相同。温度随着深度的增加其传递有一定的滞后性，所以决定在不同深度达到峰值时间不同，随深度增加依次推后。

到了傍晚，17点左右，由于太阳高度角逐渐降低，太阳辐射强度减弱，使得大气温度降低，地面开始冷却，地面放热，所以，地表的温度开始快速下降。而由于土壤具有很好的保温作用，土壤内部的温度基本上没有什么变化，只是5CM处受地表影响相对下较大，所以，有比较明显的下降，其他深度的温度基本保持不变。

（由于深层土壤具有一定的保温作用，所以在太阳强度很弱时，土壤越深温度越高。20cm，15cm深处土壤保温作用很强，温度依然最高。0cm土壤直接吸收太阳辐射的热量温度上升很快。0cm处13点达到最高值并一直持续到17点。地表吸收的热量多，向下传递所以各深度的温度上升快，由于是晴天，太阳幅射多，导致温度上升较快，随深度的增加，吸收的能量很少，在一整天的时间内15cm,20cm的温度几乎没有发生变化，呈直线分布，5厘米，10厘米深度的温度由于受地表吸收太阳辐射的影响比较大，所以出现的波动较大。）

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3.1.6土壤温度的垂直变化

3.1.6.1土壤温度的垂直变化规律（见图6）

40.035.030.025.020.015.010.05.00.00cm5cm10cm15cm20cm36.8温度/℃9:0029.026.213:0018:0029.427.123.722.420.415.219.517.015.217.816.315.8深度/cm图6 土壤温度垂直变化折线图

本次实习测到的土壤温度垂直变化的数据如图6所示。 3.1.6.2实习测得的土壤垂直温度分析

? 9点的土壤温度铅直变化规律

9点的太阳辐射逐渐增强，地表的温度经过一昼夜的释放热量，处于的土温已经很低了。日出后地面急剧升温，上层土温迅速变成日射型分布，但深层土壤具有保温作用，保存着前一天吸收的能量，所以，温度相对之下较高，9点的土壤温度牵制变化规律是“早上过渡性型”。

早上过度型是夜间辐射型向白天日射型的过渡型。日出后地面升温，上层土温迅速变成日射型分布，但下层仍保持辐射型。此时，中间层温度低，所以，早上过渡型是土壤上层日射型下层辐射型的土温铅直分布。

? 13点的土壤温度铅直变化规律

经过一上午的的太阳照射，日间地面获得大量太阳辐射热，温度上升，热量由上向下传递。此时，土温铅直分布为由地表向下温度递减，相对来说，减低的速度较快。由此推断出，13点的土壤温度铅直变化规律是“日射型”。

日射型是日间地面获得大量太阳辐射热，温度急剧上升，热量由上向下传递。此时，土温铅直温度分布为由地表向下温度递减，而且减低的速度很快。

? 18点的土壤温度铅直变化规律

傍晚地面因辐射冷却温度下降,土壤上层出现辐射型,下层仍保持着日射型,此型的土壤温度分布为上层和下层温度低,中间层的温度高。

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3.1.7不同高度气温的日变化规律

3.1.7.1不同高度气温的日变化规律（见图7）

温度/摄氏度30.025.020.015.010.05.00.08点9点10点11点12点13点14点15点16点17点18点20150时间/时图7 不同高度气温日变化折线图

本次实习测到的气温变化的数据如图7所示。

总地来说，20cm处的气温大体上都高于150cm处的气温，大致可归纳出，不同高度的气温的日变化的大致规律是：在对流层大气中，平均情况下，大气温度随高度的增加而降低的。

在8点到15点，20cm处的气温持续在上升，15点后，气温开始下降。 在8点到16点，150cm处的气温持续在上升，16点后，气温开始下降。 3.1.7.2实习测得的气温数据分析

这两条图线较好地反映了气温在指一天内气的周期性变化。这种变化离地面愈近愈明显。最高气温一般出现在15时左右，最低气温一般在早晨。

正午以前，太阳辐射逐渐加强，气温不断上升。 正午以后，太阳辐射虽开始减弱，但地面获得的太阳辐射热量仍比地面辐射失去的热量多，地面储存的热量继续增多，气温任然上升，直到太阳辐射热量开始少于地面辐射失去的热量时，即由盈余转为亏损的时刻，地面温度达最高值。地面将热量传给空气还需一定时间，故最高气温出现在了15时左右。

15时以后，太阳辐射热量少于地面辐射失去的热量，因此气温开始下降。

就图中150cm处了16点的时候出现了“逆温”现象，我们小组的解释如下。此时，太阳高度角逐渐减小，太阳辐射逐渐减弱，大气温度开始下降，因为地面是大气的主要热源，在这个时候，地面开始向大气放热，地面温度降低极快。150CM的大气温度主要受太阳辐射的影响，此时，也是在降低，但是其降低的幅度较慢，所以，曲线出现了“逆温”现象。然后，20CM和150CM的大气温度在逆温的情况下，逐渐降低。

3.1.8不同高度湿度的日变化

3.1.8.1不同高度相对湿度（u）的日变化规律（如图8）

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