农业气象学实验分析报告

1、农业气象学实验报告作者:日期:实验一、太阳辐射与光照强度的观测实验目的：1 . 了解辐射表、多探头照度计的构造原理；掌握太阳总辐射、净辐射和光 照强度的观测方法。2 .掌握太阳辐射传感器、多探头照度计测定太阳总辐射、净辐射和光照强 度的原理和方法。仪器、设备：TBQ-2天空辐射表、TBB-1净辐射表、太阳辐射电流表、ZDS-10F系列多探头自 动换档数字式照度计、导线 设备参数：TBQ-2天空辐射表灵敏度：10.549um/wm2TBB-1净辐射表灵敏度：9.124um/wm2（白天）、9.11um/wm2 （夜晚）太阳辐射电流表：辐射瞬时值（瓦/平方米）=显示值X 1000/灵敏度系数 实验

2、原理与步骤：一、太阳总辐射、净辐射的观测（一）TBQ-2天空辐射表原理与安装1 .TBQ-2 天空辐射表构造原理：该表用来测量光谱范围为0.3-3 pm的太阳 总辐射，也可用来测量入射到斜面上的太阳辐射，如感应面向下可测量反射辐射， 如加遮光环可测量散射辐射。因此，它可广泛应用于太阳能利用、气象、农业、 建筑材料老化及大气污染等部门做太阳辐射能量的测量。TBB-1净辐射表用来测量太阳辐射及地面辐射的净差值。 它的测量范围为0.33 pm的短波4B射和3 50仙m的地球辐射。TBQ-2天空辐射表的工作原理：该表为热电效应原理，感应元件采用绕线电 镀式多接点热电堆，其表面涂有高吸收率的黑色涂层。

3、热接点在感应面上，而冷 结点则位于机体内，冷热接点产生温差电势。在线性范围内，输出信号与太阳辐 照度成正比。为减小温度的影响则配有温度补偿线路， 为了防止环境对其性能的 影响，则用双层石英玻璃罩，罩是经过精密的光学冷加工磨制而成的。2 .TBQ-2天空辐射表的安装与使用：该表应安装在四周空旷，感应面以上没有任何障碍物的地方。 然后将辐射表 电缆插头正对北方，调整好水平位置，将其牢牢固定，再将总辐射表输出电缆与 记录器相连接，即可观测。最好将电缆牢固地固定在安装架上，以减少断裂或在 有风天发生间歇中断现象。(二)TBB-1净辐射表原理与安装1 .TBB-1净辐射表构造原理：TBB-1净辐射表用来

4、测量太阳辐射及地面辐射的净差值。它的测量范围为0.33仙m的短波辐射和350pm的地球辐射。TBB-1净辐射表的工作原理：该表的工作原理为热电效应原理，感应部分 是由康铜及镀铜组成的热电堆，热电堆的上下两个面紧贴着涂有无光黑漆的感应 面，由于上下感应面吸收辐照度不同，因此热电堆两端产生温差，其输出电动势 与感应面黑体所接收的辐照度差值成正比，当太阳辐射大于地面辐射时输出为 正，反之为负。为了防止恶劣环境的影响及保护感应面， 该表装有即能透过长波 辐射、又能透过短波辐射的聚乙烯薄膜罩。2 .TBB-1净辐射表的安装与使用：该表可安装在专用台柱上，也可临时装在三角架上，如果安装在台柱上，要 用两个

5、夹子将表面固定，使感应面离地高度为1.5米，调节水平泡使其处于水平 位置，拧紧夹子。表的输出电缆线连接到记录仪的输入端即可测量。(三)观察与记录(1)在太阳直射辐射不被遮蔽的开阔处，安装好 TBQ-2天空辐射表、TBB-1净 辐射表，调整使仪器感应面成水平位置。 辐射电流表安装在辐射表的北面， 具距 离应使观测者读数时不遮挡天空辐射表。(2)分别将TBQ-2天空辐射表、TBB-1净辐射表的2根导线与辐射电流表的(+)、 (-)端连接好，待仪器稳定后即可开始测量。(3)测量总辐射照度时,把TBQ-2天空辐射表头部的金属罩取下， 经3-5s后即 可从电流表上读取数值；测量净辐射照度时，把TBB-1

6、净辐射表头部的两个金属 罩取下，经3-5s后即可从电流表上读取数值；分别记录 10:30、11:10、11:50、 12:30、13:10、13:50 (每隔四十分钟)时的太阳总辐射、净辐射。(4)把上述辐射电流表上的数值按仪器使用说明书中的公式换算成辐射照度。 二、光照强度的观测(一)ZDS-10F系列多探头自动换档数字式照度计原理1 .ZDS-10F系列多探头自动换档数字式照度计工作原理：光电池是把光能直接转换成电能的光电元件。当光线射到硒光电池表面时，入射光透过金属薄膜4到达半导体硒层2和金属薄膜4的分界面上，在界面上产生光电效应。产生电位 差的大小与光电池受光表面上的照度有一定的比例关

7、系。这时如果接上外电路， 就会有电流通过，电流值从以勒克斯（Lx）为刻度的微安表上指示出来。光电流 的大小取决于入射光的强弱和回路中的电阻。照度计设有自动变档装置，如读数大于1999时，则倍率指示箭头自动上跳一档，如读数小于100时，则下跳一档。2 .ZDS-10F系列多探头自动换档数字式照度计使用方法：1）把标有A、B字样的传感器探头，分别插入仪器面板上的INPUT（输入）A B 插孔；2）将照度计面板左上侧的Power开关由OFF位置拨到ON位置，此时仪器电源 接通，显示器上出现3个0;3）照度计面板右上侧有一个传感器 Select开关，开关置于A时，则对传感器A 的照度进行测量，以此类推

8、；4）打开传感器探头的遮光罩；5）读取照度计显示的数值，并乘以显示器右侧箭头指示的倍率，即得实际照度 值。（二）观察与记录在太阳直射辐射不被遮蔽的开阔处，安装好ZDS-10F系列多探头自动换档数字式 照度计，调整使光电池表面向上水平放置。按上述使用方法操作，打开电源 -打开盖子-读数-关电源-盖盖子，分别记录 10:30、11:10、11:50、12:30、13:10、13:50 （每隔四十分钟）时的光照强度。实验结果10:3011:1011:5012:3013:1013:50太阳总辐射（w/m2）176.3337.5317.6202.9193.4420.9净 辐 射(w/m2)120.620

9、6.0203.9129.3121.7252.1光照强度（lx）191003450032800216002050042000实验分析1 .太阳总辐射、净辐射的日变化太阳总辐射、净辐射从10点半到14点大体上呈升高、降低、升高的趋势， 且在13点50左右达到最大值。这是由于观测当天的天气原因（云）以及观测时 间较短所导致的现象，正确的变化趋势应该是呈先升高后降低的趋势， 且在正午 达到最大值。由于清晨太阳未完全升起、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、净辐射与太阳高度角呈正相关。2 .光照

10、强度日变化由实验结果可知，光照强度随时间的变化，先升高后降低又升高，同样是由 于观测当天的天气原因（云）以及观测时间较短所导致的，正确的变化趋势应该 是呈先升高后降低的趋势，因为光照强度也和太阳高度角呈正相关， 而太阳高度 角在10点到15点是先增加后降低。实验二、空气温度与湿度的观测实验目的：1 . 了解温度表与温度计的构造原理；掌握气温与地温的观测方法。2 .掌握百叶箱通风干湿表、机械式通风干湿表测定空气湿度的原理及方法；3 .掌握空气湿度的查算方法。仪器、设备：1 .小百叶箱，干湿球温度表，最高温度表，最低温度表。蒸储水、纱布；2 .地面温度表，地面最高温度表，地面最低温度表，曲管地温表

11、；3 .通风干湿表。实验原理与步骤：一、空气温度与湿度的观测（一）百叶箱的构造原理与箱内仪器的安装1 .百叶箱的构造原理：百叶箱是安置测定温、湿仪器用的防护设备。它的作用是防止太阳对仪器的直接辐射和地面对仪器的反射辐射，保护仪器 免受强风、雨、雪等的影响，并使仪器感应部分有适当的通风，能真实 地感应外界空气温度和湿度的变化。2 .百叶箱的安装：百叶箱应水平地固定在一个特制的支架上。支架应牢固地埋入地下，顶端约高出地面125厘米；埋入地下的部分，要涂防腐油。架子可用木材或角铁制 成。百叶箱装在架子上，用角铁和螺丝寄固定。多强风的地方，还须在四个 箱角上铁丝纤纯。箱门朝正北。3 .百叶箱内仪器的安

12、装：干湿球温度表是由两支型号完全一样的温度表组成。温度表是根据水银（酒精）热胀冷缩的特性制成的。分感应球部、毛细管、刻度磁板、外套管 四个部分。在小百叶箱的底板中心，安装一个温度表支架，干湿球温度表垂直悬挂在支架两侧的环内，球部向下，干球在东，湿球在西，球部中心距地面1.5米高。湿球温度表球部包扎一条纱布，纱布的下部浸到一个带盖的水杯内。杯口距湿球球部约3厘米，杯中盛蒸储水，供湿润湿球纱布用。湿球包扎纱布时，要把湿球温度表从百叶箱内拿出，先把手洗干净后， 再用清洁的水将温度表的感应部分洗净，然后将长约10厘米的新纱布在蒸储水中浸湿，使上端服贴无绐折地包卷在水银球上（包卷纱布的重叠部分不 要超过

13、球部圆周的1/4）;包好后，用纱线把高出球部上面的纱布扎紧， 再把 球部下面的纱布紧靠着球部扎好（不要扎得过紧），并剪掉多作的纱线。（二）观测与记录：1 .观测程序：分别记录 10:30、11:10、11:50、12:30、13:10、13:50 （每 隔四十分钟）时的观测数据，观测顺序是：干球、湿球温度表，最低温 度表酒精柱，最高温度表，最低温度表游标，调整最高、最低温度表， 温度计和湿度计读数并作时间记号。2 .各种温度表读数要准确到0.1 C。温度在0c以下时，应加负号“-”，读 数记入观测薄相应栏内。3 .温度表读数时应注意：1）避免视差观测时必须保持视线和水银柱顶端齐平。2）动作要迅

14、速读数力求敏捷，尽量缩短停留时间，并且勿使头、手和灯接近球部，不要对着温度呼吸。3）注意复读避免发生误读或颠倒零上、零下的差错。2、 通风干湿表的观测通风干湿表携带方便，精确度高，是一种常用于野外考察或小气候观测时测 定空气温度和湿度的良好仪器。1 .构造原理其作用和原理与百叶箱干湿球温度表一样，主要不同之处，也是它的优点， 即它利用机械（或电动）通风装置，使流经温度表球部的风速恒定为23m/s。仪器表面磨光和全部镀锲或铭，是很好的反射体。温度表的球部有双层辐射防护 管保护，能很好地减轻热传导的影响。因此，通风干湿表可以露天装置，也可以 在阳光下进行观测。通风干湿表的构造如图所示，干湿球温度表

15、被默写在金属框架上，温度表的 球部在双层辐射防护外套管和内套管的里面，内外套管借三通管和中心管与风扇相通。用插入圆顶上特制的钥匙上发条，以开支风扇。空气由内套管进入，经过 中心管、再从风扇圆顶下边沿的缝隙排出。仪器的附件有：湿润纱布用的玻璃滴管和铜夹，保护风扇不受外面风影响的 防风罩，悬挂仪器用的挂钩。2 .安装 观测前先把仪器悬挂好，仪器感应部分离地面的高度根据需要而 定。观测高度在0.5m以上时，仪器应垂直悬挂；观测高度在 0.5m以下 时，应与地面平行放置，温度瑶球部向着迎风面。3 .观测和记录通风干湿表在正式观测前 4分钟必须按下列步骤完成准备 工作：1）湿润湿球纱布 用滴管吸满蒸储水

16、，然后倒置，管口向上， 一手放开铜夹，一手轻压橡皮囊，使管中水面恰达玻璃管上 端的标志处，用铜夹夹紧橡皮管，再将滴管插入湿球的防护 内管，使之湿润湿球纱布，约 5秒，即放松铜夹，使玻璃管 中的水全部流回橡皮囊内，再小心地抽出滴管。2）上发条通风 上发条时要小心，不要上满，要留一两转余地， 以免折断发条。3）悬挂仪器将仪器仔细地挂在预先旋入木桩的金属杆上。4）观测仪器安装好后，经过4分钟就可以观测（正点观测）， 观测的顺序和注意事项与百叶箱干温度表相同，止匕外，还应 注意以下几点：a）观测时，观测员不要与仪器找荏靠得太近，不要用手接触仪器；b）风速4m/s时，应将防风罩套在风扇口风向一侧，其开口

17、方向与 风扇的旋转方向一致，不影响风扇的正常旋转。3、 地温的观测（一）观测地段与仪器安装1 .地面和浅层地温的观测地段，设在观测场内南面平整出的裸地上，地段 面积为2X4平方米，地表疏松、平整、无草，并与观测场整个地面相平。2 .地面三支温度表须水平地安放在地段中央偏东的地面，按 0厘米、最低、 最高的顺序自北向南平行排列，感应部分向东，并使其位于南北向的一条直线上，表间相隔约5厘米；感应部分及表身，一半埋入土中，一半 露出地面。埋入土中部分的感应部分与土壤必须密贴，不可留有空隙； 露出地面部分的感应部分和表身，要保持干净。3.曲管地温表安置在地面最低温度表的西边约 20厘米处，按5, 10

18、, 15, 20厘米度顺序由东向西排列，感应部分向北，表间相隔约10厘米；表身 与地面成45度夹角，各表表身应沿东西向排齐 。安装时，须按上述要 求，先在地面划出安装位置，然后挖沟。表身露出地面的沟壁（称南壁） 呈东西向，长约40厘米，沟壁往下向北倾斜，与沟沿成 45度坡；沟的 北壁呈垂直面，北沿距南沿宽20多厘米；沟底为阶梯形，由东至西逐渐 加深，每阶距地面垂直深度分别为 5, 10, 15, 20厘米，长约10厘米。 沟坡与沟底的土层要压紧。然后安放地温表，使表身背部和感应部分的 底部与土层紧贴，各表的深度、角度和距离均符合安装要求，再用土将 沟填平。填土时，土层也须适度培紧，使表身与土壤

19、间不留空隙。整个 安装过程，动作应轻巧和缓，以免损坏仪器。（二）观测和记录1 .分别观测记录 10:30、11:10、11:50、12:30、13:10、13:50 （每隔四十 分钟）时5, 10, 15, 20厘米地温表和地面温度表的观测数据；地面最 高、最低温度表于13:50时观测一次。各种地温表观测读数要准确要 0.1 C,温度在0c以下时，记录前须加负号“-”。2 .观测时，按0厘米、最低、最高和5, 10, 15, 20厘米地温的顺序读数。 观测地面温度时，应俯视读数，不准把地温表取离地面。读数记入观测 簿相应栏。实验结果空气温度和湿度观测表百叶箱时间10:3011:1011:501

20、2:3013:1013:50合计平均计数计数计数计数计数计数百叶箱干球（C）27.929.228.227.227.327.5167.327.9百叶箱湿球(C)123.224.023.723.123.623.5141.123.5最高温度(C)-30.0-最低温度(C)-25.1-水汽压24.625.625.624.826.225.8152.625.4相对湿度656367697270一67.7露点温度20.821.521.521.021.821.6一一通风干湿表时间10:3011:1011:5012:3013:1013:50合计平均计数计数计数计数计数计数通风干湿表干球(C)28.227.627.

21、427.027.227.0164.427.4通风干湿表湿球(C)25.022.722.423.623.823.8141.323.6水汽压29.524.524.026.927.227.3159.426.6相对湿度776666757577一72.7露点温度23.820.820.422.322.522.6一一地温观测表时间10:3011:1011:5012:3013:1013:50合计平均读数读数读数读数读数读数-地 面 温 度0厘米25.226.627.026.026.527.6158.926.5最高-27.0-最低-25.4-浅 层 地 温5厘米24.524.925.225.024.724.51

22、48.824.810厘米24.024.424.424.524.524.3146.124.415厘米23.523.423.623.723.923.6141.723.620厘米23.023.023.023.023.223.0138.223.0实验分析百叶箱与通风干湿表对比百叶箱千珠(#C) 一百IH箱it点温度通风干湿袅湿琳(七)百叶箱湿拣m通风干湿表干球co 通风干湿森就点温度图41 .由实验结果和图1可知，百叶箱干湿表和通风干湿表测得的空气温度和湿度数据2 .日出后，地面开始吸收辐射热量，地面温度整体呈上升趋势3 .随着深度增加，浅层地温逐渐降低，且浅层地温随时间变化温度变化幅度小;浅层20c

23、m地温随时间变化温度基本不发生变化。实验三降水量与蒸发量的观测实验目的：掌握降水量与蒸发量的观测方法。实验仪器与设备：雨量器、小型蒸发器、量杯。实验内容与步骤：一、 雨量器雨量器由承水器（漏斗）、储水筒（外筒）、储水瓶组成，并配有与其口径成 比例的专用量杯。（一）安装 安置在观测场内固定架子上。器口保持水平，距地面高度70厘米。（二）观测和记录安装后观测最后一次即13:50时的降水量。在观测时要换取储水瓶，把换下的储水瓶取回室内（降水很小或已停止时，也可在观测场内），将水 倒入量杯（注意倒净）。然后，用食指和姆指夹住量杯上端，使其自由下 垂（或将量杯放在水平的桌面上），视线与水面平齐，以水凹面

24、最低入为 准，读得的刻度数即为降水量，记入观测簿中该时降水量定时栏。二、小型蒸发器（一）构造与安置 小型蒸发器为一口径20厘米、高约10厘米的金属圆盆。 在观测场内的安置地点竖一圆柱，柱顶安一圈架，将蒸发器安放其中。蒸发器口缘保持水平，距地面高度为 70厘米。（二）观测和记录1 .测量当天10:30注入的20毫米清水（即今日原量）经 200 分钟蒸发剩余的水量记入观测簿余量栏。蒸发量=原量+降水量-余量2 .蒸发器内的水量全部蒸发完时，记为 20.0 （如原量为30.0 毫米，记为30.0）。此种情况应避免发生，平时要注意蒸发 状况，增加原量。3 ,因降水或其它原因，致使蒸发量测定值成负值时，

25、记为 0.0。实验结果降水量13:50合计（mm00蒸发量（小型）原量（mrm余量（mrm降水量（mrm烝发里（mrm2019.200.8实验分析实验当天无降雨，天气多云，顾蒸发量较小实验四、气压和风的观测实验目的1 .学会用空盒气压表观测气压的方法；2 .学会轻便风向风速表的观测方法。仪器、设备 空盒气压表、DJ-8轻便风向风速表。实验内容与步骤一、气压的测定1 .空盒气压表的构造原理空盒气压表由感应部分、传动放大部分和指示部分组成。1）感应部分：是一组有弹性的密闭圆形金属空盒，盒内近似真空，盒的两 面都有波纹，用以增大空盒的弹性。空盒组的一端与传动放大部分联接， 另一端则固定在金属板上。大

26、气压力作用于空盒上时，空盒压缩。当空 盒弹力与大气压力相平衡时，空盒就保持一定的形状，指针指出相应的 气压值。当大气压力发生变化时，空盒就发生形变，指针位置也相应发 生移动。2）传动放大部分：由传动杆、水平轴，短杠杆、长杠杆和指针轴组成。感 应部分的微小变化，经过这一装置可以放大一百倍以上，以带动指针指 示出气压值。3）指示部分：由指针、刻度盘和附属温度麦组成。刻度盘示度一般为600800mm最小分度为o. 5mm气压增大时，空盒被压缩，经过传动部 分带动指针，向右偏转，气压示度升高，气压减小时，空盒向外扩张， 带动指针向左偏转，气压示度降低。为读取仪器温度，有的空盒气压表 还付装了温度表。2 .观测与记录 仪器放置水平后打开盒盖，先读附属温度，准确到 0.1 C,然 后轻敲盒面（克服机械摩擦），待指针静止后再读数。读数时视线必须与刻度 盘平面垂直，精确到小数一位，复读后关好盒盖。二、风的测定风的观测包括风向与风速。由于风向和风速随时间的变化很大，瞬时值缺乏