农业气象学实验报告

实验一、太阳辐射及光照强度的观察实验目的：理解辐射表、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察办法。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办法。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：TBB-1净辐射表敏捷度：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×1000/敏捷度系数实验原理及环节：太阳总辐射、净辐射的观察TBQ-2天空辐射表原理及安装构造原理：μm的太阳总辐射，也可用来测量入射到斜面上的太阳辐射，如感应面对下可测量反射辐射，如加遮光环可测量散射辐射。因此，它可广泛应用于太阳能运用、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。它的测量范畴为0.3～3μm的短波辐射和3～50μm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，其外表涂有高吸取率的黑色涂层。热接点在感应面上，而冷结点那么位于机体内，冷热接点产生温差电势。在线性范畴内，输出信号及太阳辐照度成正比。为减小温度的影响那么配有温度赔偿线路，为了避免环境对其性能的影响，那么用双层石英玻璃罩，罩是通过精细的光学冷加工磨制而成的。2.TBQ-2天空辐射表的安装及使用：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，调节好水平位置，将其牢结实定，再将总辐射表输出电缆及统计器相连接，即可观察。最佳将电缆结实地固定在安装架上，以减少断裂或在有风天发生间歇中断现象。〔二〕TBB-1净辐射表原理及安装1.TBB-1净辐射表构造原理：TBB-1净辐射表用来测量太阳辐射及地面辐射的净差值。它的测量范畴为0.3～3μm的短波辐射和3～50μm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，感应局部是由康铜及镀铜构成的热电堆，热电堆的上下两个面紧贴着涂有无光黑漆的感应面，由于上下感应面吸取辐照度不同，因此热电堆两端产生温差，其输出电动势及感应面黑体所接受的辐照度差值成正比，当太阳辐射不不大于地面辐射时输出为正，反之为负。为了避免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。TBB-1净辐射表的安装及使用：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，要用两个夹子将外表固定，使感应面离地高度为1.5米，调节水平泡使其处在水平位置，拧紧夹子。表的输出电缆线连接到统计仪的输入端即可测量。

〔三〕观察及统计〔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，调节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，其距离应使观察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根导线及辐射电流表的〔+〕、〔-〕端连接好，待仪器稳定后即可开场测量。〔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；分别统计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阐明书中的公式换算成辐射照度。光照强度的观察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外表时，入射光透过金属薄膜4达成半导体硒层2和金属薄膜4的分界面上，在界面上产生光电效应。产生电位差的大小及光电池受光外表上的照度有一定的比例关系。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〕为刻度的微安表上批示出来。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，如读数不不大于1999时，那么倍率批示箭头自动上跳一档，如读数不大于100时，那么下跳一档。2.ZDS-10F系列多探头自动换档数字式照度计使用办法：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；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，显示屏上出现3个0；照度计面板右上侧有一种传感器Select开关，开关置于A时，那么对传感器A的照度进展测量，以这类推；翻开传感器探头的遮光罩；读取照度计显示的数值，并乘以显示屏右侧箭头批示的倍率，即得实际照度值。〔二〕观察及统计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，调节使光电池外表向上水平放置。按上述使用办法操作，翻开电源-翻开盖子-读数-关电源-盖盖子，分别统计10:30、11:10、11:50、12:30、13:10、13:50〔每隔四十分钟〕时的光照强度。实验成果10:3011:1011:5012:3013:1013:50太阳总辐射〔w/m2〕净辐射〔w/m2〕光照强度(lx)19100345003280021600205004实验分析图1图21.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点大致上呈升高、减少、升高的趋势，且在13点50左右达成最大值。这是由于观察当天的天气因素〔云〕以及观察时间较短所造成的现象，对的的变化趋势应当是呈先升高后减少的趋势，且在正午达成最大值。由于清晨太阳未完全升起、大气透明度低等因素，辐射比拟弱；随着太阳的升起、大气透明度增加，辐射逐步增强直至太阳高度角最大时，辐射最强；再随时间推移，辐射削弱。总辐射、净辐射及太阳高度角呈正有关。2.光照强度日变化由实验成果可知，光照强度随时间的变化，先升高后减少又升高，同样是由于观察当天的天气因素〔云〕以及观察时间较短所造成的，对的的变化趋势应当是呈先升高后减少的趋势，由于光照强度也和太阳高度角呈正有关，而太阳高度角在10点到15点是先增加后减少。

实验二、空气温度及湿度的观察

实验目的：理解温度表及温度计的构造原理；掌握气温及地温的观察办法。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办法；掌握空气湿度的查算办法。仪器、设备：小百叶箱，干湿球温度表，最高温度表，最低温度表。蒸馏水、纱布；地面温度表，地面最高温度表，地面最低温度表，曲管地温表；通风干湿表。实验原理及环节：空气温度及湿度的观察百叶箱的构造原理及箱内仪器的安装百叶箱的构造原理：百叶箱是安置测定温、湿仪器用的防护设备。它的作用是避免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，并使仪器感应局部有适宜的通风，能真实地感应外界空气温度和湿度的变化。百叶箱的安装：百叶箱应水平地固定在一种特制的支架上。支架应结实地埋入地下，顶端约高出地面125厘米；埋入地下的局部，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绳。箱门朝正北。百叶箱内仪器的安装：干湿球温度表是由两支型号完全同样的温度表构成。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、外套管四个局部。在小百叶箱的底板中心，安装一种温度表支架，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，纱布的下部浸到一种带盖的水杯内。杯口距湿球球部约3厘米，杯中盛蒸馏水，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局部洗净，然后将长约10厘米的新纱布在蒸馏水中浸湿，使上端服贴无绉折地包卷在水银球上〔包卷纱布的重叠局部不要超出球部圆周的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。观察及统计：观察程序：分别统计10:30、11:10、11:50、12:30、13:10、13:50〔每隔四十分钟〕时的观察数据，观察次序是：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，调节最高、最低温度表，温度计和湿度计读数并作时间记号。℃。温度在0℃下列时，应加负号“-〞，读数记入观察薄对应栏内。温度表读数时应注意：避免视差

观察时必须保持视线和水银柱顶端齐平。动作要快速

读数力求敏捷，尽量缩短停留时间，并且勿使头、手和灯靠近球部，不要对着温度呼吸。注意复读

避免发生误读或颠倒零上、零下的过失。通风干湿表的观察通风干湿表携带方便，精确度高，是一种惯用于野外考察或小气候观察时测定空气温度和湿度的良好仪器。构造原理其作用和原理及百叶箱干湿球温度表同样，重要不同之处，也是它的优点，即它运用机械〔或电动〕通风装置，使流经温度表球部的风速恒定为2~3m/s。仪器外表磨光和全部镀镍或铬，是较好的反射体。温度表的球部有双层辐射防护管保护，能较好地减轻热传导的影响。因此，通风干湿表能够露天装置，也能够在阳光下进展观察。通风干湿表的构造以下图，干湿球温度表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及电扇相通。用插入圆顶上特制的钥匙上发条，以开支电扇。空气由内套管进入，通过中心管、再从电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，保护电扇不受外面风影响的防风罩，悬挂仪器用的挂钩。安装观察前先把仪器悬挂好，仪器感应局部离地面的高度根据需要而定。观察高度在0.5m以上时，仪器应垂直悬挂；观察高度在0.5m下列时，应及地面平行放置，温度瑶球部向着迎风面。观察和统计通风干湿表在正式观察前4分钟必须按下列环节完毕准备工作：湿润湿球纱布用滴管吸满蒸馏水，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。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。悬挂仪器将仪器认真地挂在预先旋入木桩的金属杆上。观察仪器安装好后，通过4分钟就能够观察〔正点观察〕，观察的次序和考前须知及百叶箱干温度表同样，另外，还应注意下列几点：观察时，观察员不要及仪器找茬靠得太近，不要用手接触仪器；风速>4m/s时，应将防风罩套在电扇口风向一侧，其开口方向及电扇的旋转方向一致，不影响电扇的正常旋转。地温的观察观察地段及仪器安装地面和浅层地温的观察地段，设在观察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，并及观察场整个地面相平。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、最高的次序自北向南平行排列，感应局部向东，并使其位于南北向的一条直线上，表间相隔约5厘米；感应局部及表身，二分之一埋入土中，二分之一露出地面。埋入土中局部的感应局部及土壤必须密贴，不可留有空隙；露出地面局部的感应局部和表身，要保持干净。曲管地温表安置在地面最低温度表的西边约20厘米处，按5，10，15，20厘米度次序由东向西排列，感应局部向北，表间相隔约10厘米；表身及地面成45度夹角，各表表身应沿东西向排齐。安装时，须按上述规定，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，及沟沿成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，由东至西逐步加深，每阶距地面垂直深度分别为5，10，15，20厘米，长约10厘米。沟坡及沟底的土层要压紧。然后安放地温表，使表身背部和感应局部的底部及土层紧贴，各表的深度、角度和距离均符合安装规定，再用土将沟填平。填土时，土层也须适度培紧，使表身及土壤间不留空隙。整个安装过程，动作应轻巧和缓，以免损坏仪器。观察和统计分别观察统计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察数据；地面最高、最低温度表于13:50时观察一次℃，温度在0℃下列时，统计前须加负号“-〞。观察时，按0厘米、最低、最高和5，10，15，20厘米地温的次序读数。观察地面温度时，应俯视读数，不准把地温表取离地面。读数记入观察簿对应栏。实验成果空气温度和湿度观察表百叶箱时间10:3011:1011:5012:3013:1013:50累计平均计数计数计数计数计数计数百叶箱干球〔℃〕百叶箱湿球〔℃〕23.5最高温度〔℃〕-------最低温度〔℃〕-------水汽压25.4相对湿度656367697270－露点温度－－通风干湿表时间10:3011:1011:5012:3013:1013:50累计平均计数计数计数计数计数计数通风干湿表干球〔℃〕27.2通风干湿表湿球〔℃〕水汽压相对湿度776666757577－露点温度－－地温观察表时间10:3011:1011:5012:3013:1013:50累计平均读数读数读数读数读数读数--地面温度0厘米最高-------最低-------浅层地温5厘米10厘米15厘米23.620厘米23.0实验分析图3 图4图51.由实验成果和图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近似相等。

2.日出后，地面开场吸取辐射热量，地面温度整体呈上升趋势。3.随着深度增加，浅层地温逐步减少，且浅层地温随时间变化温度变化幅度小；浅层20cm地温随时间变化温度根本不发生变化。

实验三降水量及蒸发量的观察

实验目的：掌握降水量及蒸发量的观察办法。实验仪器及设备：雨量器、小型蒸发器、量杯。实验内容及环节：雨量器雨量器由承水器〔漏斗〕、储水筒〔外筒〕、储水瓶构成，并配有及其口径成比例的专用量杯。安装安置在观察场内固定架子上。器口保持水平，距地面高度70厘米。观察和统计安装后观察最后一次即13:50时的降水量。在观察时要换取储水瓶，把换下的储水瓶取回室内〔降水很小或已停止时，也可在观察场内〕，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〕，视线及水面平齐，以水凹面最低入为准，读得的刻度数即为降水量，记入观察簿中该时降水量定时栏。二、小型蒸发器构造及安置小型蒸发器为一口径20厘米、高约10厘米的金属圆盆。在观察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。观察和统计测量当天10:30注入的20毫米清水〔即今天原量〕经200分钟蒸发剩余的水量记入观察簿余量栏。蒸发量=原量+降水量-余量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〕。此种状况应避免发生，平时要注意蒸发状况，增加原量。因降水或其它因素，致使蒸发量测定值成负值时，记为0.0。实验成果降水量13:50累计〔mm〕00蒸发量〔小型〕原量〔mm〕余量〔mm〕降水量〔mm〕蒸发量〔mm〕200实验分析实验当天无降雨，天气多云，顾蒸发量较小

实验四、气压和风的观察实验目的学会用空盒气压表观察气压的办法；学会轻便风向风速表的观察办法。仪器、设备空盒气压表、DJ-8轻便风向风速表。实验内容及环节一、气压的测定空盒气压表的构造原理空盒气压表由感应局部、传动放大局部和批示局部构成。感应局部：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。空盒组的一端及传动放大局部联接，另一端那么固定在金属板上。大气压力作用于空盒上时，空盒压缩。当空盒弹力及大气压力相平衡时，空盒就保持一定的形状，指针指出对应的气压值。当大气压力发生变化时，空盒就发生形变，指针位置也对应发生移动。传动放大局部：由传动杆、水平轴，短杠杆、长杠杆和指针轴构成。感应局部的微小变化，通过这一装置能够放大一百倍以上，以带动指针批示出气压值。批示局部：由指针、刻度盘和附属温度麦构成。刻度盘示度普通为600—800mm，最小分度为o．5mm。气压增大时，空盒被压缩，通过传动局部带动指针，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，气压示度减少。为读取仪器温度，有的空盒气压表还付装了温度表。℃，然后轻敲盒面(克制机械摩擦)，待指针静止后再读数。读数时视线必须及刻度盘平面垂直，精确到小数一位，复读后关好盒盖。二、风的测定风的观察涉及风向及风速。由于风向和风速随时间的变化很大，瞬时值缺少代表性，因此取两分钟的平均值和最多风