气象学实验指导1.doc

农业资源与环境专业《农业气象学》实验指导 实验一：太阳辐射与风、气压的观测 （4学时） 实验目的：1. 学会用便携式辐射计观测太阳总辐射、太阳直接辐射和天空散射辐射；用暗筒式日照计观测日照时数；用照度计观测光照度的方法。 2. 印证朗伯定律和可见光在太阳直接辐射、天空散射辐射和总辐射中比率的变化规律。 3. 使学生了解并学会气压计，动槽式气压表的使用方法及目测风向风速的方法，了解三杯和电接风向风速计的原理与使用方法，掌握热球式微风仪的测风方法。 实验准备：便携式辐射计，暗筒式日照计，照度计，日照自记纸（一张是有纪录的），气压计，动槽式气压表，三杯风向风速表，热球式微风仪，电接风向风速计，计算器，计算纸，直尺，铅笔，记录板。 实验内容： 1. 介绍实验原理：①由于“朗伯定律”只适用于平行辐射线，又在总辐射中太阳直接辐射占主要地位，所以观测结果应该是：； ； D在各个方向上的差异较小。 太阳高度角的计算方法： Sinh=Sinφ?Sinδ+Cosφ?Cosδ?Cosω φ=39°42′ ； δ由查表获得；ω=（t－12）×15°/h ②由于可见光在散射辐射中所占的比例较大，所以观测结果应该是：若设Sd、S和Sb分别为Rsd、Rs和Rsb的光照度，则：。 ③日照百分率=日照时数/可照时间×100% 可照时间N=； Cosω0=－tgφ·tgδ 2. 介绍便携式辐射计，日照计，照度计、气压计，动槽式气压表等仪器的构造原理和使用方法及目测风向风速的方法，简介三杯风向风速表、热球式微风仪、电接风向风速计的原理与使用方法。 3. 学生熟悉各种仪器的构造和观测方法。 4. 实地观测太阳辐射和日照，印证上述实验原理。地点选在励慧园草坪。 实验步骤：室内---熟悉各种仪器的构造原理和观测方法 室外---太阳辐射和日照的观测：在开阔地草坪上按下述顺序进行辐照度和光照度的往返平行观测，共往返两次，每个往返用9分钟，中间休息2分钟，共用20分钟。将数据填入表1.1。 作业： 1. 用便携式辐射计和照度计，测出阳光垂直面上和水平面上的太阳总辐照度、太阳直接辐照度、天空散射辐照度以及它们各自所产生的光照度，数据填入表1.1。并分析其发生规律。 表1.1 太阳辐照度及光照度观测记录表 测站： 日期： 项目 测点 阳光垂直面 水平面 太阳高度角 辐照度 光照度 光照度/辐照度 辐照度 光照度 光照度/辐照度 总 辐 射 1 2 3 4 平均 散 射 辐 射 1 2 3 4 平均 直 接 辐 射 1 2 3 4 平均 天空状况 观测： 记录： 计算： 2. 比较0.5m和1.5m高处的风向风速异同点，试分析原因。 3. 熟记风力等级表中的0~6级风的地面物体征象和对应的风速。 4. 已知舟山的纬度为30°02′N，其某年12月实照实数为125.3h，试求该月日照百分率。 实验报告上要求写明：实验目的、实验原理、实验步骤、实测数据及结论与分析。 附： 一、便携式辐射计使用方法： 将测头罩好，接好仪器接插线并插入到“输入”孔。将测头调至水平，同时观察电表机械零点是否在“0”上。 检验放大器工作电压。将转换开关旋至“校压”（+或-）的位置。正常工作电压“+”、“-”均为4.1-4.9V，在本机表头上显示为1.6-2.0之间，若电压不符合标准，则需要更换电池。 将量程开关至高档，并将转换开关旋至“测量”的位置，旋动“调零”电位器使电表指示为“0”，再拨量程开关至低档，调零。 打开测头罩，测头得到辐射能，电表即有指示。待电表指示稳定后（约2-3分钟），其读数为瞬时太阳总辐照度。若需测天空散射辐照度，可用一白色圆挡板遮住测头，再沿光线方向将挡板抬高至虽有挡板阴影完全遮住测头，但随挡板抬高辐照度不再加大时的辐照度为“天空散射辐照度”。太阳总辐照度与天空散射辐照度之差为“太阳直接辐照度”。 二、ST-92型照度计的观测与使用方法： 将电源开关拨至“ON”。 将探头盖取下，将其光敏面（乳白面）放在待测处，再将量程开关拨至适宜位置，如“×1000”档，若此档太大，则相应地改为“×100”或“×10”档来测量（即先拨至高档，再依次拨至低档，以免超载损坏仪器），仪器显示数乘以量程因子（×1、×10、×100或×1000