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《气象学》教学实习大纲


1 实习目的

让学生通过教学实习进一步加深对气象和农业气象理论知识和观测原理的理解,培养学生创新精神和创新意识,提高实际操作能力、学生分析问题与解决问题能力。要求每个学生独立完成从观测方案的制订、仪器设备的安装调试、要素观测记录、数据分析整理等全过程的实习任务;学会用常规气象资料进行农业气候分析、统计,并运用所学的理论知识对一个地区的农业气候特征进行综合分析,写出课程论文。

2 实习内容

本课程的教学实习时间为三天,实习内容分为两大部分:

2.1 地面气象观测或农田小气候观测

实习内容:给定一个分析提纲,要求学生自己独立制订观测方案,独立完成仪器设备的安装调试和观测记录工作。

2.1.1 地面气象观测分析提纲:

通过自己一整天的观测,探讨以下气象问题:

l         太阳直接辐射、散射辐射和光合有效辐射的日变化规律;

l         不同高度气温的日变化规律;

l         近地层气温及其梯度随高度的变化规律及其日变化;

l         不同深度土壤温度的日变化规律;

l         土壤温度随度的变化规律及其日变化;

l         水汽压、相对湿度和露点温度等湿度特征量的日变化规律和随高度的变化规律;

l         气压的日变化规律

要求在制订周密的观测研究方案后,进行一整天的连续观测,分组进行资料汇总、填表、绘图、统计计算,并就上述提纲写出分析小结。

2.1.2 农田小气候观测分析提纲:

通过在田间进行的一整天的观测,探讨以下问题:

l         绘制裸地和植物群体内土壤温度随时间的深度的变化曲线,分析土温振幅、位相的日变化规律及在两种下垫面情况下的异同点。

l         以时间为横座标、高度为纵座标。绘制植物群体内(0150cm)温度、相对湿度的时空剖面图。分析其变化规律。并根据所学的理论推测与裸地上温、湿度变化的异同点。

l         绘图分析各高度直接辐射与散射辐射随时间的变化规律。

l         绘制81214,直接辐射、散射辐射随累积叶面积指数的变化曲线。并据此分析直接辐射、散射辐射随高度变化的差异。

2.2 农业气候分析

实习内容:给定一个地区的常规气候资料(见附录),对其太阳辐射、温度、降水等主要农业气候要素进行统计计算和分析,写出分析报告。以下为分析提纲:

农业气候分析提纲

一、概况

     地理位置;气候属性;气候属区;主要农业气候特征

 

二、太阳辐射和日照

     1.太阳辐射的年变化规律和变化原因;

     2.光合有效辐射;

     3.日照时数和日照百分率;

附图:逐月太阳辐射直方图;逐月日照直方图。

三、气温

     1.气温的年变化: 最热月和最冷月;月际变化;极端气温;年较差;大陆度。

     2.用气温划分四季;

     3.积温和农业指标温度;

     4.可能蒸散量(用桑斯威特公式)

附图:气温年变化曲线图、逐月气温变幅曲线图、逐月可能蒸散量直方图。

四、降水

     1.降水的年变化;降水的季节分配;梅雨;干旱。

     2.降水变率;

     3.干燥度

附图:逐月降水量直方图、逐月降水变率曲线图。

五、农业气候生潜力(410逐月)

     1.光能生产潜力;

     2.光温生产潜力;

     3.气候生产潜力

附表:410月各级农业气候生产潜力。

六、农业气候分析小结

3 时间安排:

1天:上午布置实习内容与安排,观看《地面气象观测》等三到四部录像片;

        下午制订地面气象观测或农田小气候观测方案;写出农业气候分析的详细提纲,计算气候数据、绘图分析;

2天:根据制订的研究方案,每人独立进行全天的地面气象观测或农田小气候观测,并填表、绘图,对观测数据进行统计计算和分析,写出分析小结;

3天:继续进行农业气候分析,完成课程论文。

4 实习要求

4.1 课程论文要求:

在深刻理解气象学理论的基础上,运用数学、统计学和计算机等手段,根据分析提纲,对给定站点(武汉、南京或其它台站)历年的气候资料进行统计计算和分析,分析该地气候特点,并尽可能的根据所学知识分析其变化规律和变化原因,写出约四千字格式与图表规范的课程论文。

4.2地面气象观测或农田小气候观测

1.         每隔4分钟依次进入观测场进行观测,准时进场,不许迟到,也不许提前;

2.         独立观测记录,只能用铅笔记录,不得用橡皮,更不许随意涂抹,保证原始记录符合气象观测的规范要求;

3.         各小组要及时填写小组的观测记录表,并完成小组的要素变化曲线图;

4.         每人独立写出气象或农田小气候要素日变化特点分析小结。

附录1:农业气候分析所用的资料

1 武汉降水资料(5180) 单位:mm

  年代

               

年总量

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

1951

12.6

82.9

57.3

93.6

233.7

128.7

341.0

105.8

127.1

46.0

50.2

26.0

1304.9

1952

24.2

77.7

170.2

95.1

162.5

109.5

49.1

133.3

144.2

64.6

21.0

4.1

1055.5

1953

26.8

48.2

117.9

46.0

161.0

224.5

92.4

166.7

88.5

79.7

45.5

38.1

1135.3

1954

106.8

94.6

25.1

225.9

354.9

471.4

567.9

46.6

6.2

31.4

36.9

90.2

2057.9

1955

17.8

57.0

159.3

104.8

113.0

489.0

58.5

164.0

29.8

1.9

5.1

21.8

1222.0

1956

43.4

15.6

187.4

108.0

246.8

197.8

74.7

80.1

6.0

21.9

3.8

8.1

993.6

1957

56.3

43.6

61.8

149.3

152.5

244.6

299.0

112.7

18.4

30.8

143.8

33.8

1346.6

1958

63.7

50.6

100.0

270.0

184.2

17.5

118.4

309.2

116.2

158.3

15.3

31.9

1435.3

1959

34.5

162.5

88.4

243.9

177.8

522.8

48.3

2.1

62.4

70.8

103.7

60.0

1577.2

1960

26.1

67.6

217.6

68.7

113.2

200.7

122.2

26.5

105.1

26.4

66.3

2.9

1043.3

1961

22.2

29.6

160.5

109.1

82.6

248.6

32.5

33.0

157.6

59.7

101.7

25.5

1062.6

1962

20.4

56.2

17.2

137.3

148.2

206.4

385.3

416.5

109.9

34.9

73.7

42.9

1648.9

1963

0.7

28.0

80.7

226.9

130.7

13.4

167.1

331.4

34.8

10.4

77.0

28.1

1129.2

1964

38.5

92.3

94.7

198.5

231.9

380.7

60.0

34.0

73.7

147.4

9.5

14.6

1375.8

1965

20.5

89.1

40.9

184.0

48.2

170.2

83.5

76.5

51.9

63.9

56.9

41.7

927.3

1966

20.3

32.1

47.7

100.5

111.2

113.1

90.4

0.3

21.5

87.1

54.0

52.2

730.4

1967

51.7

65.8

141.2

129.8

156.5

78.6

101.7

69.3

147.7

71.1

167.2

0.8

1181.4

1968

45.1

2.0

123.1

85.7

141.4

84.2

199.4

61.1

83.1

25.7

34.3

107.4

992.5

1969

66.5

44.8

107.7

163.3

66.3

205.1

533.5

482.5

30.3

5.4

37.9

1.5

1744.8

1970

11.8

69.3

90.4

147.7

207.3

252.2

155.4

15.4

196.7

25.7

28.2

37.7

1237.8

1971

42.3

55.1

82.2

87.2

126.9

136.0

44.9

48.2

33.0

100.9

33.7

11.3

801.7

1972

30.6

59.1

139.9

109.9

136.9

79.1

71.8

11.8

77.1

208.3

133.2

21.8

1079.5

1973

31.1

92.1

103.3

144.0

267.1

140.8

173.3

31.8

219.6

27.2

0.6

1.4

1232.3

1974

64.9

49.7

50.5

138.7

196.8

101.9

142.3

23.8

53.9

58.7

47.1

38.0

966.3

1975

13.1

51.0

68.5

220.3

137.3

249.6

101.4

186.4

87.0

124.0

21.8

62.1

1322.5

1976

18.5

120.5

72.2

97.9

103.9

270.5

29.8

18.5

20.5

104.3

22.5

13.3

892.4

1977

26.7

18.0

130.1

255.6

194.2

118.5

116.0

121.5

77.0

47.0

45.9

46.9

1197.4

1978

34.5

57.4

89.8

77.6

204.6

162.6

28.9

15.7

9.8

68.1

49.9

15.3

814.2

1979

31.5

22.2

84.2

125.9

119.5

386.1

96.2

35.3

50.3

0.0

9.9

41.9

1003.0

1980

42.9

38.6

188.0

56.0

145.9

279.6

299.9

423.2

46.2

85.1

17.9

0.3

1623.6

平均

34.9

59.1

103.3

140.0

161.9

209.5

156.2

119.4

76.2

62.9

50.5

30.7

1204.5

 

2 武汉气候资料(51─80累年平均)

    

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

平均温度

3.0

5.0

10.0

16.1

21.3

25.7

28.8

28.3

23.3

17.5

11.1

5.4

平均最高温度()

7.8

9.7

14.6

20.8

25.8

30.1

33.0

32.9

28.2

22.9

16.4

10.5

平均最低温度()

-0.9

1.3

6.2

12.1

17.5

22.0

25.4

24.7

19.5

13.3

7.1

1.4

极端最高温度()

24.2

24.9

29.9

33.1

36.0

37.8

38.7

39.4

36.8

34.4

29.8

23.3

极端最低温度()

-18.1

-14.8

-5.0

-0.3

7.2

14.2

17.3

17.5

10.1

1.3

-7.1

-10.1

最多风向及频率%

NNE18

NNE19

NNE16

NNE12

C14

NNE10

C13

SE9

C12

SSM10

NNE14

NNE18

NNE17

NNE20

NNE20

日照时数(小时)

124.6

111.7

121.5

146.8

174.8

204.5

256.5

264.5

192.5

175.1

148.9

137.1

日照百分率()

39

36

33

38

41

49

60

65

52

50

47

43

直接辐射平均月总量

2684.3

2716.0

3097.2

3991.1

5076.2

6038.7

8555.0

8682.9

5455.4

4535.4

3307.2

2740.9

散射辐射平均月总量

3319.9

3534.7

4882.5

5612.8

6521.7

6697.9

6166.9

5841.7

5168.6

4155.5

3286.8

3007.9

   直接辐射平均月总量与散射辐射平均月总量的单位:卡cm-2-1

 

3 南京气候资料(51-80累年平均)

  

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

平均温度

2.0

3.8

8.4

14.8

19.9

24.5

28.0

27.8

22.7

16.9

10.5

4.4

平均最高温度()

6.8

8.6

13.4

20.0

25.0

29.2

32.2

32.4

27.3

22.3

15.9

9.7

平均最低温度()

-1.6

0.1

4.4

10.4

15.6

20.5

24.7

24.3

19.1

12.5

6.3

0.4

极端最高温度()

21.0

23.3

29.5

34.0

36.0

38.1

39.7

40.7

39.0

33.1

28.6

23.3

极端最低温度()

-14.0

-13.0

-7.1

-0.2

5.0

11.8

16.8

17.4

7.7

0.2

-6.3

-11.8

最多风向及频率%

C25

C21

C17

C17

C17

C16

C19

C19

C24

C28

C29

C29

NE11

NE11

E12

SE12

SE12

SE15

SE12

SE12

NE16

NE12

NE9

NE9

日照时数(小时)

147.8

132.5

151.7

170.6

195.1

201.3

227.5

243.2

175.9

193.1

159.3

157.0

日照百分率(%)

46

42

41

44

46

48

53

59

48

55

51

50

直接辐射平均月总量

3269.0

3450.9

4570.9

4766.0

5974.4

6043.0

7287.7

7689.7

4946.5

5256.6

3886.7

3422.6

散射辐射平均月总量

2955.1

3216.6

4565.1

5460.1

6138.1

6040.0

5782.2

5527.1

4641.7

3785.2

2931.2

2621.3

降水量(mm

30.9

50.1

72.7

93.7

100.2

167.4

183.6

113.3

95.9

46.1

48.0

29.4

   直接辐射平均月总量与散射辐射平均月总量的单位:卡cm-2-1

 

植物群体内小气候观测资料(样本)

 

高度

LAI

            

00

02

04

06

08

10

12

14

16

18

20

22

24

 

 

19.2

18.8

18.5

18.3

19.8

25.3

29.2

31.4

29.5

26.8

22.4

21.4

20.0

 

21.0

20.5

20.1

19.7

20.1

24.5

27.3

28.5

27.5

25.7

22.6

22.4

21.8

 

4.10

21.9

21.4

21.2

21.1

21.1

23.2

25.7

26.6

27.3

25.8

23.3

22.9

22.4

 

22.2

21.8

21.7

21.7

21.5

22.5

24.1

24.9

26.0

26.9

24.9

24.2

23.2

 

 

22.3

21.9

21.8

21.8

21.7

21.7

22.4

23.1

24.6

25.8

26.4

25.5

24.0

 

 

19.4

19.0

18.7

18.5

19.7

25.1

29.0

30.6

28.9

26.4

22.5

21.6

20.2

20

4.00

100

100

100

100

97

92

80

78

85

90

98

100

100

cm

 

 

 

0.00

4.03

73.40

112.10

60.32

2.90

0.00

0.00

 

 

 

 

 

 

 

0.00

23.15

26.52

27.24

34.74

28.86

3.99

0.07

 

 

 

 

19.4

19.0

18.6

18.4

19.7

25.3

29.2

31.0

29.3

26.7

22.8

21.8

20.3

40

3.61

100

100

100

100

92

88

85

81

84

91

93

95

100

cm

 

 

 

0.00

6.13

91.20

136.21

71.95

4.42

0.00

0.00

 

 

 

 

 

 

 

0.30

28.13

32.22

33.10

42.22

35.07

4.84

0.09

 

 

 

 

19.3

18.9

18.5

18.4

19.9

25.8

29.9

31.9

30.0

27.2

23.1

21.7

20.2

60

2.62

100

100

100

100

94

90

88

87

88

94

95

97

100

cm

 

 

 

0.00

17.91

158.55

223.72

130.30

12.92

0.00

0.00

 

 

 

 

 

 

 

0.50

46.20

52.92

54.37

69.33

57.60

7.95

0.15

 

 

 

 

19.1

18.8

18.4

18.1

19.8

25.9

30.3

32.4

30.3

27.3

23.0

21.5

19.9

80

1.38

100

100

100

100

95

92

89

88

90

95

97

98

100

cm

 

 

 

0.00

68.07

315.73

415.06

259.48

49.10

0.00

0.00

 

 

 

 

 

 

 

0.92

85.71

98.19

100.86

128.63

106.86

14.76

0.27

 

 

 

 

19.3

18.7

18.9

18.6

20.4

25.7

29.8

31.7

29.8

27.0

23.1

21.7

20.2

100

0.38

98

98

98

98

92

87

81

80

84

89

95

96

98

cm

 

 

 

0.00

200.40

551.23

684.31

453.02

144.57

0.01

0.00

 

 

 

 

 

 

 

1.54

141.31

161.88

166.30

212.08

176.18

24.33

0.44

 

 

 

 

19.9

19.4

19.1

18.9

20.3

24.8

28.1

29.6

27.8

26.0

24.2

22.5

20.7

120

0.00

98

98

98

98

90

78

69

61

71

79

91

94

96

cm

 

 

 

0.00

302.79

681.99

828.32

560.48

218.39

1.23

0.00

 

 

 

 

 

 

 

1.84

171.05

195.95

201.29

256.71

213.25

29.45

0.54

 

 

 

21.2

20.1

19.1

19.3

21.9

25.3

27.5

28.4

28.3

27.0

22.5

22.1

21.8

1.5

89

90

91

89

72

51

42

41

42

50

74

79

81

m

 

 

 

0.00

302.79

681.99

828.32

560.48

218.39

1.23

0.00

 

 

 

 

 

 

1.84

171.05

195.95

201.29

256.71

213.25

29.45

0.54

 

 

T0

19.7

19.1

18.7

18.5

21.1

33.4

41.5

50.8

40.6

31.2

22.3

21.5

20.2

T5

22.3

21.7

21.4

21.1

21.6

26.3

30.0

32.9

30.8

28.8

27.9

25.2

24.0

T10

23.4

23.2

23.1

23.1

23.0

26.9

28.0

28.8

29.2

29.0

28.6

26.4

24.9

T15

24.7

24.6

24.6

24.5

24.4

25.5

26.1

26.6

27.9

28.6

28.1

27.6

25.9

T20

25.7

25.6

25.6

25.5

25.5

25.1

25.4

25.6

26.3

26.9

27.0

26.7

26.0

     各符号的意义:  S ─ 直接辐射   D ─ 散射辐射(W·M-2)  LAI   累积叶面积指数

 

附录2气象观测记录表

  日期:    地点:    经度:    纬度:

观测序号

1

2

3

4

进场时间

 

 

 

 

时间1

 

 

 

 

基点1

 

 

 

 

读数1

 

 

 

 

读数2

 

 

 

 

读数3

 

 

 

 

基点2

 

 

 

 

时间2

 

 

 

 

基点1

 

 

 

 

读数1

 

 

 

 

读数2

 

 

 

 

读数3

 

 

 

 

基点2

 

 

 

 

 

t0

 

 

 

 

tM

 

 

 

 

tm

 

 

 

 

 

t5

 

 

 

 

t10

 

 

 

 

t15

 

 

 

 

t20

 

 

 

 

 

 

20

cm

t

 

 

 

 

tw

 

 

 

 

50

cm

t

 

 

 

 

tw

 

 

 

 

100

cm

t

 

 

 

 

tw

 

 

 

 

干球温度

 

 

 

 

湿球温度

 

 

 

 

最高温度

 

 

 

 

最低温度

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

水 汽 压

 

 

 

 

相对湿度

 

 

 

 

露点温度

 

 

 

 

水平面

直接辐射

 

 

 

 

散射辐射

 

 

 

 

总 辐 射

 

 

 

 

天气现象

 

 

 

 

观 测 人

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                               撰稿人:刘安国  李京

                                          审稿人:李