为441.859 W/m2。午后逐渐减小,到15时时总辐射变为0。
图四 本测点水平面上反射辐射日变化
反射辐射日变化7064.09256.0856.08)260-50.472m?50W(度4032.046密29.642量30通20.034射20辐100000008910111213141516171819时间(h) 反射辐射与总辐射以及土壤湿度有关。变化趋势如图,整体上是先增加再减小。但在15时有大幅下降至17时,接着持续不变直到18时,19时降为0。全天8时至11时增加速率大,11时至13时增长平缓。14时有一个突然下降。基本13 时之前处于上升阶段状态,在13时达到最大值为59.15W/m2。
图五 直接辐射、散射辐射、总辐射日变化对比
图五:本测点水平面上直接辐射、散射辐射、总辐射(W?m-2)日变化对比)2450-m400?W350(度300密250量通200射150辐100时间(h)5008910111213141516171819直接辐射22.1361842651521768600000散射辐射40.61.11515512313110700000总辐射62.19829942027530719300000直接辐射散射辐射总辐射 总辐射为直接辐射与散射辐射之和,对比变化如图所示。从图中可看出,总辐射的日变化与直接辐射的日变化基本一致,日出之后逐渐增加,午后又减小,
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且由于正午时云量增多使最大值提前,出现于11时。从直接辐射与散射辐射的对比中可看出,由9时至13时,由于太阳高度角较大,直接辐射大于散射辐射;而在8时与14时后,由于太阳高度角较小与附近建筑物的遮挡,散射辐射大于直接辐射。
图六 水泥地、湿、干裸地反射率日变化对比
图六:水泥地、湿、干裸地反射率(%)日变化对比70.00`.00P.00%)%40.00%(率射30.00%反20.00%时间(h)10.00%0.00?1011213141516171819干裸地32.16.16.15.10.18.29.0.00.00.00.00.0湿裸地20c#%0%0%0%0%水泥地59H%F'PQ#%0%0%0%0%干裸地湿裸地水泥地 反射率大小主要与下垫面的的颜色、湿度、粗糙程度及太阳高度角等因素有关。当太阳高度角比较低时,反射率都比较大。随着太阳高度角的增大,反射率减小。一日中太阳高度有规律的变化,使得反射率在中午前后较小,早、晚较大。三种不同的下垫面中,由于水泥地的颜色最浅,湿度最低,粗糙度最小,所以在三者中反射率最高。在湿裸地与干裸地的对比中,由于湿裸地湿度大,故总体上反射率较小。湿裸地中13时反射率的激增或属于测量误差。
3.2 地面和土壤温度时间、空间变化
图七 本测点0cm-20cm土温(℃)日变化对比
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图七:本测点0cm-20cm土温(℃)日变化图)℃40(20t0度温891011121314151617181989101112131415161718190cm710.411.311.911.911.911.920.914.61211.17.1时间(h)5cm7.489.511.31213.511.81514.51314.513.110cm7.38.399.81011.512.512.813.512.813.512.815cm7.8910.51111.111.5121212.512.612.512.620cm1111.111.612.411.611.611.612.112.612.412.612.40cm5cm 不同深度土壤温度的日变化规律如图。分析可知,在同一深度的土壤温度变化中,一天中土温的最大值出现于15或16时,虽然直接辐射最大值出现于正午,随后太阳辐射逐渐减弱,但地面热量仍有积累,地温继续上升,使最大值出现于15或16时。白天地表接受辐射后,传入地下的热量随深度增加而减小,故深层土壤变化幅度较表层土壤小。且由于热量向深层传播需要时间,所以相位随深度增加而落后,最大值出现的时间也相应落后。
图八 本测点09时、13时、17时、19时0cm~20cm土温随深度变化曲线
图八:本测点09时、13时、17时、19时0cm-20cm土壤温度(℃)随深度变化曲线161412)℃10(度8温6420深度(cm)0cm5cm10cm15cm20cm910.488.3911.11311.913.511.511.511.617121312.812.612.4197.113.112.812.612.49131719
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土壤温度的垂直分布变化如图所示,分析可得,在九点时,土壤温度的垂直分布属于早上过渡型,日出后地面升温,上层土温变成日射型的分布,但下层仍保持辐射型,此时中间温度最低。13时虽呈晚上过渡型变化,中间层温度最高,是由于13是云雾较多,直接辐射减小,导致此时表层土壤温度没有明显升高,若无云雾干扰,此时土温的变化分布应为日射型,即表层土壤温度最高,随深度增加依次减小。17与19时表现出晚上过渡型分布,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,上层和下层土温都比较低,土温最高值在中部。
图九 湿、干裸地地面温度日变化对比
图九:湿、干裸地地面温度(℃)日变化对比2520)℃(度15温面地10时间(h)508910111213141516171819湿裸地7.610.10.13.16.20.18.18.15.11.10.10.干裸地710.11.11.11.11.11.20.14.1211.7.1湿裸地干裸地不同下垫面地表温度变化如图所示。干、湿裸地的地温皆在日出日落前后最低,干落地的地温最大值出现于15时,湿裸地地温最大值出现于13时。由于热量向深层传播需要时间,所以相位随深度增加而落后,最大值出现的时间也相应落后。本组11时到14时土温没有发生变化,我认为应该是本组读数有误,因为水的比热容大于土壤颗粒的比热容,故干裸地升温应比湿裸地快,而从实验数据中并没有体现这一点,所以或是读数有错误导致的结果。 3.3
气温、相对湿度时间、空间变化
图十 本测点0.2m、1.5m对比气温日变化
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图十:本测点0.2m、1.5m气温(℃)日变化18161412)℃10(温气86时间(h)42089101112131415161718190.2m7.810.411.811.312.41415.815.514.413.613.811.81.5m8.69.410.81011.313.614.615.814.613.513.2130.2m1.5m大气主要依据吸收地面的长波辐射而增热。由图可以看出,0.2m高处的气温总体上高于1.5m处的温度,原因为较靠近地表的大气接受地表的散射辐射较多,故气温高于1.5m处。从一天中气温变化来看,气温最高值出现于14时至15时,最低气温出现于日出前后,这是因为正午以后,太阳辐射强度虽然开始减弱,但地面得到的热量大于失去的热量,地温持续升高,长波辐射继续增强,气温也随着不断升高。午后一定时间后,地温由上升转为下降,气温也逐渐下降。
图十一 本测点0.2m、1.5m实际水汽压(e)日变化
图十一:本测点0.2m、1.5m水汽压e(hp)日变化16)p14h(e12压汽10水8际实64时间(h)2089101112131415161718190.2m8.79.312.13.10.10.13.10.11.1010.10.1.5m8.910.9.811.12.14.10.14.14.12.9.59.70.2m1.5m
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