不同下垫面温度、湿度差异的对比研究

2016-03-22林蕙灵

赤峰学院学报·自然科学版 2016年4期

关键词：下垫面对比湿度

林蕙灵

（福建师范大学　地理科学学院，福建　福州　350007）

不同下垫面温度、湿度差异的对比研究

林蕙灵

（福建师范大学地理科学学院，福建福州350007）

摘要：本文通过实验观测对比了水泥地、水域两种不同下垫面连续两天的温湿度差异情况，并对结果进行了分析探讨，以期为相关领域的研究提供借鉴和参考.

关键词：下垫面；温度；湿度；对比

1　实验目的及要求

1.通过观测对比水泥地、水域不同下垫面温湿数据并经过横向对比两组温湿度的差异，可以利用观测数据对改变下垫面的特性和结构提供参考.

2.通过实习操作中的分工合作提高团队协作精神，促进同学间交流.

2　实验设备（环境）及要求

观测前，先把仪器悬挂在百叶箱或观测场内，感应部分高度1.50m.在读数前4-5分钟用滴管湿润湿球纱布，然后上好风扇发条（或接通电源）.上发条切忌过紧.观测时应注意不要让风把观测者自身热量带到通风管中去.当气温低于0℃时，为使温度表充分感应外界情况，应于观测前半小时，湿润纱布并上好发条.然后在观测前4分钟再通风一次，但不再润湿纱布.观测时应注意湿球是否结冰，示度是否稳定.

3　实验内容与步骤

3.1实验内容

1.选择观测地点：福建师范大学东门（裸地），星雨湖畔（水域）.

2.观测项目：各下垫面气温、湿度的观测. 3.实验器材：通风干湿表两台，湿度查算表一本. 4.综合分析不同下垫面气温、湿度的差异及原因.

3.2实验步骤

1.试验仪器的安置

用通风干湿表测温度、湿度：手提通风干湿表，感应部分高度1.50m.在读数前4-5分钟用滴管湿润湿球纱布，然后上好风扇发条（或接通电源）.

2.具体实习过程

（1）人员分组：分成A、B两个小组. （2）人员分工

实验方案设计：小组全体成员

实习观测：8:00-12:00由A组人员观测

14:00-18:00由B组人员观测

（3）观测过程：

A组全组人员早上7：30至东门进行仪器安装，8:00开始观测.按计划每隔20分钟进行测量，两名同学记录下通风干湿表的读数.两个同学一起读数避免个人造成误差.

下午14:00换B组同学以和早上一样的步骤观测.

（由于小组人数不够，剩下的同学可以请其他小组成员帮忙.）

4　实验结果与数据处理

1.2015年11月14日裸地与水域的温度对比情况如下：

图1裸地与水域温度对比（2015.11.14）

从上图来看裸地的最高气温为25.4℃，最大值出现在14：20和14：0，最低温度为22℃，最低值出现在9：00和9：40；温差为3.4℃，总体呈上升趋势，于午后14：20出现气温最大值后波动下降；有两个高值分别为25.4℃、25.2℃.

水域的最高气温为25.8℃，最大值出现在15：00；最低温度为20.7℃，最低值出现在8：00；温差为5.1℃，总体呈上升趋势，于午后15：00出现气温最大值后波动下降；在11：20-12：00之间气温直线斜率大，升温较快.

两组数据的对比：①裸地最高气温与水域最高气温差别不大，裸地最低温度远大于水域最低温度.②水域温差大于裸地温差，水域折线起伏大.③水域的最高气温比裸地最高气温来得早.④裸地和水域都有一个最高值和一个次高值，相隔2个时间单位.⑤裸地和水域温度的升降都不是平稳的，在相同的时间段中，裸地的温度折线和水域的温度折线都成同一种趋势上升或下降，裸地温度折线升降幅度大，水域温度折线升降幅度小，但是水域温度折线的上升和下降的时间间隔比较长.

2.2015年11月15日裸地与水域的温度对比情况如下

图2裸地与水域温度对比（2015.11.15）

从上图来看裸地的最高气温为25.4℃，最大值出现在15：20；最低温度为21℃，最低值出现在8：00；温差为4.4℃；总体呈上升趋势，于午后15：20出现气温最大值后波动下降；有两个高值分别为25.4℃、25℃；在10：0-10：40之间气温骤降，于10：40达到最低点后上升；上午总体温度比下午低.

水域的最高气温为25℃，最大值出现在15：00；最低温度为20.6℃，最低值出现在8：00；温差为4.4℃；总体呈上升趋势，于午后15：00出现气温最大值后波动下降；有两个高值分别为25℃、24.8℃；在11：20-12：00之间气温直线斜率大，升温较快；上午总体温度比下午低.

两组数据的对比：①裸地最高气温与水域最高气温差别不大，裸地最低温度大于水域最低温度.②裸地温差与水域温差相等.③水域的最高气温比裸地最高气温来得早.④裸地和水域都有一个最高值和一个次高值，相隔大约2个时间单位.⑤在早上8：00-12：00这个时间段内，裸地温度出现了2次大的起伏；在下午14：00-18：00这个时间段内也出现了1次大的起伏；水域温度折线没有出现如此大的起伏.⑥裸地和水域折线统一呈现出上午温度低于下午温度的趋势.

3.2015年11月14日裸地与水域的湿度对比情况如下：

图3裸地与水域湿度对比（2015.11.14）

从上图来看裸地的湿度最高可到达83%，最大值出现在9：00和9：40；最低湿度为58%，最小值出现在14：40和15：20；折线起伏大；平均湿度为69.6%.水域的湿度最高达到96%，最大值出现在9：00；最低湿度为76%，最小值出现在12：00；平均湿度为85.2%.

两组数据的对比：①裸地折线起伏较水域大.②裸地平均湿度小于水域.③裸地和水域折线的总体起伏情况大概一致.④水域湿度折线高于裸地湿度折线.

4.2015年11月15日裸地与水域的湿度对比情况如下：

从上图来看裸地的湿度最高可到达90%，最大值出现在8：00；最低湿度为62%，最小值出现在16：40；折线起伏大；平均湿度为72.5%.水域的湿度最高达到94%，最大值出现在8：00；最低湿度为73%，最小值出现在12：00和14：00；平均湿度为83.3%.

图4裸地与水域湿度对比（2015.11.15）

两组数据的对比：①裸地折线起伏较水域大.②裸地平均湿度小于水域.③裸地和水域折线的总体起伏情况大概一致.④水域湿度折线总体高于裸地湿度折线.

5　分析与讨论

在进行裸地与水域温度的对比中我们发现：①裸地最高气温大于水域最高气温.②裸地温差大于水域温差.③水域的最高气温比裸地最高气温来得早.④裸地和水域温度的升降都不是平稳的，在相同的时间段中，裸地的温度折线和水域的温度折线都成同一种趋势上升或下降，裸地温度折线升降幅度大，水域温度折线升降幅度小，但是水域温度折线的上升和下降的时间间隔比较长.⑤水域的最高气温比裸地最高气温来得早.

分析：太阳辐射是地球表面主要的热源，也是导致气温变化的主要因素.地面接收太阳的短波辐射通过热量交换等方式提高下垫面温度.然而由于下垫面性质的不同，我们可以观察出不同下垫面温度变化的差异.裸地的比热容小，受到太阳短波辐射的影响大，热量传递比较迅速，从而导致气温骤升和骤降的情况；水域的比热容大，受到太阳短波辐射的影响较小，热量传递较慢，所以水域的温差比裸地温差小，且空气中的水汽在水面上发生凝结（凝华）时，会把潜热释放出来，提高下垫面的温度，受到潜热的影响较大.

在进行裸地与水域湿度的对比中我们发现：①裸地折线起伏较水域大.②裸地平均湿度小于水域.③裸地和水域折线的总体起伏情况大概一致.④水域湿度折线总体高于裸地湿度折线.

分析：在一定的温度下一定体积的空气里含有的水汽越少，则空气越干燥；水汽越多，则空气越潮湿.空气的干湿程度叫做“湿度”.影响湿度的主要因素是温度，通常在1个标准大气压下空气的相对湿度跟温度成反比，温度越高饱和蒸汽压越大，相对湿度就越低.由于裸地的比热容小，受气温影响大，导致了裸地的湿度差异明显大于水域湿度.水域的水汽含量大于裸地的水汽含量，导致裸地的平均湿度小于水域.