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1、扬州大学农业气象学复习资料农业气象学复习资料绪论&第一章 地球大气一、概念气象学：研究大气中所发生的物理现象和物理过程的学科称为气象学。 气象要素：描述大气物理现象和物理过程的物理量。 二、范围 气象学范围广泛。如普通气象学，天气学，气候学，气象仪器学，应用气象学等。应用气象学农业气象学、林业气象学、建筑气象学、医疗气象学、航空气象学、军事气象学等。 农业气象学研究对农业生产有意义的气象条件的一门学科。三、任务1、研究农业气象条件形成和变化的规律。2、研究农作物在各个发育时期对农业气象条件的要求，确定农作物生长发育的农业气象指标。3、根据农作物的农业气象指标鉴定当地气候条件对他们生长发育和产量

2、的影响，并进一步研究充分利用有利气候条件，克服不利气候条件的途径。 四、研究对象 大气：围绕着地球周围的深厚的空气层。1.大气成分干洁空气：大气中除去水汽和杂质的整个混合体。水汽:集中在2-3km以下的底层空气层。 固体杂质和液体微粒。 2.大气分层 分层依据：大气温度的垂直分布，空气的扰动程度，电离现象等不同性质。将大气在垂直方向上分为五层。（1）对流层： 平均高度11km。温度随高度上升而下降。平均0.65/100m。几乎全部的水汽。大气质量的3/4集中在这一层，且温、湿度在水平方向上分布不均匀。对流旺盛，天气变化最剧烈。（2）平流层：从对流层顶到55km左右之间。底部温度随高度升高几乎不

3、变，至大约30km以上，温度随高度上升的很快。几乎没有水汽，灰尘。空气水平运动为主， 有利于飞行。（3）中间层：高度自55km85km左右。底部温度高，随高度升高，温度迅速下降。由于下暖上冷，有强烈的对流运动。（4）热成层：85km800km。气温随高度增高而迅速增高。空气处于电离状态，具有很强的导电性能。（5）散逸层： 800km以上。 温度高，空气密度很小，地心引力很小。 第二章 辐射太阳辐射一、辐射的概念 以电磁波或粒子的形式放射或输送能量，这种能量的传递方式称为辐射。放射或输送的能量称为辐射能。二、辐射能的量度单位 辐射通量：辐射能在传递过程中，于单位时间内，通过或到达某一表面积上的总

4、辐射能量，称之为辐射能通量。J/S 辐射强度（辐射通量密度）：单位面积上的辐射能通量，称之为辐射强度。W/m2 光通量密度：单位面积上通过或到达的光通量。天文学上，四季划分是： 春分夏至为春季 夏至秋分为夏季 秋分冬至为秋季 冬至次年春分为冬季 气候学上四季的划分：以五日侯平均温度为划分依据，1022 为春秋季。三、太阳高度角（h） 任意时刻太阳高度角计算公式：sinh sinsincos coscos ：观测地点的纬度 ：观测时太阳赤纬（阳光直射地点的纬度） ：时角 时角：一日中太阳某瞬时位置距离正午时太阳位置的角距离。 当地正午真太阳时12点时 =0，上午为负，下午为正。太阳高度角与纬度的

5、关系： 当不变时，h随的增大而减小。公式讨论：正午太阳高度角的变化。正午时刻 0 sinh sin sincos cos cos（） sin90（） h 90 利用上式计算得h90时取补角。四、日照时间和光照时间日照时间：太阳照射时间的长短为日照时间。它 分为可照时间和实照时间。可照时间：某一纬度某一季节一天中从日出到日 落的时间间隔为可照时间。实照时间：太阳直接辐射照射的时间为实照时 间。它是利用日照计观察的。光照时间可照时间曙暮光时间可照时间的计算公式推导：sinh sinsincoscoscos 日出、日没时h0，此时的0sin0sinsincoscoscos0 cos0tgtg公式讨论

6、：赤道上0 据cos0=tgtg=0 0=90可照时间（20）/15（290）/1512h 在赤道上任何季节昼长均为12h。春，秋分 0 cos 00 090 可照时间为12小时 北半球夏半年（春分夏至秋分） 0 0 cos090 可照时间12h 冬半年：（秋分冬至春分） 0 cos00 090 可照时间12h太阳永不落的条件：可照时间2024小时 0180cos0tgtg cos1800tgtg1tgtg tgctgtg（90） 90春秋分日： 0 90090 这天极点为永昼。夏至日：23.5 9023.566.5 这天北极圈内永昼，愈向北，永昼的日数愈增加，太阳辐射光谱一、太阳辐射 太阳常

7、数：当日地处于平均距离时（约为150106千米），在地球大气上界，垂直于太阳辐射方向单位面积上的太阳辐射能通量，称之为太阳常数。二、太阳辐射光谱 太阳辐射能随波长的分布，称为太阳辐射光谱。太阳辐射的波谱范围极广，几乎包括了从宇宙射线到无线电波的所有电磁辐射波谱。大气上界，太阳辐射总能量中： 紫外线：约占7.2%（0.150.39m）,有杀菌的作用。 可见光：约占45.5%（0.390.76m），起光效应。 红外线：约占47.3% (0.764m)，起热效应。三、太阳辐射在大气中的减弱 太阳辐射透过大气层时要发生一系列的减弱现象。其中一部分被大气吸收，一部分被大气中的气体分子和悬浮微粒所散射，还

8、有一部分被尘埃、云层反射而返回宇宙空间。（一）、大气对太阳辐射的吸收 大气对于太阳辐射的吸收是具有选择性的。O2：强烈吸收200nm的紫外线。O3：主要吸收在200320nm的紫外线。水汽：吸收红光及红外线，辐射能可减弱4%15%。CO2、微尘杂质：吸收一部分太阳辐射能。（二）、大气对太阳辐射的散射1、分子散射 蕾利散射定律：I=331(n-1)/N42、粗粒散射 太阳辐射在大气中遇到较大的质点（云滴，雨滴）时，出现粗粒散射。此时它们对太阳辐射的散射没有选择作用（I与无关），对各种波长的散射强度将趋于一致。（三）、大气对太阳辐射的反射 四、太阳辐射通过大气层时减弱的一般规律 太阳辐射在大气层中

9、被减弱的程度，决定于阳光通过大气层的厚度，大气的透明度和地理纬度等因子。1、大气量 大气量（m）：当太阳辐射垂直地面而到达海平面上时，太阳辐射所穿过的大气路径为一个大气量，即m=1。 m与h的关系：当太阳高度为h时，Sin h = 1/m, m=1/Sin h 即m=csc h 实际mcsch。所以当h水空气 干燥疏松土壤年较差：一年中（T最热月）平均（T最冷月）平均 日变化日较差：一日中（T最高）（T最低）1.日变化：土表白天直接接受太阳辐射而增热，夜间放射长波辐射而冷却，因而引起温度的昼夜变化。（1）位相： max值：13h左右 min值：日出点前后 max值出现时间比太阳辐射强度最高值出

10、现的时间稍落后。（2）影响因子： 纬度：上升，日较差下降 地形：南坡平地北坡 凸地：通风良好，乱流旺盛. 凹地：通风不良，乱流较少，白天增温后 ，热量不易散失。夜间，除了地面辐射外，冷空气易在凹地堆积，加剧了地面冷却。 土壤颜色：a深大，b浅大t深t浅 自然覆盖：t下降。 天气条件：晴天时，白昼R多，土温上升快，夜间-R大，土温降温迅速。阴天时，昼间吸热和夜间放热较少。2、年变化:（1）位相 中高纬度地区 陆地：max7月，min1月大陆性气候（龙井） 海洋：max8月，min2月海洋性气候（青岛）（2）影响因子：同于影响日变化的因子。不 同的是升高t加大 3、土壤中温度传播规律温度波动的周期

11、不随深度而改变。无论日变幅还是年变幅都随深度的增加而迅速减少，到某一深层后出现日变和年变消失层。（恒温层）位相：随深度的增加而落后.日变化：深度每增加10cm，位相落后2.53.5h。年变化：深度每增加1m，位相落后2030天。 空气温度一、气温的年日变化1气温的日变化（1）位相：max值：通常1415h；min值：日出前后特点：日变位相落后于土壤。气温日振幅土壤表面的日振幅。（2）影响因子：，季节，下垫面，天气，地形。2.年变化（1）位相北方中高纬度 陆地：7月最热，1月最冷；海洋：8月最热，2月最冷（2）影响因子相似于日变化影响因子，不同的是上升， t年加大。（距海远近）二、气温的垂直变化

12、 气温垂直递减率（r）：高度每增加100m，气温变化的数值。逆温层：气温垂直递减率为负值时，即随高度上升，温度上升的现象称为逆温，出现逆温的气层为逆温层。 逆温阻碍空气垂直运动的发展，地面蒸发的水汽，烟尘等多半集中于逆温层下部，高度2米以上的气温比贴地面的温度高35。三、空气的绝热变化1.空气的绝热运动：空气块与外界无热量交换的状态变化过程叫做空气的绝热运动。气团绝热上升：周围的气压下降，则P2P1 V2V1 对外作功 内能减小 T2T1 绝热冷却；气团绝热下沉：绝热增温。2.干湿绝热直减率 干绝热直减率rd：未饱和湿空气或干空气块，在垂直方向上，每绝热移动100m，在理论上其温度变化的数值称

13、为。湿绝热直减率rm：饱和空气绝热上升，下沉过程中都维持饱和状态，以此状态每绝热移动100m时，在理论上其温度变化的数值称为。四、大气的稳定度（小球、空气）：表示大气稳定程度的物理量。气块受到垂直方上的扰动后，大气层结（温湿度垂直分布）使其具有返回或远离原来平衡位置的趋势和程度。又称大气层结稳定度。稳定与否取决于气块本身的干湿绝热直减率与周围空气温度垂直梯度的对比。温度与作物一、三基点温度1.概念：最低温度，最适温度，最高温度。不同种植物的三基点温度不同；光合作用和呼吸作用的三基点温度也是不同的。 光合作用： 呼吸作用： 最低 ：05 最低 ：10 最适 ：2025 最适 ：3640 最高 ：

14、4050 最高 ：502.三基点的变化规律： 农作物，果树生长发育最适温度接近于最高温度。 最高温度多在3040之间，但遇到的机会不多。（除炎热气候区外） 最低与最适温度的差距较大，但常遇到。所以在生产实践中，作物的分布和生长受低温限制大于受高温的限制。界限温度：对农业生产具有指示或临界意义的温度称为界限温度。 该温度的出现日期，持续日数和持续时期中积温多少，对一个地方的作物布局，栽培方法，耕作制度，品种搭配和季节安排等，都具有十分重要的指示意义。二、农业生产的指标温度常见的农业界限温度：0 ：农林业生产期（农耕期） 27/36/115 ：生长期 13/419/1010 ：喜凉作物活跃生长期

15、4/53/1015 ：喜温作物活跃生长期 9/614/920 ：热带、亚热带作物和树种的活跃生长期 13/719/8三、积温1、积温的种类：积温：植物在某一生长发育期或整个生长发育期所需累积温度的总和称为积温。积温的种类：活动积温、有效积温、地积温、负积温、净效积温、日积温、危害积温等。生物学下限温度（生物学零度）：指作物有效生长的下限温度。 用B来表示活动温度：高于生物学下限温度的日平均温度称之为活动温度。活动积温：作物某一生育期或全生育期中活动温度的总和即为活动积温。(tiB, tiB 时计为“”） Y：活动积温 tiB：活动温度 ：该生育期有效温度：活动温度与生物学下限温度之差。有效积温

16、：作物某一生育期或全生育期内全部有效温度的总和即为有效积温。(tiB, tiB 时计为“”） A：有效积温 tiBB：有效温度 ：该生育期、积温的应用1)作为新品种的“身份证”作物一生或某一发育期的积温值（A）是固定的，是作物品种特性指标，引种、推广时应分析。2）在作物发育期预报上应用，必须用有效积温预报物候期的到来。D: 所需预报的发育期Di: 前一发育期出现的日期t: D与 Di之间的平均气温B：下限温度At: 有效积温）作为农业气候专题分析与区划的重要依据。积温是热量资源的重要标志（属一级区划指标）。根据积温的多少确定某作物在某地种植能否正常成熟，预计是否优质高产。）负积温：活动积温表示

17、（低于 或一段时期的积温）日积温：可表现作物日的发育速度，成正动态关系。 第四章 大气中的水分水的三相变化和空气湿度一、水的三相气态、液态、固态称之为三相。相态平衡：在一个系统的相变过程中，有时达到稳定状态，这时虽然彼此间的分子交换并不停止，但各项态则无任何明显的改变。这个状态称为相态平衡。E:6.11hpa T:0.0076二、空气湿度的表示法湿度：表示空气潮湿程度的物理量。1、水气压（e ）：空气中水汽所产生的压力，称为水气压。单位：mmHg，mb饱和水汽压（E）：饱和空气所具有的水汽压称为饱和水汽压。2、绝对湿度（a）:空气中的水汽密度。单位：g/m3e与a关系式： a=1.06e/1+t -气体膨胀系数 1