第二章-溫度學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1第二章第二章-溫度溫度(wnd)第一頁，共64頁。1 1、土壤的主要熱性質(zhì)；、土壤的主要熱性質(zhì)；2 2、土壤、水體、土壤、水體(shu t)(shu t)及空氣溫度的變化及空氣溫度的變化特點(diǎn)；特點(diǎn)；3 3、影響土壤、水體、影響土壤、水體(shu t)(shu t)及空氣溫度日及空氣溫度日變化和年變化的環(huán)境因素；變化和年變化的環(huán)境因素；本章本章(bn zhn)重點(diǎn)重點(diǎn)第1頁/共64頁第二頁，共64頁。本章本章(bn zhn)主要內(nèi)容主要內(nèi)容1 1、土壤、土壤(trng)(trng)的升溫和降溫；的升溫和降溫；2 2、土壤、土壤(trng)(trng)、水體及空氣溫度的、水體及空氣溫度的變

2、化；變化；3 3、空氣的絕熱變化和大氣穩(wěn)定度；、空氣的絕熱變化和大氣穩(wěn)定度；4 4、氣溫與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)之間的關(guān)系、氣溫與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)之間的關(guān)系第2頁/共64頁第三頁，共64頁。第一節(jié)第一節(jié) 土壤土壤(trng)的升溫和降溫的升溫和降溫一、土壤一、土壤(trng)的熱性質(zhì)的熱性質(zhì)是指土壤在熱學(xué)方面所具有的特性是指土壤在熱學(xué)方面所具有的特性(txng)，包括熱容量、，包括熱容量、導(dǎo)熱率和導(dǎo)溫率。導(dǎo)熱率和導(dǎo)溫率。第3頁/共64頁第四頁，共64頁。單位單位(dnwi)質(zhì)量（重量）或容積的土壤每升高（或降質(zhì)量（重量）或容積的土壤每升高（或降低）低）1所需要（或放出的）的熱量，被稱為土壤熱容所需要（或放出的）的熱

3、量，被稱為土壤熱容量。量。 1 1、土壤、土壤(trng)(trng)熱容量熱容量以以C C代表質(zhì)量（重量）熱容量代表質(zhì)量（重量）熱容量 單位單位(dnwi)(dnwi)是是J/gJ/g） ，CVCV代表容積熱容量代表容積熱容量 單位單位(dnwi)(dnwi)是是J/J/（cm3cm3） 。C C與與CVCV的關(guān)系為的關(guān)系為: :C CV VC C 是土壤密度。是土壤密度。第4頁/共64頁第五頁，共64頁。l 土壤不同土壤不同(b tn)組分的熱組分的熱容量容量土壤組成物質(zhì)土壤組成物質(zhì) 重量熱容量重量熱容量 容積熱容量容積熱容量 J/（g） J/（cm3）粗石英砂粗石英砂 0.745 2.1

4、63高嶺石高嶺石 0.975 2.410石灰石灰 0.895 2.435腐殖質(zhì)腐殖質(zhì) 1.996 2.525土壤空氣土壤空氣 1.004 1.25510-3土壤水分土壤水分 4.184 4.184第5頁/共64頁第六頁，共64頁。 CvmCvVm+oCvVo+wCvVwaCvVa mCv、oCv、wCv和aCv分別為土壤礦物質(zhì)、有機(jī)質(zhì)、水和空氣(kngq)的容積熱容量，Vm、Vo、Vw、Va分別為土壤礦物質(zhì)、有機(jī)質(zhì)、水和空氣(kngq)在單位體積土壤中所占的體積比。不同土壤的固、液、氣三相物質(zhì)組成比例是不同的，所以不同土壤的固、液、氣三相物質(zhì)組成比例是不同的，所以(suy)Cv(suy)Cv可

5、可表示為表示為: : 因空氣因空氣(kngq)的熱容量很小，可忽略不計(jì)，故土壤熱容量的熱容量很小，可忽略不計(jì)，故土壤熱容量可簡化為：可簡化為：Cv1.9Vm+2.5Vo+4.2VwJ/(cm3) 水分、空氣、礦質(zhì)土粒及有機(jī)質(zhì)水分、空氣、礦質(zhì)土粒及有機(jī)質(zhì) 土壤溫度變化主要受含水量、質(zhì)地的影響土壤溫度變化主要受含水量、質(zhì)地的影響l 影響土壤熱容量的因素影響土壤熱容量的因素l 土壤不同組分的熱容量土壤不同組分的熱容量第6頁/共64頁第七頁，共64頁。2、土壤、土壤(trng)導(dǎo)熱率導(dǎo)熱率導(dǎo)熱性導(dǎo)熱性: : 土壤吸收一定熱量土壤吸收一定熱量(rling)(rling)后，一部分用于它本身升溫，一部后，

6、一部分用于它本身升溫，一部分傳送給其鄰近土層。土壤具有將所吸熱量分傳送給其鄰近土層。土壤具有將所吸熱量(rling)(rling)傳導(dǎo)到鄰近土層的傳導(dǎo)到鄰近土層的性能，稱為導(dǎo)熱性。性能，稱為導(dǎo)熱性。導(dǎo)熱率導(dǎo)熱率: : 導(dǎo)熱性大小用導(dǎo)熱率（導(dǎo)熱性大小用導(dǎo)熱率（）表示，即在單位厚度（）表示，即在單位厚度（1cm1cm）土層，）土層，溫差為溫差為11時(shí)，每秒鐘經(jīng)單位斷面（時(shí)，每秒鐘經(jīng)單位斷面（1cm21cm2）通過的熱量）通過的熱量(rling)(rling)焦耳數(shù)焦耳數(shù)。其單位是。其單位是J/J/（cm2scm2s）。）。 第7頁/共64頁第八頁，共64頁。熱量的傳導(dǎo)是由高溫處到低溫?zé)崃康膫鲗?dǎo)是由

7、高溫處到低溫(dwn)(dwn)處，設(shè)土壤或其它處，設(shè)土壤或其它物質(zhì)兩端的溫度為物質(zhì)兩端的溫度為t1t1、t2t2，土壤的厚度為，土壤的厚度為d d，在一定時(shí)間，在一定時(shí)間(T)(T)內(nèi)流動(dòng)的熱量為內(nèi)流動(dòng)的熱量為Q Q。則一定時(shí)間內(nèi)單位面積。則一定時(shí)間內(nèi)單位面積(A)(A)上流過上流過的熱量為的熱量為Q/ATQ/AT。兩端間的溫度梯度為。兩端間的溫度梯度為(t1-t2)/d(t1-t2)/d，故導(dǎo)熱，故導(dǎo)熱率率根據(jù)定義為：根據(jù)定義為：)-(/)-(/2121ttATQddttATQ或?qū)釋?dǎo)熱(dor)率的計(jì)算率的計(jì)算第8頁/共64頁第九頁，共64頁。l 土壤不同土壤不同(b tn)(b tn)

8、組成分的導(dǎo)熱組成分的導(dǎo)熱率率 土壤組成分土壤組成分導(dǎo)熱率導(dǎo)熱率J/(cm2s)石英石英 4.427102濕砂粒濕砂粒 1.674102干砂粒干砂粒 1.674103泥炭泥炭 6.276104腐殖質(zhì)腐殖質(zhì) 1.255102土壤水土壤水 5.021103土壤空氣土壤空氣 2.092104第9頁/共64頁第十頁，共64頁。礦物質(zhì)雖然導(dǎo)熱率最大，但它是相對穩(wěn)定而不易變化的礦物質(zhì)雖然導(dǎo)熱率最大，但它是相對穩(wěn)定而不易變化的。而土壤中的水、氣總是處于變動(dòng)狀態(tài)。因此，土壤導(dǎo)。而土壤中的水、氣總是處于變動(dòng)狀態(tài)。因此，土壤導(dǎo)熱率的大小主要決定于土壤孔隙熱率的大小主要決定于土壤孔隙(kngx)(kngx)的多少和含

9、水的多少和含水量的多少。量的多少。當(dāng)土壤干燥缺水時(shí)，土粒間的土壤孔隙當(dāng)土壤干燥缺水時(shí)，土粒間的土壤孔隙(kngx)(kngx)被空氣占被空氣占領(lǐng)，導(dǎo)熱率就??；當(dāng)土壤濕潤時(shí)，土粒間的孔隙領(lǐng)，導(dǎo)熱率就??；當(dāng)土壤濕潤時(shí)，土粒間的孔隙(kngx)(kngx)被水分占領(lǐng)，導(dǎo)熱率增大。因而濕土比干土導(dǎo)熱快。被水分占領(lǐng)，導(dǎo)熱率增大。因而濕土比干土導(dǎo)熱快。干土干土濕土濕土第10頁/共64頁第十一頁，共64頁。3、導(dǎo)、導(dǎo) 溫溫 率率土壤導(dǎo)熱系數(shù)或熱擴(kuò)散系數(shù)，指在標(biāo)準(zhǔn)狀況下土壤導(dǎo)熱系數(shù)或熱擴(kuò)散系數(shù)，指在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，在土層垂直方向上每厘米距離內(nèi)有，在土層垂直方向上每厘米距離內(nèi)有1K的溫度的溫度梯度，每秒流入梯度，每

10、秒流入1cm2土壤斷面面積的熱量，使土壤斷面面積的熱量，使單位體積（單位體積（1cm3）土壤所發(fā)生的溫度變化）土壤所發(fā)生的溫度變化(binhu)。K=/Cv, :導(dǎo)熱率，導(dǎo)熱率， Cv：熱容量（容積）。：熱容量（容積）。第11頁/共64頁第十二頁，共64頁。土壤組土壤組成分成分容積熱容量容積熱容量（Jcm-1 K-1)重量熱容重量熱容量量(Jg-1K-1)導(dǎo)熱率導(dǎo)熱率（Jcm-1s-1K-1)導(dǎo)溫率導(dǎo)溫率(cm2 s-1)土壤空氣土壤空氣0.00131.000.00021-0.00025 0.1615-0.1923土壤水分土壤水分4.1874.1870.0054-0.00590.0013-0.

11、0014礦質(zhì)土粒礦質(zhì)土粒1.9300.7120.0167-0.02090.0087-0.0108土壤有土壤有機(jī)質(zhì)機(jī)質(zhì)2.5121.9300.0084-0.01260.0033-0.0050l 土壤土壤(trng)(trng)組成的組成的熱特性熱特性第12頁/共64頁第十三頁，共64頁。二、土壤二、土壤(trng)的升溫的升溫和降溫和降溫1、土壤表面的輻射、土壤表面的輻射(fsh)平衡平衡 地面輻射地面輻射(fsh)平衡平衡 太陽直接短波輻射太陽直接短波輻射(fsh)(I) 地面短波反射地面短波反射(I+H) 天空天空(大氣大氣)短波輻射短波輻射(fsh)(H) 地面長波輻射地面長波輻射(fsh

12、) E 逆輻射逆輻射(fsh)(長波輻射長波輻射(fsh) (G) I+H-投入地面的太陽總短波輻射投入地面的太陽總短波輻射(fsh)(環(huán)球輻射環(huán)球輻射(fsh) (I+H)-被地面反射出的短波輻射被地面反射出的短波輻射(fsh)，(為反為反射率射率) r=E-G-是土壤向大氣進(jìn)行長波輻射是土壤向大氣進(jìn)行長波輻射(fsh)量量(E)與與大氣升溫反向大氣升溫反向 土壤輻射土壤輻射(fsh)量量(G)的差值；的差值；以以R代表地面輻射代表地面輻射(fsh)能的總收入減去總支出的平衡能的總收入減去總支出的平衡差值差值 R=(I+H)-(I+H) + (G-E) = (I+H)(1-)- r第13頁/

13、共64頁第十四頁，共64頁。2 2、土壤、土壤(trng)(trng)熱量平衡熱量平衡當(dāng)土面獲得太陽當(dāng)土面獲得太陽(tiyng)輻輻射能轉(zhuǎn)換為熱能時(shí)，大部分射能轉(zhuǎn)換為熱能時(shí)，大部分熱量消耗于土壤水分蒸發(fā)和熱量消耗于土壤水分蒸發(fā)和土壤與大氣之間的湍流熱交土壤與大氣之間的湍流熱交換，一小部分被生物活動(dòng)所換，一小部分被生物活動(dòng)所消耗，只有很少部分通過熱消耗，只有很少部分通過熱交換傳導(dǎo)至土壤下層。交換傳導(dǎo)至土壤下層。 據(jù)右圖，設(shè)太陽據(jù)右圖，設(shè)太陽(tiyng)輻射輻射能有能有47%到地面，蒸騰消耗到地面，蒸騰消耗占占23%，長波凈輻射占，長波凈輻射占14%，對流傳導(dǎo)占，對流傳導(dǎo)占10%。第14頁/共6

14、4頁第十五頁，共64頁。 土壤收支平衡表示式土壤收支平衡表示式式中：式中： S- S-單位時(shí)間內(nèi)土壤實(shí)際獲得或失掉的熱量；單位時(shí)間內(nèi)土壤實(shí)際獲得或失掉的熱量； R- R-輻射平衡；輻射平衡； P- P-土壤與大氣層之間的湍流土壤與大氣層之間的湍流(tunli)(tunli)交換量；交換量； LE- LE-水分蒸發(fā)、蒸騰或水汽凝結(jié)而造成的熱量損失水分蒸發(fā)、蒸騰或水汽凝結(jié)而造成的熱量損失或增加量；或增加量； B B土面與土壤下層的之間的熱交換量。土面與土壤下層的之間的熱交換量。 S=RPLE+B2 2、土壤熱量、土壤熱量(rling)(rling)平衡平衡第15頁/共64頁第十六頁，共64頁。2

15、2、土壤、土壤(trng)(trng)熱量平衡熱量平衡 白天白天(bi tin)：R-P-B-LE=0夜間夜間(y jin)：-R+P+B+LE=0不考慮土壤厚度時(shí)不考慮土壤厚度時(shí)第16頁/共64頁第十七頁，共64頁。 白天白天(bi tin)：R-P-B-LE=Q夜間夜間(y jin)：-R+P+B+LE= -Q2 2、土壤熱量、土壤熱量(rling)(rling)平衡平衡考慮土壤厚度時(shí)考慮土壤厚度時(shí)第17頁/共64頁第十八頁，共64頁。第二節(jié)第二節(jié) 土壤、水層及氣溫土壤、水層及氣溫(qwn)變化變化1、土壤溫度年變化、土壤溫度年變化 升溫階段，一般為升溫階段，一般為1月至月至7月，月，7月

16、達(dá)最月達(dá)最高；高； 降溫階段，一般是為降溫階段，一般是為7月至次年月至次年1月，月，1月月達(dá)達(dá) 最低。最低。 土層愈深，最高溫和最低溫達(dá)到土層愈深，最高溫和最低溫達(dá)到(d do)的時(shí)間落后于表層土壤，稱為的時(shí)間落后于表層土壤，稱為“時(shí)滯時(shí)滯”。溫。溫度的變幅也隨土層深度而縮小，至度的變幅也隨土層深度而縮小，至520米深處，土溫年變幅消失。米深處，土溫年變幅消失。一、土壤溫度變化一、土壤溫度變化(binhu)第18頁/共64頁第十九頁，共64頁。2、土溫、土溫(twn)日變化日變化 土表溫度最高值出現(xiàn)在當(dāng)?shù)貢r(shí)間土表溫度最高值出現(xiàn)在當(dāng)?shù)貢r(shí)間1314時(shí)時(shí)，最低溫出現(xiàn)在日出之前。，最低溫出現(xiàn)在日出之前

17、。 土溫土溫(twn)日變幅以表土最大，至日變幅以表土最大，至40100cm深處變化幅度小甚至消失。深處變化幅度小甚至消失。一、土壤溫度變化一、土壤溫度變化(binhu)第19頁/共64頁第二十頁，共64頁。3、土壤溫度的垂直、土壤溫度的垂直(chuzh)分布分布 一天中土壤溫度的垂直分布一般(ybn)分為日射型、輻射型、上午轉(zhuǎn)變型和傍晚轉(zhuǎn)變型等4種類型。一年中土壤溫度的垂直變化可分為放熱型（冬季，相當(dāng)于輻射型），受熱型（夏季，相當(dāng)于日射型）和過渡型春季和秋季，相當(dāng)于上午轉(zhuǎn)變型和傍晚轉(zhuǎn)變型）。第20頁/共64頁第二十一頁，共64頁。 4、影響土溫變化、影響土溫變化(binhu)的因素的因素 緯

18、緯度度(wid)坡坡向向坡坡度度(pd)緯度影響土壤表面接受太陽輻射的強(qiáng)度。緯度影響土壤表面接受太陽輻射的強(qiáng)度。 隨緯度由低到高，自南而北土壤表面接隨緯度由低到高，自南而北土壤表面接受的輻射強(qiáng)度減弱，土溫由高到低受的輻射強(qiáng)度減弱，土溫由高到低。北半球南坡接受太陽輻射最多，東南坡、北半球南坡接受太陽輻射最多，東南坡、西南坡次之，東坡、西坡、東北坡、西北西南坡次之，東坡、西坡、東北坡、西北依次遞減，北坡最低。依次遞減，北坡最低。北半球中緯度地區(qū)（北半球中緯度地區(qū)（3030600600）的南向坡，隨）的南向坡，隨著坡度增加，接受太陽輻射增加。著坡度增加，接受太陽輻射增加。第21頁/共64頁第二十二頁

19、，共64頁。地面覆蓋地面覆蓋(fgi)(fgi)后既減少吸熱，也減少后既減少吸熱，也減少散熱。散熱。海海拔拔高高度度土土壤壤(trng)因因素素地地面面(dmin)覆覆蓋蓋海拔增高，大氣稀薄，透明度增加，散熱海拔增高，大氣稀薄，透明度增加，散熱快，土壤吸收熱量增多，所以高山土溫比快，土壤吸收熱量增多，所以高山土溫比氣溫高。由于高山氣溫低，地面裸露時(shí)，氣溫高。由于高山氣溫低，地面裸露時(shí)，地面輻射增強(qiáng)，隨著高度增加，土溫比平地面輻射增強(qiáng)，隨著高度增加，土溫比平地的低。地的低。 影響土溫變化的土壤因素，包括土壤結(jié)構(gòu)、影響土溫變化的土壤因素，包括土壤結(jié)構(gòu)、質(zhì)地、松緊度、顏色、濕度、地表狀態(tài)及質(zhì)地、松緊

20、度、顏色、濕度、地表狀態(tài)及土壤水汽含量等土壤水汽含量等 。第22頁/共64頁第二十三頁，共64頁。 二、水層溫度二、水層溫度(wnd)變變化化 水層溫度變化主要受水的容積水層溫度變化主要受水的容積(rngj)(rngj)熱容量大的影響，以及水是半透明流體熱容量大的影響，以及水是半透明流體、具有亂流混合作用的綜合影響。能把、具有亂流混合作用的綜合影響。能把表層吸收的太陽輻射傳遞到深層水。這表層吸收的太陽輻射傳遞到深層水。這種由表面向深層的熱傳遞使水域的溫度種由表面向深層的熱傳遞使水域的溫度年較差和日較差變化比相應(yīng)的土壤溫度年較差和日較差變化比相應(yīng)的土壤溫度較差小得多，在最冷月和最熱月落后時(shí)較差小

21、得多，在最冷月和最熱月落后時(shí)間一致時(shí)，如一個(gè)月，土壤只需加深間一致時(shí)，如一個(gè)月，土壤只需加深1 1米米，而水層必須加深，而水層必須加深6060米。米。第23頁/共64頁第二十四頁，共64頁。 1、水溫升降、水溫升降(shngjing)特性特性 （1 1）水的容積）水的容積(rngj)(rngj)熱容量約比土壤大熱容量約比土壤大1 1倍倍，因此當(dāng)兩者的吸熱或放熱相等時(shí)，水面升溫，因此當(dāng)兩者的吸熱或放熱相等時(shí)，水面升溫或降溫幅度應(yīng)比土壤小或降溫幅度應(yīng)比土壤小1 1倍。倍。 （2 2）水為一半透明液體，在陸地上，太陽）水為一半透明液體，在陸地上，太陽輻射被很薄的表土層所吸收（約十分之幾毫輻射被很薄的

22、表土層所吸收（約十分之幾毫米的薄層），土壤增熱劇烈；但對于水來說米的薄層），土壤增熱劇烈；但對于水來說，太陽輻射可以，太陽輻射可以(ky)(ky)透入相當(dāng)深的水層（透入相當(dāng)深的水層（幾十米），約只一半的能量為幾十米），約只一半的能量為1010厘米以上的厘米以上的水層所吸收，所以水面溫度的升高要比地面水層所吸收，所以水面溫度的升高要比地面緩和得多。緩和得多。第24頁/共64頁第二十五頁，共64頁。 1、水溫升降、水溫升降(shngjing)特性特性 （3 3）水面消耗）水面消耗(xioho)(xioho)于蒸發(fā)的熱量大于陸于蒸發(fā)的熱量大于陸地，水面的增熱因此緩和，這種差別在降水稀地，水面的增熱因

23、此緩和，這種差別在降水稀少的陸地和海洋之間表現(xiàn)最為突出。少的陸地和海洋之間表現(xiàn)最為突出。 （4 4）水中的熱量傳遞方式與土壤完全不）水中的熱量傳遞方式與土壤完全不同。土壤中，熱量傳遞的基本方式是分同。土壤中，熱量傳遞的基本方式是分子子(fnz)(fnz)傳導(dǎo)，而在水中，則主要通過傳導(dǎo)，而在水中，則主要通過亂流混合和對流作用，這種方式比分子亂流混合和對流作用，這種方式比分子(fnz)(fnz)傳熱要快得多，能使水面溫度升傳熱要快得多，能使水面溫度升降減慢幾十倍。降減慢幾十倍。第25頁/共64頁第二十六頁，共64頁。 2、水溫日變化、水溫日變化(binhu)和年變化和年變化(binhu) 海海水水

24、溫溫度度分分布布規(guī)規(guī)律律 水水平平分分布布 同一海區(qū)同一海區(qū) 夏季水溫高、冬季水溫低夏季水溫高、冬季水溫低 不同緯度海區(qū)不同緯度海區(qū)緯度較低處水溫較高，緯度較高緯度較低處水溫較高，緯度較高處水溫較低處水溫較低 緯度相當(dāng)海區(qū)緯度相當(dāng)海區(qū)暖流經(jīng)過海區(qū)水溫較高寒流經(jīng)過暖流經(jīng)過海區(qū)水溫較高寒流經(jīng)過海區(qū)水溫較低海區(qū)水溫較低 垂垂直直分分布布 總趨勢總趨勢水溫由表層向深層遞減，水溫由表層向深層遞減，1 000米以下垂直溫差減小米以下垂直溫差減小 時(shí)空變化時(shí)空變化主要存在于海水表層，水層越深，主要存在于海水表層，水層越深，變化越小變化越小 第26頁/共64頁第二十七頁，共64頁。 第27頁/共64頁第二十八

25、頁，共64頁。 垂直垂直(chuzh)(chuzh)變化變化第28頁/共64頁第二十九頁，共64頁。 3、調(diào)節(jié)、調(diào)節(jié)(tioji)農(nóng)田水農(nóng)田水溫的方法溫的方法 主要使灌溉水得到停積暴曬加溫的主要使灌溉水得到停積暴曬加溫的條件。修筑中小型水庫，積蓄泉水條件。修筑中小型水庫，積蓄泉水，開迂回的灌溉水溝，都可以使低，開迂回的灌溉水溝，都可以使低溫的水，停積暴曬的時(shí)間加長，升溫的水，停積暴曬的時(shí)間加長，升高高(shn o)(shn o)溫度。溫度。第29頁/共64頁第三十頁，共64頁。 三、空氣三、空氣(kngq)溫度變溫度變化化 （一）空氣溫度（一）空氣溫度 溫度是表示溫度是表示(biosh)物質(zhì)冷

26、熱程度的物物質(zhì)冷熱程度的物理量，具體指理量，具體指 溫標(biāo)上的標(biāo)度。目前工作中都采用溫標(biāo)上的標(biāo)度。目前工作中都采用1968年的年的國際實(shí)用溫標(biāo)，即國際實(shí)用攝氏度。國際實(shí)用溫標(biāo)，即國際實(shí)用攝氏度。 第30頁/共64頁第三十一頁，共64頁。 絕對溫度絕對溫度(juduwnd)(juduwnd)、攝氏溫度、華、攝氏溫度、華氏溫度：氏溫度： （1 1）絕對溫度）絕對溫度(juduwnd)=(juduwnd)=攝氏溫度攝氏溫度+273.15+273.15 （2 2）攝氏溫度）攝氏溫度=5/9=5/9（華氏溫度（華氏溫度-32-32） （3 3）華氏溫度）華氏溫度=9/5=9/5攝氏溫度攝氏溫度+32+32

27、第31頁/共64頁第三十二頁，共64頁?？諝鉁囟鹊娜兆兓諝鉁囟鹊娜兆兓?binhu)(binhu)與土壤溫度與土壤溫度的日變化的日變化(binhu)(binhu)一樣，只是最高、最一樣，只是最高、最低溫度出現(xiàn)的時(shí)間推遲，通常最高溫度出低溫度出現(xiàn)的時(shí)間推遲，通常最高溫度出現(xiàn)在現(xiàn)在14151415時(shí)，最低溫度出現(xiàn)在日出前后時(shí)，最低溫度出現(xiàn)在日出前后的的5656時(shí)。時(shí)。（二）空氣（二）空氣(kngq)溫度的日變化規(guī)律溫度的日變化規(guī)律第32頁/共64頁第三十三頁，共64頁。第33頁/共64頁第三十四頁，共64頁。 大陸性氣候區(qū)和季風(fēng)性氣候區(qū)，一年大陸性氣候區(qū)和季風(fēng)性氣候區(qū)，一年中最熱月和最冷月分別出

28、現(xiàn)在中最熱月和最冷月分別出現(xiàn)在7 7月和月和1 1月，海洋性氣候區(qū)落后月，海洋性氣候區(qū)落后(lu hu)1(lu hu)1個(gè)個(gè)月左右，分別在月左右，分別在8 8月和月和2 2月。月。（三）空氣（三）空氣(kngq)溫度的年變化規(guī)律溫度的年變化規(guī)律第34頁/共64頁第三十五頁，共64頁。（四）空氣溫度的水平（四）空氣溫度的水平(shupng)分布分布等溫線分布的總趨勢大致與緯圈平行。等溫線分布的總趨勢大致與緯圈平行。 同緯度夏季海面氣溫低于陸面，冬季海面氣溫高于陸面，等溫同緯度夏季海面氣溫低于陸面，冬季海面氣溫高于陸面，等溫線發(fā)生彎曲。線發(fā)生彎曲。 洋流對海面氣溫的分布有很大影響。洋流對海面氣溫

29、的分布有很大影響。 近赤道地區(qū)有一個(gè)高溫帶近赤道地區(qū)有一個(gè)高溫帶(wndi)(wndi)，月平均溫度高于，月平均溫度高于2424，稱，稱為熱赤道。為熱赤道。 南半球無論冬、夏，最低氣溫均出現(xiàn)在南極；北半球最低氣溫南半球無論冬、夏，最低氣溫均出現(xiàn)在南極；北半球最低氣溫冬季出現(xiàn)在高緯度大陸，夏季出現(xiàn)在北極地區(qū)。冬季出現(xiàn)在高緯度大陸，夏季出現(xiàn)在北極地區(qū)。氣溫水平氣溫水平(shupng)分布的特點(diǎn)：分布的特點(diǎn)：第35頁/共64頁第三十六頁，共64頁。世界世界(shji)1(shji)1月海平面氣溫分布圖月海平面氣溫分布圖 第36頁/共64頁第三十七頁，共64頁。世界世界(shji)7(shji)7月海

30、平面氣溫分布圖月海平面氣溫分布圖 第37頁/共64頁第三十八頁，共64頁。氣溫除具有氣溫除具有(jyu)(jyu)周期性日、年變周期性日、年變化規(guī)律外，在空氣大規(guī)模冷暖平流化規(guī)律外，在空氣大規(guī)模冷暖平流影響下，還會(huì)產(chǎn)生非周期性變化。影響下，還會(huì)產(chǎn)生非周期性變化。如我國江南地區(qū)如我國江南地區(qū)3 3月份出現(xiàn)的月份出現(xiàn)的“倒春倒春寒寒”天氣，秋季出現(xiàn)的天氣，秋季出現(xiàn)的“秋老虎秋老虎”天氣，便是氣溫非周期性變化的結(jié)天氣，便是氣溫非周期性變化的結(jié)果。果。（五）氣溫（五）氣溫(qwn)的非周期性變化的非周期性變化第38頁/共64頁第三十九頁，共64頁。 逆溫是指在一定條件下，氣溫隨高度的增高而增加，氣溫直

31、減逆溫是指在一定條件下，氣溫隨高度的增高而增加，氣溫直減率為負(fù)值的現(xiàn)象。逆溫按其形成原因，可分為輻射逆溫、平率為負(fù)值的現(xiàn)象。逆溫按其形成原因，可分為輻射逆溫、平流逆溫、湍流逆溫、下沉逆溫等類型。流逆溫、湍流逆溫、下沉逆溫等類型。 （1 1）輻射逆溫：是指夜間由地面、雪面或冰面、）輻射逆溫：是指夜間由地面、雪面或冰面、 云層頂?shù)容椛淅鋮s形成的逆溫。云層頂?shù)容椛淅鋮s形成的逆溫。 （2 2）平流逆溫：是指當(dāng)暖空氣平流到冷的下墊面）平流逆溫：是指當(dāng)暖空氣平流到冷的下墊面 時(shí)，使下層空氣冷卻而形成的逆溫。時(shí)，使下層空氣冷卻而形成的逆溫。 （3 3）下沉逆溫：低凹谷地內(nèi)，由于夜間冷空氣下沉聚集于谷底）下沉

32、逆溫：低凹谷地內(nèi)，由于夜間冷空氣下沉聚集于谷底( d)( d)，把原來低谷內(nèi)的暖空氣抬高，從谷底，把原來低谷內(nèi)的暖空氣抬高，從谷底( d)( d)向上向上就形成逆溫。由于逆溫層的存在，致使坡地上某一高度，夜就形成逆溫。由于逆溫層的存在，致使坡地上某一高度，夜間氣溫較高，稱為暖帶。間氣溫較高，稱為暖帶。（六）大氣（六）大氣(dq)中的逆溫中的逆溫1. 概念及形成概念及形成(xngchng)條件條件第39頁/共64頁第四十頁，共64頁。2. 逆溫對天氣逆溫對天氣(tinq)的影響的影響（1 1）阻礙了空氣的垂直運(yùn)動(dòng)發(fā)展；）阻礙了空氣的垂直運(yùn)動(dòng)發(fā)展；（2 2）下面）下面(xi mian)(xi mi

33、an)常常聚集著大量常常聚集著大量的煙、塵、的煙、塵、 水汽凝結(jié)物，使能見度大大下降。水汽凝結(jié)物，使能見度大大下降。第40頁/共64頁第四十一頁，共64頁。3. 逆溫在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)逆溫在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)(shngchn)上的意義上的意義l 寒冷季節(jié)進(jìn)行甘薯、蘿卜等農(nóng)產(chǎn)品加工寒冷季節(jié)進(jìn)行甘薯、蘿卜等農(nóng)產(chǎn)品加工、曬干的時(shí)候，避免輻射型凍害，近地面、曬干的時(shí)候，避免輻射型凍害，近地面溫度較離地溫度較離地2 2米的溫度要低米的溫度要低3-5oC3-5oC；l 熏煙防霜時(shí)，由于逆溫的存在，使煙霧熏煙防霜時(shí)，由于逆溫的存在，使煙霧正好彌散在貼地層正好彌散在貼地層(dcng)(dcng)，保溫效果好，保溫效果好。l 在

34、防治病蟲害時(shí)，為使藥劑均勻?yàn)⒌街苍诜乐尾∠x害時(shí)，為使藥劑均勻?yàn)⒌街仓晟希们宄康哪鏈兀顾巹┎恢孪蛏现晟?，利用清晨的逆溫，使藥劑不致向上噴灑，從而均勻地落在植株上。噴灑，從而均勻地落在植株上。?1頁/共64頁第四十二頁，共64頁。第三節(jié)第三節(jié) 空氣空氣(kngq)的絕熱變化和大氣穩(wěn)定度的絕熱變化和大氣穩(wěn)定度一、絕熱過程一、絕熱過程(ju r u chn)（Adiabatic process） 1、在氣象上，將任一氣塊與外界之間無熱量交換時(shí)的狀態(tài)變化過程，稱為絕熱過程。在大氣中，作垂直(chuzh)運(yùn)動(dòng)的氣塊，其狀態(tài)變化通常接近于絕熱過程。第42頁/共64頁第四十三頁，共64頁。 絕熱過程中

35、氣塊的溫度絕熱過程中氣塊的溫度(wnd)(wnd)是隨外是隨外界氣壓的改變而變化。熱力學(xué)第一定界氣壓的改變而變化。熱力學(xué)第一定律律: : PdPRTdTCp絕熱方程（絕熱方程（1）pdpRTdTCdQp一、絕熱過程一、絕熱過程(ju r u chn)（Adiabatic process） 第43頁/共64頁第四十四頁，共64頁。二、干絕熱方程與干絕熱直減率二、干絕熱方程與干絕熱直減率 干絕熱直減率干絕熱直減率（d d ）在大氣靜力平衡的條件下，干空氣和未飽在大氣靜力平衡的條件下，干空氣和未飽和的濕空氣因作干絕熱升降運(yùn)動(dòng)和的濕空氣因作干絕熱升降運(yùn)動(dòng)(yndng)(yndng)而引起氣塊溫度隨高度

36、的變化而引起氣塊溫度隨高度的變化率，稱之為干絕熱直減率。率，稱之為干絕熱直減率。第44頁/共64頁第四十五頁，共64頁。三、濕絕熱直減率三、濕絕熱直減率 概念概念(ginin) 濕絕熱過程濕絕熱過程(ju r u chn) 飽和濕空氣在上升或下降的絕熱變化過程中飽和濕空氣在上升或下降的絕熱變化過程中，會(huì)產(chǎn)生水的相變，從而釋放，會(huì)產(chǎn)生水的相變，從而釋放(shfng)(shfng)或吸收或吸收熱量使空氣塊的內(nèi)能發(fā)生變化，稱此過程為濕絕熱量使空氣塊的內(nèi)能發(fā)生變化，稱此過程為濕絕熱過程。熱過程。 濕絕熱過程中的溫度變化率。濕絕熱過程中的溫度變化率。 對對m m變化的解釋變化的解釋 m m不是常數(shù)，它是

37、氣壓和溫度的函數(shù)，隨著氣壓不是常數(shù)，它是氣壓和溫度的函數(shù)，隨著氣壓的減小、溫度的升高而減小。的減小、溫度的升高而減小。 濕絕熱直減率濕絕熱直減率（m m ）第45頁/共64頁第四十六頁，共64頁。三、濕絕熱直減率三、濕絕熱直減率 第46頁/共64頁第四十七頁，共64頁。五、大氣五、大氣(dq)穩(wěn)定度穩(wěn)定度 處在靜力平衡狀態(tài)中的空氣塊因受外力因子的處在靜力平衡狀態(tài)中的空氣塊因受外力因子的擾動(dòng)后，大氣層結(jié)（溫度和濕度的垂直分布）有使擾動(dòng)后，大氣層結(jié)（溫度和濕度的垂直分布）有使其返回或遠(yuǎn)離其返回或遠(yuǎn)離(yun l)原來平衡位置的趨勢或程度原來平衡位置的趨勢或程度，稱之為大氣靜力穩(wěn)定度。，稱之為大氣靜

38、力穩(wěn)定度。 定義定義(dngy) 分類分類 假如有一塊空氣在外力的作用下，產(chǎn)生垂直假如有一塊空氣在外力的作用下，產(chǎn)生垂直運(yùn)動(dòng)，但外力除去后：運(yùn)動(dòng)，但外力除去后：第47頁/共64頁第四十八頁，共64頁。 穩(wěn)定穩(wěn)定(wndng) 若氣塊逐漸減速，趨于回到原位，這時(shí)氣塊所若氣塊逐漸減速，趨于回到原位，這時(shí)氣塊所處的氣層，對于處的氣層，對于(duy)該氣塊而言是穩(wěn)定的。該氣塊而言是穩(wěn)定的。 中性中性(zhngxng) 若既無回到原位，又無繼續(xù)加速先前的運(yùn)若既無回到原位，又無繼續(xù)加速先前的運(yùn)動(dòng)趨勢，而是保持原有運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，這時(shí)氣塊所動(dòng)趨勢，而是保持原有運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，這時(shí)氣塊所處的處的氣層氣層，對于該氣塊而言是

39、，對于該氣塊而言是中性中性的。的。 不穩(wěn)定不穩(wěn)定 若氣塊按原方向加速運(yùn)動(dòng)，這時(shí)氣塊所處的若氣塊按原方向加速運(yùn)動(dòng)，這時(shí)氣塊所處的氣層氣層，對于該氣塊而言是，對于該氣塊而言是不穩(wěn)定不穩(wěn)定的。的。第48頁/共64頁第四十九頁，共64頁。2、空氣穩(wěn)定度的判別、空氣穩(wěn)定度的判別(pnbi)標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)通常用氣溫直減率（通常用氣溫直減率（）與上升氣塊的干絕）與上升氣塊的干絕熱直減率（熱直減率（dd）或濕絕熱直減率（）或濕絕熱直減率（mm）的）的對比對比(dub)(dub)來判斷。來判斷。 第49頁/共64頁第五十頁，共64頁。某團(tuán)空氣某團(tuán)空氣(kngq)未飽和時(shí)的穩(wěn)定度未飽和時(shí)的穩(wěn)定度擾動(dòng)擾動(dòng)(rodng)方

40、向方向合力合力(hl)方向方向第50頁/共64頁第五十一頁，共64頁。 對于對于(duy)未飽和空未飽和空氣氣d d 不穩(wěn)定不穩(wěn)定(wndng)(wndng)；=d =d 中性；中性；d m m 不穩(wěn)定；不穩(wěn)定；=m m 中性；中性；m m 穩(wěn)定。穩(wěn)定。第51頁/共64頁第五十二頁，共64頁。l愈大，大氣愈不穩(wěn)定；愈大，大氣愈不穩(wěn)定；愈小，大氣愈穩(wěn)定。如果愈小，大氣愈穩(wěn)定。如果很小，甚至等于零（等溫）或小于零（逆溫），那將很小，甚至等于零（等溫）或小于零（逆溫），那將是對流發(fā)展的障礙。所以習(xí)慣上常將逆溫、等溫以及是對流發(fā)展的障礙。所以習(xí)慣上常將逆溫、等溫以及很小的氣層稱為阻擋層。很小的氣層稱為

41、阻擋層。l 當(dāng)當(dāng)mm時(shí)，不論空氣是否達(dá)到飽和，大氣總是處時(shí)，不論空氣是否達(dá)到飽和，大氣總是處于穩(wěn)定狀態(tài)的，因而稱為絕對穩(wěn)定；當(dāng)于穩(wěn)定狀態(tài)的，因而稱為絕對穩(wěn)定；當(dāng)dd時(shí)則相反時(shí)則相反，因而稱為絕對不穩(wěn)定。，因而稱為絕對不穩(wěn)定。l 當(dāng)當(dāng)ddmm時(shí)，對于作垂直時(shí)，對于作垂直(chuzh)(chuzh)運(yùn)動(dòng)的飽運(yùn)動(dòng)的飽和空氣來說，大氣是處于不穩(wěn)定狀態(tài)的；對于作垂直和空氣來說，大氣是處于不穩(wěn)定狀態(tài)的；對于作垂直(chuzh)(chuzh)運(yùn)動(dòng)的未飽和空氣來說，大氣又是處于穩(wěn)定狀運(yùn)動(dòng)的未飽和空氣來說，大氣又是處于穩(wěn)定狀態(tài)的。這種情況稱為條件性不穩(wěn)定狀態(tài)。態(tài)的。這種情況稱為條件性不穩(wěn)定狀態(tài)。 3、總結(jié)、總結(jié)

42、(zngji)第52頁/共64頁第五十三頁，共64頁。第四節(jié)第四節(jié) 氣溫與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)氣溫與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)(shngchn)之間的關(guān)系之間的關(guān)系一、溫度一、溫度(wnd)對植物生對植物生產(chǎn)的影響產(chǎn)的影響（一）植物的三基點(diǎn)（一）植物的三基點(diǎn)(jdin)溫度與農(nóng)業(yè)界溫度與農(nóng)業(yè)界限溫度限溫度 1植物的三基點(diǎn)植物的三基點(diǎn)(jdin)溫度溫度: 植物生植物生長發(fā)育都有三個(gè)溫長發(fā)育都有三個(gè)溫 度基本點(diǎn)，即維持生長發(fā)育的生物學(xué)度基本點(diǎn)，即維持生長發(fā)育的生物學(xué)下限溫下限溫 度（最低溫度）、最適溫度和生物學(xué)度（最低溫度）、最適溫度和生物學(xué)上限溫上限溫 度（最高溫度），這三者合稱為三基度（最高溫度），這三者合稱為三基點(diǎn)點(diǎn)(

43、jdin)溫度。溫度。 第53頁/共64頁第五十四頁，共64頁。 0：土壤凍結(jié)或解凍的標(biāo)志：土壤凍結(jié)或解凍的標(biāo)志(biozh)。 5：喜涼植物開始生長的標(biāo)志：喜涼植物開始生長的標(biāo)志(biozh)。 10：喜溫植物開始播種或停止生長的標(biāo)志：喜溫植物開始播種或停止生長的標(biāo)志(biozh)。 15：大于：大于15期間為喜溫植物的活躍生長期。期間為喜溫植物的活躍生長期。 20：熱帶植物開始生長的標(biāo)志：熱帶植物開始生長的標(biāo)志(biozh)。2 2農(nóng)業(yè)農(nóng)業(yè)(nngy)(nngy)界限溫度界限溫度（一）植物的三基點(diǎn)（一）植物的三基點(diǎn)(jdin)溫度與農(nóng)業(yè)界限溫度溫度與農(nóng)業(yè)界限溫度第54頁/共64頁第五十五頁

44、，共64頁。1 1積溫積溫 一定時(shí)期積累的溫度，即一定時(shí)期的溫度總和，稱一定時(shí)期積累的溫度，即一定時(shí)期的溫度總和，稱為積溫。積溫能表明植物在生育期內(nèi)對熱量的總要求，它為積溫。積溫能表明植物在生育期內(nèi)對熱量的總要求，它包括活動(dòng)積溫和有效積溫。包括活動(dòng)積溫和有效積溫。2 2活動(dòng)積溫和有效積溫活動(dòng)積溫和有效積溫 高于最低溫度（生物學(xué)下限溫度）高于最低溫度（生物學(xué)下限溫度）的日平均溫度，叫活動(dòng)溫度。植物生長發(fā)育期間的活動(dòng)溫的日平均溫度，叫活動(dòng)溫度。植物生長發(fā)育期間的活動(dòng)溫度的總和，叫活動(dòng)積溫?；顒?dòng)溫度與最低溫度（生物學(xué)下度的總和，叫活動(dòng)積溫。活動(dòng)溫度與最低溫度（生物學(xué)下限溫度）之差，叫有效溫度。植物生

45、育期內(nèi)有效溫度積累限溫度）之差，叫有效溫度。植物生育期內(nèi)有效溫度積累的總和，叫有效積溫。的總和，叫有效積溫。3 3積溫的應(yīng)用積溫的應(yīng)用 積溫作為一個(gè)重要的熱量指標(biāo)，在植物生產(chǎn)積溫作為一個(gè)重要的熱量指標(biāo)，在植物生產(chǎn)中有著廣泛的用途，主要體現(xiàn)在：（中有著廣泛的用途，主要體現(xiàn)在：（1 1）用來分析）用來分析(fnx)(fnx)農(nóng)業(yè)氣候熱量資源；（農(nóng)業(yè)氣候熱量資源；（2 2）作為植物引種的科學(xué)依據(jù)；（）作為植物引種的科學(xué)依據(jù)；（3 3）為農(nóng)業(yè)氣象預(yù)報(bào)服務(wù)。）為農(nóng)業(yè)氣象預(yù)報(bào)服務(wù)。 （二）積溫（二）積溫(jwn)和有效和有效積溫積溫(jwn)第55頁/共64頁第五十六頁，共64頁。1 1植物的感溫性和溫周

46、期現(xiàn)象植物的感溫性和溫周期現(xiàn)象（1 1）植物的感溫性）植物的感溫性 植物感溫性是指植物長期適應(yīng)環(huán)植物感溫性是指植物長期適應(yīng)環(huán)境溫度境溫度(wnd)(wnd)的規(guī)律性變化，形成其生長發(fā)育對溫的規(guī)律性變化，形成其生長發(fā)育對溫度度(wnd)(wnd)的感應(yīng)特性。春化作用是植物感溫性的一的感應(yīng)特性。春化作用是植物感溫性的一種表現(xiàn)。種表現(xiàn)。（2 2）溫周期現(xiàn)象）溫周期現(xiàn)象 溫周期現(xiàn)象是指在自然條件下氣溫溫周期現(xiàn)象是指在自然條件下氣溫呈周期性變化，許多植物適應(yīng)溫度呈周期性變化，許多植物適應(yīng)溫度(wnd)(wnd)的這種節(jié)的這種節(jié)律性變化，并通過遺傳成為其生物學(xué)特性的現(xiàn)象。律性變化，并通過遺傳成為其生物學(xué)特

47、性的現(xiàn)象。植物溫周期現(xiàn)象主要是指日溫周期現(xiàn)象。植物溫周期現(xiàn)象主要是指日溫周期現(xiàn)象。（三）溫度變化與植物（三）溫度變化與植物(zhw)生產(chǎn)生產(chǎn)第56頁/共64頁第五十七頁，共64頁。（1 1）土壤溫度對植物吸收水分的影響）土壤溫度對植物吸收水分的影響 （2 2）土壤溫度對植物吸收養(yǎng)分的影響）土壤溫度對植物吸收養(yǎng)分的影響（3 3）土壤溫度對植物形成塊莖）土壤溫度對植物形成塊莖(kuijng)(kuijng)、塊根的影響、塊根的影響（4 4）土壤溫度對植物生長發(fā)育的影響）土壤溫度對植物生長發(fā)育的影響 （5 5）土壤溫度影響昆蟲的發(fā)生、發(fā)展）土壤溫度影響昆蟲的發(fā)生、發(fā)展 2 2土壤溫度與植物土壤溫度與植物(zhw)(zhw)生長發(fā)育生長發(fā)育第57頁/共64頁第五十八頁，共64頁。3 3溫度溫度(wnd)(wnd)日變化與植物生長發(fā)育日變化與植物生長發(fā)育（1）日平均溫度的影響）日平均溫度的影響(yngxing)l 在日平均溫度比較在日平均溫度比較(bjio)(bjio)低的地區(qū)，較接近最低溫低的地區(qū)，較接近最低溫度度l 時(shí)，夜間溫度接近或低于下限溫度，作物很少時(shí)，夜間溫度接近或低于下限溫度，作物很少l 或不能生長，而主要靠白天溫度較高時(shí)生長。或不能生長，而主要靠白天溫度較高時(shí)生長。l 在日平均溫度比較高的地區(qū)，較接近最高溫度，在日平均溫度比較高的地區(qū)，較接近最高溫度