農(nóng)業(yè)氣象學(xué)講解

1、一、緒論氣象：發(fā)生于大氣中的物理現(xiàn)象及物理過(guò)程。氣象學(xué)：研究發(fā)生于大氣中的物理現(xiàn)象及其過(guò)程，總結(jié)其發(fā)生發(fā)展變化規(guī)律，并運(yùn)用這些規(guī)律對(duì)未來(lái)天氣做預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)的科學(xué)。二、大氣1、干潔大氣定義：指的是去除水分及固液態(tài)雜質(zhì)的大氣常定成分。組成成分：主要由氮?dú)夂脱鯕饨M成，還有少量的二氧化碳、氬氣、其它微量等。2、干潔大氣在環(huán)境中的作用（1）氮?dú)猓篴、生物體的主要組成成分之一，參與生命活動(dòng)的全過(guò)程。大氣中的氮元素進(jìn)入生物體的途徑：大氣放電過(guò)程及生物固氮。b、大氣中性質(zhì)比較穩(wěn)定的氣體，稀釋氧濃度，穩(wěn)定大氣的組成及結(jié)構(gòu)，保護(hù)生物體的生存。（2）氧氣：a、生物體的主要組成成分之一，參與生命活動(dòng)的全過(guò)程。b、氧氣主要

2、起氧化作用，通過(guò)有機(jī)物的氧化釋放能量供生命活動(dòng)所需。（3）臭氧：吸收中短波紫外線；殺菌消毒；降低作物產(chǎn)量和品質(zhì)。（4）二氧化碳：a、溫室效應(yīng)。b、光合原材料3、大氣中的水分來(lái)源：地表潮濕物體的蒸發(fā)蒸騰，并隨氣流向周?chē)鷶U(kuò)散。分布：高溫潮濕地區(qū)含量高，低溫干燥地區(qū)含量低；地表含量高，高空含量低。在大氣中的作用：a、水汽是大氣中常溫常壓下唯一能發(fā)生相態(tài)變化的成分；b、水汽是大氣中能量傳遞的重要載體；c、具有強(qiáng)烈的溫室效應(yīng)。4、大氣中的雜質(zhì)組成：灰塵、煙粒、鹽粒、花粉、孢子、微生物、懸浮的液滴、冰晶等。來(lái)源：自然源與人工源。在環(huán)境中的作用：a、吸收、阻擋太陽(yáng)輻射；b、對(duì)地面起保溫作用；c、參與水汽凝結(jié)

3、，為其凝結(jié)核；d、對(duì)生物生長(zhǎng)發(fā)育有較大危害；5、大氣的污染定義：污染：某些物質(zhì)的增加使得環(huán)境中原有的平衡被打破，稱(chēng)造成了環(huán)境污染，這些造成污染的物質(zhì)稱(chēng)污染物。種類(lèi)：含C類(lèi)、含N類(lèi)、含S類(lèi)、含Cl類(lèi)、粉塵、各類(lèi)有機(jī)物、重金屬顆粒等大氣污染物對(duì)環(huán)境的影響：a、對(duì)農(nóng)業(yè)的影響：S02、HF、NOx、C12、HC1等;b、酸雨與酸霧；c、溫室效應(yīng)：CO2、CH4、NOx等。6、大氣的分層厚度：a、物理上界：大氣中發(fā)生的物理現(xiàn)象的最高高度，約1200Km。b、臨界高度：相當(dāng)于星際物質(zhì)密度的高度，約3000Km。分層（根據(jù)不同高度上溫度分布、成分、電荷等物理性質(zhì)的差異來(lái)分）a、對(duì)流層厚度：隨對(duì)流強(qiáng)弱而不同，

4、對(duì)流強(qiáng)則厚度大。物理性質(zhì)：1.溫度隨高度的增加而降低；平均0.65C/hm；2對(duì)流強(qiáng)烈；3溫濕度等氣象要素水平分布不均勻，常發(fā)生大規(guī)模的平流現(xiàn)象；4.約擁有3/4的大氣質(zhì)量及幾乎全部的水汽。b、平流層范圍：對(duì)流層頂?shù)郊s55Km高度空氣層。特點(diǎn)：1.溫度隨高度的增加而增加；2.臭氧濃度較高，有一臭氧層存在；3.水汽含量極少，偶爾會(huì)凝結(jié)成云；C、中間層厚度：55Km85Km；特點(diǎn)：1.溫度隨高度的增加而降低，到頂部可達(dá)-100C；2頂部在白天出現(xiàn)電離現(xiàn)象，夜晚消失；d、電離層(暖層)高度：85Km800Km特點(diǎn)：1.空氣呈高度電離狀態(tài);2.溫度隨高度急劇增加，到300Km處，溫度可達(dá)1000C,再

5、上，溫度增加不明顯；3.反射無(wú)線電波；4.空氣非常稀?。籩、散逸層(外層)高度：800Km3000Km；特點(diǎn)：1.溫度很高，在1000C以上；2.高度電離；3.粒子不停地向宇宙空間逃逸；三、輻射1、輻射：物體以電磁波形式傳遞能量的一種方式。自然界中任何物體都在不停地向外發(fā)送電磁輻射電磁輻射傳播不需要任何介質(zhì)2輻射能與輻射強(qiáng)度輻射是以光子形式存在的，每一光子的能量為：e=hv=hC/入式中h為普朗克常數(shù)：6.63*10-34J.s每個(gè)光子的能量很小，實(shí)際應(yīng)用中常用摩爾光量子為單位，1摩爾光子稱(chēng)作1愛(ài)因斯坦(Ei)表示輻射強(qiáng)弱的物理量稱(chēng)作輻射強(qiáng)度。按照輻射方向的不同，可以有不同的稱(chēng)呼：輻出度：從物

6、體表面向外發(fā)送的輻射，單位面積上單位時(shí)間內(nèi)發(fā)送的輻射能稱(chēng)輻出度。輻照度：某表面單位時(shí)間內(nèi)單位面積上接受周?chē)矬w向其發(fā)送的輻射能。輻射通量密度：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)穿過(guò)空間單位面積的輻射能。3、輻射的吸收、反射和透射自然界的物體對(duì)于到達(dá)其表面的輻射能一部分吸收，一部分反射，部分可以透過(guò)物體。即：Q總=Q吸+Q反+Q透。等式兩邊同除Q總，去除量綱，則分別表示吸收率、反射率和透過(guò)率。a+r+d=14、有關(guān)輻射的基本定律Stefan-Boltzman定律表達(dá)式：E=OT4E為黑體的輻射強(qiáng)度，T為其表面溫度，O為Stefan-Boltzman常數(shù)。O=5.67*10-8w/m2k4。Wein定律描述的是物體輻射能

7、量的主要分布波段范圍。表達(dá)式：入max=2897/TT：物體表面溫度，入max：最大單色輻射波長(zhǎng)5、地球的公轉(zhuǎn)與自轉(zhuǎn)地球圍繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)，公轉(zhuǎn)軌道面橢圓性，稱(chēng)為黃道面。太陽(yáng)處于橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上，另一焦點(diǎn)在太陽(yáng)邊緣。地球公轉(zhuǎn)一周稱(chēng)一回歸年，為365.2422個(gè)太陽(yáng)日。近日點(diǎn)距太陽(yáng)1.47億公里，遠(yuǎn)日點(diǎn)距太陽(yáng)1.52億公里，平均距離為1.50億公里，稱(chēng)一個(gè)天文單位。地球自轉(zhuǎn)軸與公轉(zhuǎn)軌道面成6633,形成地球上季節(jié)的變化。二十四節(jié)氣：春雨驚春清谷天，夏滿(mǎn)芒夏暑相連。秋處露秋寒霜降，冬雪雪冬小大寒。6、經(jīng)緯度和時(shí)區(qū)為標(biāo)定地球表面任一點(diǎn)的具體位置設(shè)定經(jīng)緯度；（2）把經(jīng)過(guò)地軸的平面與地球表面的交線稱(chēng)經(jīng)圈，經(jīng)圈

8、被南北極點(diǎn)一分為二為兩個(gè)半圓，稱(chēng)作子午線或經(jīng)線；（3）將通過(guò)英國(guó)倫敦格林威治天文臺(tái)舊址的子午線定為本初子午線，即0經(jīng)線，向東的稱(chēng)為東經(jīng)，向西的稱(chēng)西經(jīng)。（4）把垂直于地軸的平面與地表面的交線稱(chēng)作緯圈；（5）經(jīng)過(guò)地心的垂直于地軸的平面與地表面交線為赤道，定義為緯度0；（6）赤道以北的稱(chēng)北緯，以南的稱(chēng)南緯；（7）地表任一點(diǎn)的緯度為該點(diǎn)與地心連線與赤道面的夾角。（8）以太陽(yáng)直射本地經(jīng)線定義為地方時(shí)12點(diǎn)（9）以0經(jīng)線時(shí)間為基準(zhǔn)，東西各7.5的區(qū)域?yàn)?時(shí)區(qū)，向東西各增加15為一個(gè)新的時(shí)區(qū)，分別為東一區(qū)、東二區(qū)、西一區(qū)、西二區(qū)，該區(qū)域內(nèi)時(shí)間以中間經(jīng)線時(shí)間為其區(qū)時(shí)，相鄰時(shí)區(qū)時(shí)間相差1小時(shí)，東邊的早，東西十二

9、時(shí)區(qū)重疊。7、太陽(yáng)輻射（1）太陽(yáng)輻射能量隨波長(zhǎng)的分布稱(chēng)太陽(yáng)輻射光譜。（三個(gè)區(qū)：紫外線區(qū)7%、可見(jiàn)光區(qū)50%、紅外線區(qū)43%）（2）單位時(shí)間穿過(guò)單位面積的太陽(yáng)輻射能稱(chēng)為太陽(yáng)常數(shù)。數(shù)值上約13677w/m2（3）大氣上界，太陽(yáng)輻射產(chǎn)生的平均光照強(qiáng)度為1.351.4X1051X,稱(chēng)太陽(yáng)光量常數(shù)。（4）太陽(yáng)高度角指太陽(yáng)平行光線與地平面的夾角。（h正午=90Q+6其中0為緯度，6為赤緯，23.5）赤緯：太陽(yáng)直射點(diǎn)的地理緯度，北半球?yàn)檎习肭驗(yàn)樨?fù)（5）日照時(shí)間：從日出到日落所持續(xù)的時(shí)間稱(chēng)可照時(shí)間。實(shí)際上，由于大氣的折射作用，實(shí)際日長(zhǎng)比理論日長(zhǎng)要略長(zhǎng)，這種差異隨緯度的增加而增加，我們將其稱(chēng)作曙暮光。（6）

10、實(shí)際上，由于地形、植被、天氣等因素，實(shí)際得到的日照時(shí)間要少得多，我們將實(shí)際得到的日照時(shí)間稱(chēng)作實(shí)照時(shí)數(shù)，它與理論上得到的日照時(shí)間（可照時(shí)間）的比值稱(chēng)日照百分率。8、大氣對(duì)太陽(yáng)輻射的減弱（1）大氣對(duì)太陽(yáng)輻射的吸收作用、散射作用、反射作用（減弱的作用）吸收作用大氣把太陽(yáng)光譜中0.29pm以下的紫外輻射幾乎全部吸收了。大氣中吸收太陽(yáng)輻射的物質(zhì)主要是氧、臭氧、水汽和液態(tài)水，其次是二氧化碳、甲烷、一氧化二氮、塵埃等。散射作用光波在遇到大氣分子或氣溶膠粒子等時(shí)，便會(huì)與它們發(fā)生相互作用，重新向四面八方發(fā)射出頻率與入射光的相同，但強(qiáng)度較弱的光（稱(chēng)子波），這種現(xiàn)象稱(chēng)光散射。分子散射具有選擇性，它的散射強(qiáng)度與入射光

11、的波長(zhǎng)四次方成反比。所以，不同入射光被散射的比例差別很大。（為什么晴朗天空呈蔚藍(lán)色？）當(dāng)散射粒子的尺度與入射光波長(zhǎng)可比擬時(shí)（例如飄塵粒子對(duì)可見(jiàn)光的散射），散射光的強(qiáng)度分布不對(duì)稱(chēng)而是分布復(fù)雜，稱(chēng)為米散射。米散射（粗粒散射）沒(méi)有選擇性，所以入射光與散射光在光譜組成上是一致的。（霧的顏色）散射對(duì)太陽(yáng)輻射減弱作用強(qiáng)烈，使得直射光一大部分變成了散射光，即天空輻射（或稱(chēng)散射輻射）；反射作用大氣中云層和較大顆粒的埃塵能將太陽(yáng)輻射中的一部分能量反射到宇宙空間去。其中反射最明顯的是云。不同的云量，不同的云狀，云的不同厚度所發(fā)生的反射是不同的。直接輻射自太陽(yáng)表面發(fā)射，未被大氣散射而直接到達(dá)地表的太陽(yáng)平行光的輻射強(qiáng)

12、度稱(chēng)直接輻射。影響直接輻射數(shù)值大小的主要因素有：太陽(yáng)高度角、大氣透明度、大氣質(zhì)量數(shù)散射輻射大氣對(duì)太陽(yáng)輻射的散射作用而使部分部分輻射自天空到達(dá)地表的稱(chēng)散射輻射。影響散射輻射數(shù)值變化的因素：太陽(yáng)高度角、大氣透明度總輻射直接輻射和散射輻射之和稱(chēng)總輻射。到達(dá)地表的太陽(yáng)輻射，一部分被地面吸收，其余的被地面反射回大氣層，而透過(guò)的量可以忽略不計(jì)。地面反射量的大?。ǖ孛娣瓷渎剩┡c地表的性質(zhì)相關(guān)各種下墊面對(duì)短波輻射的平均反射率下墊面性質(zhì)反射率（下墊面性質(zhì)反射率（黑鈣土干燥12大多數(shù)農(nóng)作物1830潮濕5綠草地26黃土干燥27大草原22潮濕14葡萄園1819淺灰土干燥32落葉林1520潮濕15針葉林1015白沙土干

13、燥40沼澤地12潮濕18新雪8095水面hO=558陳雪4270hU=9029、長(zhǎng)波輻射（1）地面有效輻射：地面一方面通過(guò)長(zhǎng)波輻射向大氣傳遞熱量，同時(shí)，接收大氣的逆輻射。地面長(zhǎng)波輻射與大氣逆輻射被地面所吸收的部分之差稱(chēng)地面有效輻射。（2）地表凈輻射：地面吸收的太陽(yáng)短波輻射與地面有效輻射的差值，稱(chēng)地表凈輻射（或地表輻射差額）。影響凈輻射大小的主要因素：為太陽(yáng)短波輻射，地面有效輻射由于地溫和氣溫的變化不大，對(duì)其影響較小，所以太陽(yáng)短波輻射強(qiáng)弱的日變化和年變化基本上就決定了凈輻射的日、年周期變化。年凈輻射量隨緯度的增加而減小，極圈內(nèi)常為負(fù)值地面輻射平衡地面獲得的平均凈輻射一般都大于0，但地球并沒(méi)有因此

14、使地表溫度持續(xù)上升，因?yàn)楂@得的能量用于了加熱空氣、蒸發(fā)水汽等，就總體來(lái)說(shuō)，全球能量是平衡的。輻射平衡表達(dá)式：Rn=H+LE+G輻射平衡各因子占凈輻射能的比例的高低是決定一個(gè)地方小氣候的物理基礎(chǔ)。例：沙漠與綠洲小氣候的差異10、輻射與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)光合有效輻射：太陽(yáng)輻射中對(duì)植物光合作用有效的光譜成分。(葉綠素：紅光640660納米、藍(lán)紫光430450納米)光合光量子通量密度：?jiǎn)挝粫r(shí)間通過(guò)單位面積的光合光量子數(shù)，數(shù)值單位是“mol/m2.s，測(cè)量?jī)x器為光量子輻射儀。植物的光補(bǔ)償點(diǎn)和飽和點(diǎn)：植物在進(jìn)行光合作用的同時(shí)，也在進(jìn)行著呼吸作用，當(dāng)一定光強(qiáng)下的光合積累與呼吸消耗相平衡時(shí)，稱(chēng)此光強(qiáng)為植物的光補(bǔ)償點(diǎn)；在

15、光補(bǔ)償點(diǎn)以上，隨著光照強(qiáng)度的增加，植物的凈光合速率逐漸增大，但當(dāng)光強(qiáng)達(dá)到一定程度時(shí)，凈光合速率達(dá)到穩(wěn)定甚至下降，此時(shí)的光強(qiáng)稱(chēng)光的飽和點(diǎn)。植物的光照類(lèi)型：陽(yáng)性植物：菠蘿、劍麻、腰果、香茅、桉樹(shù)、芒果等陰性植物：蘭花、鳳梨、棕櫚藤、益智、砂仁、香草蘭等耐蔭植物：香蕉、橡膠、生姜、咖啡等光周期現(xiàn)象：植物的開(kāi)花時(shí)間受到白天與黑夜、光照與黑暗的交替及其時(shí)間長(zhǎng)度的影響，這種現(xiàn)象稱(chēng)植物的光周期現(xiàn)象。(6)植物的光周期類(lèi)型：長(zhǎng)日照植物(溫帶)、短日照植物(熱帶、亞熱帶)、日中性植物(四季豆、西紅柿、早稻等)光能利用率：作物固化的太陽(yáng)能與生長(zhǎng)期間到達(dá)田間的太陽(yáng)能的比值。固化太陽(yáng)能：燃燒值X經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量(生物學(xué)產(chǎn)量、

16、同化量等)太陽(yáng)輻射能：總輻射、光合有效輻射(8)提高光能利用率途徑：選擇優(yōu)良品種合理的種植制度和種植方式：間作套種、密度、行向行距等水肥管理：營(yíng)養(yǎng)均衡環(huán)境調(diào)控(9)引種緯度相近地區(qū)間引種，成功的可能性較大；短日照作物：南種北引，生育期延長(zhǎng)，后期的低溫對(duì)于其花芽分化及開(kāi)花影響很大，可能造成其不能開(kāi)花結(jié)果；北種南引，生育期縮短，影響產(chǎn)量。長(zhǎng)日照作物：北種南引，延長(zhǎng)生育期；南種北引反之。引種要考慮收獲物為營(yíng)養(yǎng)體還是果實(shí)。引種要堅(jiān)持試種的原則。事例：假稻種的原因(光照強(qiáng)度)四、溫度1、有關(guān)溫度的統(tǒng)計(jì)量：氣溫、水溫、土溫、體溫、平均溫度、極端溫度、日較差、年較差2、氣溫氣溫是指離地面1.50米氣層的平均

17、溫度。氣層的平均溫度：由于大氣是流動(dòng)的，所以小范圍內(nèi)空氣溫度是相對(duì)均勻的，只要保證空氣是自由流通的即可認(rèn)為任一點(diǎn)的氣溫為其平均溫度。3、土壤溫度土壤的流動(dòng)性很差、成土母質(zhì)和含水量及其上植被等各有不同，因此，土壤溫度不象空氣溫度那樣相對(duì)均勻，即沒(méi)有代表性，而且垂直梯度很大，所以，不能說(shuō)籠統(tǒng)說(shuō)某地土壤溫度，而要具體說(shuō)明某地點(diǎn)某深度的土壤溫度。一般我們所說(shuō)的土壤溫度指的是020cm土層的溫度，分別測(cè)定其0、5、10、15、20cm深度的土壤溫度。土壤溫度對(duì)植物種子的萌發(fā)、根系的生長(zhǎng)、土壤微生物的繁殖、土壤生物的活動(dòng)以及土壤理化性質(zhì)的變化等都會(huì)產(chǎn)生直接影響，是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)十分關(guān)注的環(huán)境因子。4、水溫水溫影

18、響到水中藻類(lèi)、水生生物、水體的理化性質(zhì)等水溫的變化程度介于空氣溫度和土壤溫度之間，它沒(méi)有空氣流動(dòng)性強(qiáng)烈，但相對(duì)土壤來(lái)說(shuō)，其均勻性要好得多。5、體溫體溫即生物體表的溫度，對(duì)于生物體來(lái)說(shuō)，體溫是直接反映其生理狀態(tài)的外在特征。體溫包括植物的葉溫、莖干溫度，動(dòng)物的體表溫度等，目前應(yīng)用較多的是葉溫。植物的葉溫受環(huán)境和自身生理狀況影響，不同個(gè)體差異較大，常用葉氣溫差來(lái)表示葉片的生理活動(dòng)狀況。6、日平均溫度以每天北京時(shí)02h、08h、14h、20h的溫度值的算術(shù)平均來(lái)表示。溫度值以正點(diǎn)百葉箱中玻璃溫度表的測(cè)定值為準(zhǔn)，如果沒(méi)有02h的觀測(cè)數(shù)值，以自動(dòng)觀測(cè)值來(lái)替代，若沒(méi)有自動(dòng)觀測(cè)值，也可以用下式的計(jì)算結(jié)果來(lái)替代

19、：t02=(前一天t20+今天tmin)/2主意事項(xiàng)：想取樣要均勻、不同的統(tǒng)計(jì)方法得到的數(shù)據(jù)不具有可比較性、需要有說(shuō)明。7、極端溫度：包括極端最高(低)溫度、某時(shí)段內(nèi)最高(低)溫度、平均最高(低)溫度8、日較差：一天中最高溫度和最低溫度的差值，或稱(chēng)之為溫度日變幅。影響日較差大小因素：緯度、季節(jié)、地形、土壤性質(zhì)、天氣9、年較差：一年中，最熱月的平均溫度和最冷月的平均溫度之差。10、土壤的熱特性熱容量(cv)：?jiǎn)挝蝗莘e土壤溫度變化1C所吸收(放出)的熱量J.m-3.C-1)稱(chēng)作容積熱容量。分析比較疏松與板結(jié)、潮濕與干燥土壤溫度的變化情況。導(dǎo)熱率(A)：在單位溫度梯度的兩個(gè)界面間，單位時(shí)間通過(guò)單位面

20、積的熱能，稱(chēng)作導(dǎo)熱率(J.m-1.s-1.C-1)。解釋說(shuō)明：霜容易形成于哪些地方，為什么？土壤成分容積熱容量導(dǎo)熱率導(dǎo)溫率106J.m-3.C-1J.m-1.s-1.C-110-6m2.s-1固體2.052.430.82.80.391.15空氣0.00130.02116水4.190.590.1511、土壤表面熱收支狀況在地面熱量平衡中，假定土壤熱通量密度分為表面熱收支與深層熱通量，則該表達(dá)式可以寫(xiě)作：RB=St（l-r）Rln=G+H+LE=G+Gd+H+LEG=St（l-r）RinGdHLE貝y：At=G，/Cv顯然，當(dāng)G0時(shí)，地表溫度增加，反之當(dāng)GV0,地表溫度降低。12、影響土表溫度變化

21、的因素影響到達(dá)地表的總輻射數(shù)值大小的因子：緯度、季節(jié)、不同時(shí)刻、大氣透明度、坡度、坡向影響地表反射率的因子：顏色、植被、土壤含水量影響地面有效輻射的因子：地表溫度、空氣溫度、云狀、云量、空氣中塵埃影響土壤熱通量大小的因子：土壤類(lèi)型、土壤濕度、空隙度、土層溫度垂直梯度影響地表蒸發(fā)速度的因子：土壤濕度、空氣濕度、地表風(fēng)速、地形、大氣壓影響顯熱通量大小的因子：氣溫垂直梯度、風(fēng)場(chǎng)、空氣濕度13、土壤溫度的變化（1）日變化：一天中溫度變幅即日較差，隨緯度、地形、季節(jié)、離海遠(yuǎn)近、土壤性質(zhì)、天氣等而不同。（2）年變化：土溫的年較差大小主要決定于太陽(yáng)輻射能的年變化，隨著緯度的增加，年較差變大；另外也隨著離海遠(yuǎn)

22、近而有一定的差異，沿海小而內(nèi)陸較高。（3）垂直變化：土溫隨深度的增加，其振幅減小、位相落后，到某深度后，其日（年）較差為0稱(chēng)為日（年）恒溫層、分子熱傳導(dǎo)（1）熱傳導(dǎo)指的是物質(zhì)系統(tǒng)（氣體、液體或固體），由于內(nèi)部各處溫度不均勻而引起的熱能（內(nèi)能）從溫度較高處向溫度較低處輸運(yùn)的現(xiàn)象。（2）土壤間熱量傳遞以熱傳導(dǎo)方式為主，而空氣間這樣傳遞量很小，一般可以忽略，但在研究邊界層的熱量流動(dòng)時(shí)需要重點(diǎn)考慮。、對(duì)流與平流（1）對(duì)流：空氣的垂直運(yùn)動(dòng)成為對(duì)流。按照成因可以分為自由對(duì)流（熱力對(duì)流）和強(qiáng)迫對(duì)流（動(dòng)力對(duì)流）兩種。對(duì)流是基層大氣能量流動(dòng)的重要方式，同時(shí)也是水汽和污染物質(zhì)、灰塵等輸送的最主要途徑。（2）平流：

23、指空氣的水平方向運(yùn)動(dòng)或其運(yùn)動(dòng)的水平分量。平流形成的原因主要是由于水平方向氣壓的不均勻（實(shí)際上是由于溫度場(chǎng)的不均勻造成的），空氣從高壓向低壓方向運(yùn)動(dòng)，所以，平流是不同溫度空氣團(tuán)的位置交換，與對(duì)流相類(lèi)似，在平流的同時(shí)發(fā)生熱量、水汽等的交換，地表空氣的熱量流動(dòng)基本上是通過(guò)這種方式實(shí)現(xiàn)的。、蒸發(fā)與凝結(jié)（1）蒸發(fā)將地面熱量通過(guò)水汽輸送到高空，再通過(guò)凝結(jié)而釋放，也可通過(guò)結(jié)露（霜）等形式將熱量輸送到地表。（2）蒸發(fā)輸送的熱量相當(dāng)驚人，地表約有一半的熱量是通過(guò)這種形式來(lái)輸送的。（3）蒸發(fā)與凝結(jié)調(diào)節(jié)著地表的溫度，使地表溫度變化和緩，如無(wú)霜的霜凍要比有霜的霜凍對(duì)作物傷害更大。（4）水汽的蒸發(fā)與凝結(jié)也是有些天氣系統(tǒng)

24、（如熱帶低壓、臺(tái)風(fēng)）等存在和加強(qiáng)的基礎(chǔ)。17、湍流（1）空氣的不規(guī)則運(yùn)動(dòng)稱(chēng)為湍流（亂流）。湍流一般發(fā)生于邊界層空氣與下墊面之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。這種運(yùn)動(dòng)是邊界層熱量交換的重要方式。18、溫度的垂直變化對(duì)流層空氣溫度隨離地面高度的增加而降低，平均來(lái)說(shuō),每升高100米，降低0.65；氣溫垂直梯度：每升高lhm,空氣溫度下降的數(shù)值。形成這種溫度分布的原因？問(wèn)題：溫度下高而上低會(huì)不會(huì)產(chǎn)生自由對(duì)流？臨界氣溫垂直梯度：1C/hm。即當(dāng)每升高100米氣溫下降超過(guò)1C時(shí)，可發(fā)生自由對(duì)流，而小于這個(gè)數(shù)值時(shí)，氣層是穩(wěn)定的。如氣溫垂直梯度小于0，表面隨高度的增加氣溫在增加，在對(duì)流層中發(fā)生這種現(xiàn)象稱(chēng)為逆溫，發(fā)生逆溫的氣層稱(chēng)

25、逆溫層。19、逆溫的原因及種類(lèi)、意義（1）輻射逆溫：由于下墊面夜間強(qiáng)烈輻射而形成的。（2）平流逆溫：暖平流到達(dá)冷的下墊面，由于熱交換而形成。（3）山地逆溫：山區(qū)夜間山頂冷空氣下滑迫使谷中暖空氣抬升而形成。（4）鋒面逆溫：冷暖氣團(tuán)相遇，在其交界面形成。逆溫對(duì)于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的意義：利用逆溫現(xiàn)象防霜凍（熏煙，逆溫層空氣層結(jié)穩(wěn)定）；噴灑農(nóng)藥；作物種植地塊的選擇；昆蟲(chóng)的遷徙與逆溫。20、溫度對(duì)農(nóng)作物生長(zhǎng)發(fā)育的影響影響作物的分布界限、產(chǎn)量、生長(zhǎng)期、花芽分化、光合作用與蒸騰作用21、三基點(diǎn)溫度：最適溫度、最高溫度、最低溫度。22、活動(dòng)積溫和有效積溫（1）活動(dòng)積溫：大于或等于作物的生物學(xué)下限的日平均溫度稱(chēng)為活動(dòng)溫

26、度，活動(dòng)溫度的累積稱(chēng)為活動(dòng)積溫；Y=Lti當(dāng)tiVB時(shí)，取值為0（2）有效積溫：活動(dòng)溫度和生物學(xué)下限溫度的差值稱(chēng)為有效溫度，有效溫度的累積稱(chēng)為有效積溫。Y=L（ti-B）當(dāng)tiVB時(shí)，（tiB）取值為023、積溫的意義及應(yīng)用是作物與品種特性的重要指標(biāo)；作為物候期預(yù)測(cè)的重要依據(jù)；表示一個(gè)地區(qū)熱量資源的重要統(tǒng)計(jì)量；安排農(nóng)作物種植的重要依據(jù)；可作為災(zāi)害等級(jí)預(yù)測(cè)的參考因子24、土壤溫度與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)影響種子的發(fā)芽與齊苗；影響作物根系的生長(zhǎng)；影響作物對(duì)水分和養(yǎng)分的吸收；影響塊根、塊莖的膨大；影響土壤中微生物的繁殖等；對(duì)土壤理化性質(zhì)產(chǎn)生一定的影響。25、調(diào)控溫度的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)措施:塑料大棚、拱棚、網(wǎng)室、陽(yáng)畦等；:

27、灌溉、熏煙；耕作松土；壟作、溝播；施有機(jī)肥等。五、大氣中的水汽1、大氣中水汽的表示方法：絕對(duì)濕度、水汽壓、飽和水汽壓、飽和差、相對(duì)濕度、露點(diǎn)溫度2、絕對(duì)濕度：?jiǎn)挝蝗莘e空氣中含有的水汽質(zhì)量數(shù)，記做a或p。單位為g/m3。(露)絕對(duì)濕度直觀地描述了空氣中水汽的含量，多為通過(guò)水汽壓而計(jì)算得到。3、水汽壓：水汽在大氣中的分壓稱(chēng)作水汽壓，以e表示，單位為hPa水汽壓與絕對(duì)濕度之間的關(guān)系可以用下式表示：a=217Xe/T式中：a為絕對(duì)濕度，單位為g/m3e為水汽壓，單位為hPaT為空氣溫度(絕對(duì)溫標(biāo))，單位為K。水汽壓是從動(dòng)力學(xué)上反映空氣中水汽含量的(壓力大的向壓力小的運(yùn)動(dòng))4、飽和水汽壓：空氣中能容納的

28、水汽量是有限的，空氣中所能容納的最大水汽量在大氣中的分壓稱(chēng)為飽和水汽壓。用E表示?？諝馐欠襁_(dá)到飽和取決于蒸發(fā)面上單位時(shí)間逸出的水分子數(shù)，即蒸發(fā)面的溫度和溶液濃度、形狀等。純水平面上飽和水汽壓可以用下面半經(jīng)驗(yàn)公式表示：E=E0X10A(7.5Xt/(237.3+t)；式中：E0為0C時(shí)水面飽和水汽壓6.1078hPa(空氣溫度替代凝結(jié)核表面的溫度)5、飽和差：表示空氣中尚能容納的水汽量表達(dá)式為：d=E-e；式中：E為空氣的飽和水汽壓，e為空氣的實(shí)際水汽壓飽和差實(shí)際上反映了潮濕物體表面蒸發(fā)的速度，即其蒸發(fā)力，飽和差越大，則其蒸發(fā)越迅速。對(duì)于具體物體表面的蒸發(fā)，則其蒸發(fā)力為該物體表面飽和水汽壓與空氣

29、中水汽壓的差值，溫度越高的蒸發(fā)力越大，也越容易蒸發(fā)。6、相對(duì)濕度：表示空氣達(dá)到飽和的程度表達(dá)式為：RH=e/EX100%相對(duì)濕度表示空氣的干濕程度，數(shù)值越大，則越潮濕。相對(duì)濕度是最常用的表示空氣中水汽含量的物理量，通常我們所說(shuō)的空氣濕度就是指其相對(duì)濕度，比如，說(shuō)濕度為85，即其相對(duì)濕度為85。7、露點(diǎn)溫度：簡(jiǎn)稱(chēng)露點(diǎn)(td)，指的是當(dāng)空氣中水汽壓不變情況下，降低空氣溫度使空氣剛好達(dá)到飽和時(shí)的溫度。80.070.050.08、蒸發(fā)：水面蒸發(fā)和土壤蒸發(fā)影響水面蒸發(fā)的因素：水面的飽和水汽壓與空氣中水水面上風(fēng)速；溶液濃度；水面上大氣壓。土壤蒸發(fā)重力水階段：(穩(wěn)土壤在充分灌溉或較長(zhǎng)時(shí)間降水E=6.1078

30、+10237.3+GO.06.107850.0Ado.0cet)汽壓之差;10.0化5-lg-!納最大持水量，多同于水Wr速度;后，其水分含量超過(guò)本身能夠容余的水分在重力作用下向卞滲漏，稱(chēng)重力水。此階段水分的蒸發(fā)類(lèi)刖.取決于表面氣象條件，甚至比水面蒸發(fā)速度更大。毛管水階段：(速降階段)土壤通過(guò)其顆粒間的空隙儲(chǔ)存的水分。此階段的土壤蒸發(fā)取決于兩方面：氣象條件以及土壤性質(zhì)。生產(chǎn)上應(yīng)采取適當(dāng)?shù)拇胧┙档驮撾A段的土壤蒸發(fā)，如覆蓋、中耕等。束縛水階段：(穩(wěn)低階段)當(dāng)土壤水分持續(xù)降低，表層土壤中毛管斷裂，形成干土層，此時(shí)，土壤顆粒周?chē)泊嬖诓糠炙?，但緊緊被其吸附不能為作物所吸收，此時(shí)，土壤水分蒸發(fā)基本停滯

31、，只是經(jīng)土壤孔隙，下層土壤水分通過(guò)分子擴(kuò)散的形式向表層輸送。9、蒸騰：植物蒸騰和農(nóng)田水分蒸散(1)植物蒸騰：植物的蒸騰既是物理過(guò)程，也是其生理過(guò)程，是作物根系吸收水分和礦物質(zhì)等的動(dòng)力來(lái)源。其蒸騰量(速度)取決于葉片溫度和空氣中水汽壓以及葉片表面湍流。植物整個(gè)生長(zhǎng)期吸收的大量水分主要用于蒸騰，我們把農(nóng)作物生長(zhǎng)期內(nèi)總的蒸騰耗水量與作物收獲的干物質(zhì)量的比值稱(chēng)為作物的蒸騰系數(shù).(2)農(nóng)田水分蒸散:農(nóng)作物生長(zhǎng)過(guò)程中，土壤蒸發(fā)與植物蒸騰同時(shí)存在，其共同消耗的水分稱(chēng)為農(nóng)田水分蒸散，簡(jiǎn)稱(chēng)蒸散。取決于表面50.C-農(nóng)作物不同生長(zhǎng)時(shí)期，水分消耗的方式有所差別：苗期主要是土壤蒸發(fā)，當(dāng)作物封行后，蒸騰就是其主要方式了

32、。-農(nóng)田水分蒸散的計(jì)算、估測(cè)是精確農(nóng)業(yè)的一個(gè)重要方面，歷來(lái)是研究農(nóng)田水分需求的重點(diǎn)和熱點(diǎn)，也有諸多的估算公式，但受到不同農(nóng)作物、不同氣象條件和土壤條件的影響，其實(shí)際蒸散差異較大。常用的農(nóng)田水分蒸散的估算辦法主要有：水分平衡法、桑斯威特法、彭曼法、鮑恩比法等。任一種農(nóng)田水分蒸散模型計(jì)算結(jié)果都小于自由水面水分蒸發(fā)速度。10、水汽的凝結(jié)：水汽的凝結(jié)條件和水汽的凝結(jié)物（1）水汽的凝結(jié)條件：空氣中水汽達(dá)到飽和或過(guò)飽和A、增加空氣中水汽含量B、降低空氣的飽和水汽壓a、降低空氣的溫度（輻射降溫、平流降溫、絕熱降溫和混合降溫）充足的凝結(jié)核（作用為降低空氣的飽和水汽壓）（2）水汽的凝結(jié)物：A、地表的水汽凝結(jié)物一

33、一露、霜地表凝結(jié)面溫度大于0C凝結(jié)為露，反之為霜，其它還有霧淞、雨淞等；露和霜形成的降溫方式：輻射冷卻。形成露和霜的有利天氣條件：夜晚晴朗微風(fēng)的天氣。霧淞形成原因：蒸發(fā)霧遇到冷的物體（樹(shù)枝等）在其表面凝結(jié)而形成。雨淞形成原因：雨水在冷的凝結(jié)面上凍結(jié)而成。露水可以補(bǔ)充作物（土壤）由于蒸發(fā)、蒸騰等消耗的水分，有效性強(qiáng)，重露其降水量可接近0.3mm。植物葉片上凝露對(duì)微生物的繁殖非常有利,是誘發(fā)作物病害的一個(gè)重要條件；露水對(duì)牛、羊等食草動(dòng)物采食有不利的影響。霜與霜凍是不同的概念，霜凍是指初冬，植物表面的溫度下降到冰點(diǎn)以下的低溫而使其體內(nèi)組織凍結(jié)產(chǎn)生的短時(shí)間低溫危害。B、近地氣層的水汽凝結(jié)物一一霧按照形

34、成的原因的不同，霧可以分成：輻射霧：由于地面和近地層空氣輻射冷卻，使空氣達(dá)到過(guò)飽和而凝結(jié)形成。平流霧：暖空氣流經(jīng)冷的下墊面，其下部與冷的下墊面接觸，逐漸降溫而形成。地形霧：主要為夜間山上冷空氣下沉，山谷中暖濕空氣被抬升降溫而形成。蒸發(fā)霧：初冬季節(jié)，水面溫度較高，蒸發(fā)強(qiáng)烈，蒸發(fā)的水汽輸送到空氣中，空氣溫度較低，飽和水汽壓較小，水汽達(dá)到過(guò)飽和而形成的水汽凝結(jié)物。鋒面霧：地面鋒線附近，暖空氣被抬升而形成。C、自由大氣中水汽凝結(jié)物云云形成的降溫方式：絕熱降溫。形成與維持云存在的必要條件：空氣的上升運(yùn)動(dòng)。云底高度：凝結(jié)高度，數(shù)值上等于（t-td）hm。如果地面溫度、水汽壓差異不大，云底高度也就基本相同，

35、所以云底一般都是平的。11、大氣降水（1）原因：降水的形成過(guò)程就是云滴增大的過(guò)程。云滴增大的途徑：凝結(jié)增大和沖并增大(2)類(lèi)型：、按形成原因分：熱對(duì)流降水、地形降水、氣旋降水、鋒面降水、臺(tái)風(fēng)降水、按形態(tài)分：雨、雪、霰、冰雹表示方法：、降水量：從云中降落到地面的水汽凝結(jié)物，未經(jīng)蒸發(fā)、滲漏和流失，在水平面上所積聚的水層深度稱(chēng)降水量，單位:mm。、降水強(qiáng)度：?jiǎn)挝粫r(shí)間的降水量，一般以小時(shí)、日為單位，按不同降水強(qiáng)度可將降水分為小雨、中雨、大大雨、暴雨、大暴雨和特大暴雨等級(jí)別。、降水變率：表示降水量年際間變動(dòng)程度的統(tǒng)計(jì)量。六、氣壓和風(fēng)1、氣壓與氣壓系統(tǒng)(1)氣壓及其單位：大氣壓：?jiǎn)挝幻娣e上空氣柱的重量，簡(jiǎn)稱(chēng)氣壓。氣壓的單位：用帕斯卡(Pa)或百帕(hPa),lhPa=lmb0.75mmHg大氣壓分布特點(diǎn)：A、水平方向分布不均勻；B、垂直方向，隨著高度的增加大氣壓逐漸減小；C、有日變化和年變化規(guī)律。(2)氣壓場(chǎng)：等壓面、等高面、等壓線、等高線等壓面：空間大氣壓相等的點(diǎn)構(gòu)成的面。形狀類(lèi)似地表，但其為連續(xù)的面。等高面：空間位勢(shì)高度相等的點(diǎn)構(gòu)成的面。等壓線：一組等壓面與同一等高面形成一組交線，每