第二章第一次溫?zé)岘h(huán)境教學(xué)課件

第二章溫?zé)岘h(huán)境一、有關(guān)概念：溫?zé)岘h(huán)境（熱環(huán)境）——是炎熱、寒冷、溫暖還是涼爽的空氣環(huán)境，是指直接與家畜體熱調(diào)節(jié)有關(guān)的外界環(huán)境因素的總和，是影響家畜健康和生產(chǎn)力的重要外界環(huán)境。是由空氣溫度、空氣濕度、氣流、太陽輻射等溫?zé)岘h(huán)境因子綜合而成的。第二章溫?zé)岘h(huán)境一、有關(guān)概念：1氣象——是指大氣下層（對流層）所發(fā)生的各種物理狀態(tài)和物理現(xiàn)象，如：冷、熱、干、濕、風(fēng)、云、雨、雪、霜、霧、雷、電等?；脽羝?氣象因素——指決定氣象各種物理狀態(tài)和物理現(xiàn)象的因素，包括：氣溫、氣濕、氣壓、氣流、云量、降水等。氣象學(xué)——就是研究大氣中各種物理過程和物理現(xiàn)象的科學(xué)。氣象——是指大氣下層（對流層）所發(fā)生的各種物理狀態(tài)和物理現(xiàn)象2天氣——是在某一地區(qū)（具體空間）短期內(nèi)的大氣物理過程和物理現(xiàn)象所構(gòu)成的綜合狀態(tài)。氣候——是指一個地方多年（較長時間）所特有的天氣現(xiàn)象。小氣候——是指由于地表性質(zhì)不同，或人類和生物的活動所形成的小范圍的特殊氣候。例如：農(nóng)田氣候，牧場氣候，畜舍氣候，住房氣候等等。天氣——是在某一地區(qū)（具體空間）短期內(nèi)的大氣物理過程和物理現(xiàn)3二、大氣結(jié)構(gòu)及其特點地球表面被一層厚厚的大氣（約1100～1400km）所包圍。⑴大氣層對生命的意義：①防止晝夜溫差的巨大變化；②與幾乎所有活的有機體，不斷進(jìn)行氣體物質(zhì)的交換；③由于高空臭氧層的存在，使生命免受強烈紫外線和宇宙射線的傷害，從而保護(hù)了地球上的生物。二、大氣結(jié)構(gòu)及其特點4⑵大氣層（從上到下）的分層：①根據(jù)物理特性可以分為5層:外大氣層熱層中間層平流層對流層⑵大氣層（從上到下）的分層：5②根據(jù)氣流的運動狀態(tài)，還可以分為3層：電離層平流層（包括同溫層）對流層對流層厚7～17km（在赤道上高15～17km，兩極上高7～9km）是近地密度最大的一層,空氣總量的95%集中在這一層，水汽則全部在這一層內(nèi)。②根據(jù)氣流的運動狀態(tài)，還可以分為3層：6第二章第一次溫?zé)岘h(huán)境教學(xué)課件7⑶對流層的三個主要特點：①在對流層內(nèi)，高度每上升100m，空氣溫度下降0.65℃；②在水平方向溫度、濕度分布不均勻；③具有強烈的對流運動。⑶對流層的三個主要特點：8第一節(jié)太陽輻射一、基本概念太陽輻射是指太陽向宇宙空間放射的巨大能量。指太陽發(fā)射的電磁波，是地球表面光和熱的主要來源。在自然界中的一切物體，只要溫度在絕對零度（－273.16℃）以上，都在不停地以電磁波的形式向外放射能量，這種以電磁波的形式傳遞能量的方式（或過程），稱為輻射。第一節(jié)太陽輻射一、基本概念9所以“輻射”有時是指以電磁波傳遞能量的方式（或過程）；有時是指借此方式（或過程）傳遞的能量。輻射：包括太陽輻射和動物機體與其周圍環(huán)境之間通過輻射形式的熱交換。所以“輻射”有時是指以電磁波傳遞能量的方式（或過程）；10若物體放出輻射＞吸收輻射，物體損失熱量，降溫；若物體放出輻射＜吸收輻射，物體獲得熱量，升溫；若物體放出輻射＝吸收輻射，不得不失熱量，溫度不變，達(dá)到輻射平衡。若物體放出輻射＞吸收輻射，物體損失熱量，降溫；11太陽輻射包括電磁輻射和粒子輻射。這兩類輻射都能到達(dá)地球大氣，其中有些還能到達(dá)地球表面。對于地球來講，太陽粒子輻射的能量很小，只有太陽電磁輻射總能量的千分之一左右，而且，大部分太陽粒子都不能進(jìn)入地球的主要大氣層，所以可以忽略。電磁輻射——是以光速作波動運動的一種能量（俗稱電磁波）。太陽輻射包括電磁輻射和粒子輻射。這兩類輻射都能到達(dá)地球大氣，12太陽輻射既然是以電磁波的形式向外放射能量，就有一定的波長。太陽發(fā)射電磁波的本領(lǐng)非常大，其波長范圍極寬（4～300000nm）。根據(jù)人類的視覺，可將太陽的電磁波分為三個光譜區(qū)段。：紫外線（4～400nm）、可見光（400～760nm）紅外線（760～300000nm）太陽輻射既然是以電磁波的形式向外放射能量，就有一定的波長。13人類肉眼能看到的可見光，通過三棱鏡可以被分解為紅、橙、黃、綠、青、藍(lán)、紫七色光。波長150～4000nm的占全部輻射能的99％其中：可見光占50％，紅外線占43％，紫外線占7％最強輻射的波長為475nm。人類肉眼能看到的可見光，通過三棱鏡可以被分解為紅、橙、黃、綠14二、太陽輻射強度表示太陽輻射能大小的物理量為：輻射能通量密度，單位是W/M2或J/cm2·min。天文單位（A）——是日地平均距離為1.4960×108km時，稱為1A。二、太陽輻射強度15太陽常數(shù)（I0）——是當(dāng)太陽離地球的距離在1A時，與太陽光成直角的地球大氣上界單位面積、單位時間內(nèi)入射的太陽輻射能，叫做太陽常數(shù)，其測定值為1367±7W/m2（1.967cal/cm2·min）。太陽常數(shù)隨太陽活動有1～2％的變化，一般是隨太陽黑子數(shù)目的增多而增大。1969年I0＝1.94cal/cm2·min；1978～1981年I0＝1.967cal/cm2·min。太陽常數(shù)（I0）——是當(dāng)太陽離地球的距離在1A時，與太陽光成16取決于：太陽高度角、家畜的姿勢家畜接受直接輻射的體表面積；最強輻射波長λmax（μm）=2897/T1、大氣射程（太陽高度角）地面輻射能力的強弱主要取決于地面本身的溫度。其中：可見光占50％，紅外線占43％，紫外線占7％①在對流層內(nèi)，高度每上升100m，空氣溫度下降0.①分子散射散射質(zhì)點（如空氣分子）直徑比入射輻射波長小時發(fā)生的散射。太陽輻射是指太陽向宇宙空間放射的巨大能量。五、太陽輻射與畜體熱調(diào)節(jié)①在對流層內(nèi)，高度每上升100m，空氣溫度下降0.厚的云層可反射90％。厚的云層可反射90％。太陽輻射通過大氣層時，①防止晝夜溫差的巨大變化；②根據(jù)氣流的運動狀態(tài)，還可以分為3層：平均而言，高云的反射率為25％；取決于：太陽高度角、家畜的姿勢⑶對流層的三個主要特點：太陽黑子有些年份多，有些年份少，具有周期性。太陽黑子——其實是太陽表面上刮起來的風(fēng)暴，是一個巨大的旋渦形狀的氣流。說它是黑子，是因為它比太陽表面的顏色相對來說稍暗一些，那兒的溫度約4500℃。太陽黑子有些年份多，有些年份少，具有周期性。大約每隔11年出現(xiàn)一次高峰。取決于：太陽高度角、家畜的姿勢太陽黑子——其實是太陽表面上刮17三、太陽輻射能通過大氣層的量變：太陽輻射通過大氣層時，一部分被大氣中的臭氧、水汽、二氧化碳等吸收；一部分被大氣中各種氣體分子、水滴和塵埃等懸浮的微粒所散射；一部分被云層等反射到宇宙空間。因此，只有大約47％的太陽輻射能夠到達(dá)地球表面（直接入射約24％，云層散射約17％，天空散射6％）。三、太陽輻射能通過大氣層的量變：18一）影響地面太陽輻射強度的因素1、大氣射程（太陽高度角）太陽高度角(solaraltitude,h)——太陽光線與地表水平面的夾角。一）影響地面太陽輻射強度的因素19⑴影響太陽高度角的因素：①緯度

②季節(jié)③時辰

⑴影響太陽高度角的因素：20⑵太陽高度角是如何影響太陽輻射到達(dá)地面的強度的？①影響太陽輻射穿過空氣層的厚度（大氣射程）②影響太陽輻射強度在地面上的分布⑵太陽高度角是如何影響太陽輻射到達(dá)地面的強度的？21第二章第一次溫?zé)岘h(huán)境教學(xué)課件222、大氣透明度（即天氣）大氣透明度——指大氣對太陽輻射的透射程度。大氣透明系數(shù)——是指當(dāng)太陽高度角為90°時，通過大氣層后的太陽輻射強度與通過大氣層前的太陽輻射強度之比。2、大氣透明度（即天氣）23⑴影響大氣透明度的因素：①空氣中的水汽含量②氣溶膠粒子“陽傘效應(yīng)”③氣中二氧化碳的含量（隨時間、空間）的變化“溫室效應(yīng)”⑴影響大氣透明度的因素：24二）地面所得到的太陽光譜組成：1.影響地面太陽光譜組成的因素：在醫(yī)學(xué)，紅外線分為長波紅外線（1500-15000nm）短波紅外線（760-1500nm）二）地面所得到的太陽光譜組成：25紫外線：長波紫外線（400-290nm）

短波紫外線（290－180nm）1）光線的穿透力由強到弱依次是：短波紅外線＞紅、橙、黃光＞綠、青、藍(lán)、紫光線＞長波紫外線＞長波紅外線＞短波紫外線紫外線：長波紫外線（400-290nm）26太陽常數(shù)（I0）——是當(dāng)太陽離地球的距離在1A時，與太陽光成直角的地球大氣上界單位面積、單位時間內(nèi)入射的太陽輻射能，叫做太陽常數(shù)，其測定值為1367±7W/m2（1.大氣逆輻射——是大氣輻射向下的那部分輻射。②畜種：豬最敏感李P25表2－4有時是指借此方式（或過程）傳遞的能量。白天地面溫度較高，地面輻射較強，大氣吸收地面輻射能較多，氣溫就升高，夜間則相反。94cal/cm2·min；小氣候——是指由于地表性質(zhì)不同，或人類和生物的活動所形成的小范圍的特殊氣候。北極熊能在﹣80℃嚴(yán)寒下生活自如，均得益于其被毛良好的保溫隔熱性能。取決于：太陽高度角、家畜的姿勢16℃）以上，都在不停地以電磁波的形式向外放射能量，這種以電磁波的形式傳遞能量的方式（或過程），稱為輻射。②影響太陽輻射強度在地面上的分布最強輻射的波長為475nm。在自然界中的一切物體，只要溫度在絕對零度（－273.長波紅外線（1500-15000nm）表示太陽輻射能大小的物理量為：輻射能通量密度，單位是W/M2或J/cm2·min。例如：農(nóng)田氣候，牧場氣候，畜舍氣候，住房氣候等等。大氣逆輻射——是大氣輻射向下的那部分輻射。斯蒂芬——玻爾茲曼定律：黑體輻射的總能量比例于其絕對溫度的4次方。畜體暴露在太陽光下，可直接接受太陽輻射能獲得能量，減少畜體的輻射散熱量；小氣候——是指由于地表性質(zhì)不同，或人類和生物的活動所形成的小范圍的特殊氣候。2）太陽高度角太陽高度角減小，大氣質(zhì)量增加，最大能量的波長往長波方向移動，紅色光的比例增加，藍(lán)紫光比例減少。理想大氣（干燥、純凈）的不同波長透過率波長（μm）0.30.40.50.60.70.81.01.2透過率0.2950.6960.8650.9330.9640.9790.9910.996太陽常數(shù)（I0）——是當(dāng)太陽離地球的距離在1A時，與太陽光成273）大氣對太陽輻射的反射、散射⑴散射

①分子散射散射質(zhì)點（如空氣分子）直徑比入射輻射波長小時發(fā)生的散射。Rayleigh(瑞利)分子散射定律：分子散射的強度與其入射輻射波長的四次方成反比，與其頻率的四次方成正比。②粗粒散射散射質(zhì)點（如云滴）的直徑比入射輻射波長大時即發(fā)生與入射波長無關(guān)的漫射。3）大氣對太陽輻射的反射、散射28⑵反射云的反射作用最顯著，隨云狀、云厚而有很大的不同。平均而言，高云的反射率為25％；中云反射率為50％；低云的反射率為65％；稀薄的云層也可反射10％～20％；厚的云層可反射90％。云的平均反射率約為50％～55％。在吸收、散射、反射作用中，以反射作用最重要，散射次之，吸收作用最小。⑵反射29四、地面空氣層的熱量來源地面空氣層——指地面以上50米以內(nèi)的空氣層。干潔大氣——指不包含水汽、液體和固體雜質(zhì)的大氣（氮、氧、氬占99.97％）。干潔的空氣本身并不吸收太陽輻射。四、地面空氣層的熱量來源30維恩位移定律——輻射體發(fā)出最強輻射的波長，隨輻射體溫度的升高而變短。最強輻射波長λmax（μm）=2897/T其中T為絕對溫度當(dāng)太陽溫度為6000oK時，其最強輻射波長為2897/6000≈0.48μm，在0.4-0.7μm之間。太陽輻射相對于其它溫度低的物體放射的輻射，波長較短，屬于短波輻射。維恩位移定律——輻射體發(fā)出最強輻射的波長，隨輻射體溫度的升高31地面均溫為300oK，對流大氣層均溫為250oK，其輻射能主要集中在3000～12000nm，都是肉眼不可見的紅外線。地面輻射、大氣輻射相對于太陽輻射而言，波長較長，屬于長波輻射。地面輻射——指地面放射的指向大氣的長波輻射，大部分能量被大氣吸收，少量透過大氣直達(dá)宇宙空間。地面均溫為300oK，對流大氣層均溫為250oK，其輻射能主32地面輻射能力的強弱主要取決于地面本身的溫度。輻射能力隨地面溫度的增高而增強。遵循斯蒂芬——玻爾茲曼定律：黑體輻射的總能量比例于其絕對溫度的4次方。HR=σT4HR為輻射能量；T為絕對溫度；σ為斯蒂芬—玻爾茲曼常數(shù)=5.67×10-8W/m2·k4）地面輻射能力的強弱主要取決于地面本身的溫度。輻射能力隨地面溫33白天地面溫度較高，地面輻射較強，大氣吸收地面輻射能較多，氣溫就升高，夜間則相反。大氣輻射——大氣吸收地面輻射的同時，又以輻射的方式向四周放射輻射，大氣這種向外放射的輻射能，稱為大氣輻射。大氣中對長波輻射的吸收和放射起重要作用的物質(zhì)為水汽、液態(tài)水、二氧化碳和臭氧，其中水汽的吸收為最強，范圍最廣。白天地面溫度較高，地面輻射較強，大氣吸收地面輻射能較多，氣溫34大氣窗：波長范圍8400～12000nm的輻射，是地面輻射很強的區(qū)域，約占地面輻射總能的20％；水汽對這個波長范圍的輻射基本不吸收，臭氧的吸收帶也很窄?！靶l(wèi)星遙感”地面輻射75％～95％的能量在近地40～50m厚的空氣中（水汽集中層）幾乎全部被吸收掉。大氣窗：波長范圍8400～12000nm的輻射，是地面輻射很35第二章第一次溫?zé)岘h(huán)境教學(xué)課件36這兩類輻射都能到達(dá)地球大氣，其中有些還能到達(dá)地球表面。表示太陽輻射能大小的物理量為：輻射能通量密度，單位是W/M2或J/cm2·min。例如：農(nóng)田氣候，牧場氣候，畜舍氣候，住房氣候等等。平均而言，高云的反射率為25％；大氣放射輻射量的大小，一方面取決于大氣溫度；例如：農(nóng)田氣候，牧場氣候，畜舍氣候，住房氣候等等。3）大氣對太陽輻射的反射、散射指太陽發(fā)射的電磁波，是地球表面光和熱的主要來源。②畜種：豬最敏感李P25表2－4當(dāng)太陽溫度為6000oK時，其最強輻射波長為2897/6000≈0.②根據(jù)氣流的運動狀態(tài)，還可以分為3層：其中：可見光占50％，紅外線占43％，紫外線占7％電磁輻射——是以光速作波動運動的一種能量（俗稱電磁波）。最強輻射的波長為475nm。①在對流層內(nèi)，高度每上升100m，空氣溫度下降0.94cal/cm2·min；影響地面太陽光譜組成的因素：這兩類輻射都能到達(dá)地球大氣，其中有些還能到達(dá)地球表面。黑色被毛較白色，更易吸收熱量，其吸熱量約為2︰1。短波紅外線＞紅、橙、黃光＞大氣上界和地面的太陽輻射光這兩類輻射都能到達(dá)地球大氣，其中有些還能到達(dá)地球表面。大氣上37大氣放射輻射量的大小，一方面取決于大氣溫度；另一方面取決于空氣中水汽的含量和云量。大氣逆輻射——是大氣輻射向下的那部分輻射。使大氣對地面起到了保溫的作用。大氣效應(yīng)——大氣很少吸收太陽的短波輻射，而強烈吸收地面放射出來的長波輻射，從而對地面保溫的效應(yīng)，稱為大氣效應(yīng)，也叫大氣的溫室效應(yīng)。大氣放射輻射量的大小，一方面取決于大氣溫度；另一方面取決于空38五、太陽輻射與畜體熱調(diào)節(jié)畜體暴露在太陽光下，可直接接受太陽輻射能獲得能量，減少畜體的輻射散熱量；在寒冷季節(jié)有利于家畜的體熱調(diào)節(jié)，使家畜感到溫暖；在炎熱環(huán)境條件下，強烈的太陽輻射對家畜的體熱調(diào)節(jié)不利，尤其是對那些被毛稀疏，體被隔熱作用不良的家畜危害較大。五、太陽輻射與畜體熱調(diào)節(jié)39第二章第一次溫?zé)岘h(huán)境教學(xué)課件40影響太陽輻射熱對家畜體熱調(diào)節(jié)的因素：1.家畜接受直接輻射的體表面積；取決于：太陽高度角、家畜的姿勢2.家畜被毛的隔熱作用；取決于：被毛的厚度、密度、顏色、光澤度、是否平整等；黑色被毛較白色，更易吸收熱量，其吸熱量約為2︰1。參P25表2－3。影響太陽輻射熱對家畜體熱調(diào)節(jié)的因素：41第二章第一次溫?zé)岘h(huán)境教學(xué)課件42駱駝毛厚51cm，經(jīng)測定，在強烈太陽輻射情況下，其背部表面溫度高達(dá)70℃～80℃，但其毛下皮膚溫度只有40℃，有利于保存水分，免于蒸發(fā)。參見P25圖2－4；北極麝牛秋季毛內(nèi)長出細(xì)而長的毛絲，使毛密度進(jìn)一步增大，冬天躺臥雪地下的雪不會融化，能在﹣20℃～﹣30℃的酷寒中平靜的吃東西。北極熊能在﹣80℃嚴(yán)寒下生活自如，均得益于其被毛良好的保溫隔熱性能。駱駝毛厚51cm，經(jīng)測定，在強烈太陽輻射情況下，其背部表面溫433.品種在牧地直曬陽光下，氣溫30℃，體溫、呼吸率升高幅度依次為：廣西本地水牛＞雜種牛＞摩拉水牛在陰涼地恢復(fù)速度則是：摩拉水牛＞雜種牛＞廣西本地水牛屬于熱帶品種的摩拉水牛在日曬下的熱調(diào)節(jié)能力優(yōu)于本地水牛。3.品種44①防止晝夜溫差的巨大變化；在吸收、散射、反射作用中，以反射作用最重要，散射次之，吸收作用最小。北極熊能在﹣80℃嚴(yán)寒下生活自如，均得益于其被毛良好的保溫隔熱性能。影響太陽輻射熱對家畜體熱調(diào)節(jié)的因素：小氣候——是指由于地表性質(zhì)不同，或人類和生物的活動所形成的小范圍的特殊氣候。967cal/cm2·min）。紫外線（4～400nm）、溫?zé)岘h(huán)境（熱環(huán)境）——是炎熱、寒冷、溫暖還是涼爽的空氣環(huán)境，是指直接與家畜體熱調(diào)節(jié)有關(guān)的外界環(huán)境因素的總和，是影響家畜健康和生產(chǎn)力的重要外界環(huán)境。對流層太陽常數(shù)（I0）——是當(dāng)太陽離地球的距離在1A時，與太陽光成直角的地球大氣上界單位面積、單位時間內(nèi)入射的太陽輻射能，叫做太陽常數(shù)，其測定值為1367±7W/m2（1.一部分被云層等反射到宇宙空間。根據(jù)人類的視覺，可將太陽的電磁波分為三個光譜區(qū)段。地面輻射能力的強弱主要取決于地面本身的溫度。厚的云層可反射90％。指太陽發(fā)射的電磁波，是地球表面光和熱的主要來源。北極熊能在﹣80℃嚴(yán)寒下生活自如，均得益于其被毛良好的保溫隔熱性能。②粗粒散射散射質(zhì)點（如云滴）的直徑比入射輻射波長大時即發(fā)生與入射波長無關(guān)的漫射。例如：農(nóng)田氣候，牧場氣候，畜舍氣候，住房氣候等等。太陽常數(shù)（I0）——是當(dāng)太陽離地球的距離在1A時，與太陽光成直角的地球大氣上界單位面積、單位時間內(nèi)入射的太陽輻射能，叫做太陽常數(shù)，其測定值為1367±7W/m2（1.是由空氣溫度、空氣濕度、氣流、太陽輻射等溫?zé)岘h(huán)境因子綜合而成的。3）大氣對太陽輻射的反射、散射短波紫外線（290－180nm）取決于：太陽高度角、家畜的姿勢長波紅外線（1500-15000nm）天氣——是在某一地區(qū)（具體空間）短期內(nèi)的大氣物理過程和物理現(xiàn)象所構(gòu)成的綜合狀態(tài)。地球表面被一層厚厚的大氣（約1100～1400km）所包圍。是由空氣溫度、空氣濕度、氣流、太陽輻射等溫?zé)岘h(huán)境因子綜合而成的。大約每隔11年出現(xiàn)一次高峰。黑色被毛較白色，更易吸收熱量，其吸熱量約為2︰1。有時是指借此方式（或過程）傳遞的能量。一部分被大氣中各種氣體分子、水滴和塵埃等懸浮的微粒所散射；例如：農(nóng)田氣候，牧場氣候，畜舍氣候，住房氣候等等。地球表面被一層厚厚的大氣（約1100～1400km）所包圍。②粗粒散射散射質(zhì)點（如云滴）的直徑比入射輻射波長大時即發(fā)生與入射波長無關(guān)的漫射。地面輻射75％～95％的能量在近地40～50m厚的空氣中（水汽集中層）幾乎全部被吸收掉。綠、青、藍(lán)、紫光線＞長波紫外線＞大氣逆輻射——是大氣輻射向下的那部分輻射。94cal/cm2·min；說它是黑子，是因為它比太陽表面的顏色相對來說稍暗一些，那兒的溫度約4500℃。例如：農(nóng)田氣候，牧場氣候，畜舍氣候，住房氣候等等。對流層94cal/cm2·min；大氣逆輻射——是大氣輻射向下的那部分輻射。北極熊能在﹣80℃嚴(yán)寒下生活自如，均得益于其被毛良好的保溫隔熱性能。大氣放射輻射量的大小，一方面取決于大氣溫度；①在對流層內(nèi)，高度每上升100m，空氣溫度下降0.③時辰太陽發(fā)射電磁波的本領(lǐng)非常大，其波長范圍極寬（4～300000nm）。表示太陽輻射能大小的物理量為：輻射能通量密度，單位是W/M2或J/cm2·min。電磁輻射——是以光速作波動運動的一種能量（俗稱電磁波）。地面輻射能力的強弱主要取決于地面本身的溫度。溫?zé)岘h(huán)境（熱環(huán)境）——是炎熱、寒冷、溫暖還是涼爽的空氣環(huán)境，是指直接與家畜體熱調(diào)節(jié)有關(guān)的外界環(huán)境因素的總和，是影響家畜健康和生產(chǎn)力的重要外界環(huán)境。太陽輻射包括電磁輻射和粒子輻射。表示太陽輻射能大小的物理量為：輻射能通量密度，單位是W/M2或J/cm2·min。太陽輻射相對于其它溫度低的物體放射的輻射，波長較短，屬于短波輻射。取決于：太陽高度角、家畜的姿勢最強輻射的波長為475nm。967cal/cm2·min。②粗粒散射散射質(zhì)點（如云滴）的直徑比入射輻射波長大時即發(fā)生與入射波長無關(guān)的漫射。一部分被大氣中的臭氧、水汽、二氧化碳等吸收；4.家畜對輻射熱的敏感程度①年齡：成年＞幼齡②畜種：豬最敏感李P25表2－4除此以外，空氣溫度、空氣濕度、畜體表面溫度、濕度、氣流等也有一定的影響。①防止晝夜溫差的巨大變化；3）大氣對太陽輻射的反射、散射對流45第二章溫?zé)岘h(huán)境一、有關(guān)概念：溫?zé)岘h(huán)境（熱環(huán)境）——是炎熱、寒冷、溫暖還是涼爽的空氣環(huán)境，是指直接與家畜體熱調(diào)節(jié)有關(guān)的外界環(huán)境因素的總和，是影響家畜健康和生產(chǎn)力的重要外界環(huán)境。是由空氣溫度、空氣濕度、氣流、太陽輻射等溫?zé)岘h(huán)境因子綜合而成的。第二章溫?zé)岘h(huán)境一、有關(guān)概念：46氣象——是指大氣下層（對流層）所發(fā)生的各種物理狀態(tài)和物理現(xiàn)象，如：冷、熱、干、濕、風(fēng)、云、雨、雪、霜、霧、雷、電等?；脽羝?氣象因素——指決定氣象各種物理狀態(tài)和物理現(xiàn)象的因素，包括：氣溫、氣濕、氣壓、氣流、云量、降水等。氣象學(xué)——就是研究大氣中各種物理過程和物理現(xiàn)象的科學(xué)。氣象——是指大氣下層（對流層）所發(fā)生的各種物理狀態(tài)和物理現(xiàn)象47天氣——是在某一地區(qū)（具體空間）短期內(nèi)的大氣物理過程和物理現(xiàn)象所構(gòu)成的綜合狀態(tài)。氣候——是指一個地方多年（較長時間）所特有的天氣現(xiàn)象。小氣候——是指由于地表性質(zhì)不同，或人類和生物的活動所形成的小范圍的特殊氣候。例如：農(nóng)田氣候，牧場氣候，畜舍氣候，住房氣候等等。天氣——是在某一地區(qū)（具體空間）短期內(nèi)的大氣物理過程和物理現(xiàn)48二、大氣結(jié)構(gòu)及其特點地球表面被一層厚厚的大氣（約1100～1400km）所包圍。⑴大氣層對生命的意義：①防止晝夜溫差的巨大變化；②與幾乎所有活的有機體，不斷進(jìn)行氣體物質(zhì)的交換；③由于高空臭氧層的存在，使生命免受強烈紫外線和宇宙射線的傷害，從而保護(hù)了地球上的生物。二、大氣結(jié)構(gòu)及其特點49⑵大氣層（從上到下）的分層：①根據(jù)物理特性可以分為5層:外大氣層熱層中間層平流層對流層⑵大氣層（從上到下）的分層：50②根據(jù)氣流的運動狀態(tài)，還可以分為3層：電離層平流層（包括同溫層）對流層對流層厚7～17km（在赤道上高15～17km，兩極上高7～9km）是近地密度最大的一層,空氣總量的95%集中在這一層，水汽則全部在這一層內(nèi)。②根據(jù)氣流的運動狀態(tài)，還可以分為3層：51第二章第一次溫?zé)岘h(huán)境教學(xué)課件52⑶對流層的三個主要特點：①在對流層內(nèi)，高度每上升100m，空氣溫度下降0.65℃；②在水平方向溫度、濕度分布不均勻；③具有強烈的對流運動。⑶對流層的三個主要特點：53第一節(jié)太陽輻射一、基本概念太陽輻射是指太陽向宇宙空間放射的巨大能量。指太陽發(fā)射的電磁波，是地球表面光和熱的主要來源。在自然界中的一切物體，只要溫度在絕對零度（－273.16℃）以上，都在不停地以電磁波的形式向外放射能量，這種以電磁波的形式傳遞能量的方式（或過程），稱為輻射。第一節(jié)太陽輻射一、基本概念54所以“輻射”有時是指以電磁波傳遞能量的方式（或過程）；有時是指借此方式（或過程）傳遞的能量。輻射：包括太陽輻射和動物機體與其周圍環(huán)境之間通過輻射形式的熱交換。所以“輻射”有時是指以電磁波傳遞能量的方式（或過程）；55若物體放出輻射＞吸收輻射，物體損失熱量，降溫；若物體放出輻射＜吸收輻射，物體獲得熱量，升溫；若物體放出輻射＝吸收輻射，不得不失熱量，溫度不變，達(dá)到輻射平衡。若物體放出輻射＞吸收輻射，物體損失熱量，降溫；56太陽輻射包括電磁輻射和粒子輻射。這兩類輻射都能到達(dá)地球大氣，其中有些還能到達(dá)地球表面。對于地球來講，太陽粒子輻射的能量很小，只有太陽電磁輻射總能量的千分之一左右，而且，大部分太陽粒子都不能進(jìn)入地球的主要大氣層，所以可以忽略。電磁輻射——是以光速作波動運動的一種能量（俗稱電磁波）。太陽輻射包括電磁輻射和粒子輻射。這兩類輻射都能到達(dá)地球大氣，57太陽輻射既然是以電磁波的形式向外放射能量，就有一定的波長。太陽發(fā)射電磁波的本領(lǐng)非常大，其波長范圍極寬（4～300000nm）。根據(jù)人類的視覺，可將太陽的電磁波分為三個光譜區(qū)段。：紫外線（4～400nm）、可見光（400～760nm）紅外線（760～300000nm）太陽輻射既然是以電磁波的形式向外放射能量，就有一定的波長。58人類肉眼能看到的可見光，通過三棱鏡可以被分解為紅、橙、黃、綠、青、藍(lán)、紫七色光。波長150～4000nm的占全部輻射能的99％其中：可見光占50％，紅外線占43％，紫外線占7％最強輻射的波長為475nm。人類肉眼能看到的可見光，通過三棱鏡可以被分解為紅、橙、黃、綠59二、太陽輻射強度表示太陽輻射能大小的物理量為：輻射能通量密度，單位是W/M2或J/cm2·min。天文單位（A）——是日地平均距離為1.4960×108km時，稱為1A。二、太陽輻射強度60太陽常數(shù)（I0）——是當(dāng)太陽離地球的距離在1A時，與太陽光成直角的地球大氣上界單位面積、單位時間內(nèi)入射的太陽輻射能，叫做太陽常數(shù)，其測定值為1367±7W/m2（1.967cal/cm2·min）。太陽常數(shù)隨太陽活動有1～2％的變化，一般是隨太陽黑子數(shù)目的增多而增大。1969年I0＝1.94cal/cm2·min；1978～1981年I0＝1.967cal/cm2·min。太陽常數(shù)（I0）——是當(dāng)太陽離地球的距離在1A時，與太陽光成61取決于：太陽高度角、家畜的姿勢家畜接受直接輻射的體表面積；最強輻射波長λmax（μm）=2897/T1、大氣射程（太陽高度角）地面輻射能力的強弱主要取決于地面本身的溫度。其中：可見光占50％，紅外線占43％，紫外線占7％①在對流層內(nèi)，高度每上升100m，空氣溫度下降0.①分子散射散射質(zhì)點（如空氣分子）直徑比入射輻射波長小時發(fā)生的散射。太陽輻射是指太陽向宇宙空間放射的巨大能量。五、太陽輻射與畜體熱調(diào)節(jié)①在對流層內(nèi)，高度每上升100m，空氣溫度下降0.厚的云層可反射90％。厚的云層可反射90％。太陽輻射通過大氣層時，①防止晝夜溫差的巨大變化；②根據(jù)氣流的運動狀態(tài)，還可以分為3層：平均而言，高云的反射率為25％；取決于：太陽高度角、家畜的姿勢⑶對流層的三個主要特點：太陽黑子有些年份多，有些年份少，具有周期性。太陽黑子——其實是太陽表面上刮起來的風(fēng)暴，是一個巨大的旋渦形狀的氣流。說它是黑子，是因為它比太陽表面的顏色相對來說稍暗一些，那兒的溫度約4500℃。太陽黑子有些年份多，有些年份少，具有周期性。大約每隔11年出現(xiàn)一次高峰。取決于：太陽高度角、家畜的姿勢太陽黑子——其實是太陽表面上刮62三、太陽輻射能通過大氣層的量變：太陽輻射通過大氣層時，一部分被大氣中的臭氧、水汽、二氧化碳等吸收；一部分被大氣中各種氣體分子、水滴和塵埃等懸浮的微粒所散射；一部分被云層等反射到宇宙空間。因此，只有大約47％的太陽輻射能夠到達(dá)地球表面（直接入射約24％，云層散射約17％，天空散射6％）。三、太陽輻射能通過大氣層的量變：63一）影響地面太陽輻射強度的因素1、大氣射程（太陽高度角）太陽高度角(solaraltitude,h)——太陽光線與地表水平面的夾角。一）影響地面太陽輻射強度的因素64⑴影響太陽高度角的因素：①緯度

②季節(jié)③時辰

⑴影響太陽高度角的因素：65⑵太陽高度角是如何影響太陽輻射到達(dá)地面的強度的？①影響太陽輻射穿過空氣層的厚度（大氣射程）②影響太陽輻射強度在地面上的分布⑵太陽高度角是如何影響太陽輻射到達(dá)地面的強度的？66第二章第一次溫?zé)岘h(huán)境教學(xué)課件672、大氣透明度（即天氣）大氣透明度——指大氣對太陽輻射的透射程度。大氣透明系數(shù)——是指當(dāng)太陽高度角為90°時，通過大氣層后的太陽輻射強度與通過大氣層前的太陽輻射強度之比。2、大氣透明度（即天氣）68⑴影響大氣透明度的因素：①空氣中的水汽含量②氣溶膠粒子“陽傘效應(yīng)”③氣中二氧化碳的含量（隨時間、空間）的變化“溫室效應(yīng)”⑴影響大氣透明度的因素：69二）地面所得到的太陽光譜組成：1.影響地面太陽光譜組成的因素：在醫(yī)學(xué)，紅外線分為長波紅外線（1500-15000nm）短波紅外線（760-1500nm）二）地面所得到的太陽光譜組成：70紫外線：長波紫外線（400-290nm）

短波紫外線（290－180nm）1）光線的穿透力由強到弱依次是：短波紅外線＞紅、橙、黃光＞綠、青、藍(lán)、紫光線＞長波紫外線＞長波紅外線＞短波紫外線紫外線：長波紫外線（400-290nm）71太陽常數(shù)（I0）——是當(dāng)太陽離地球的距離在1A時，與太陽光成直角的地球大氣上界單位面積、單位時間內(nèi)入射的太陽輻射能，叫做太陽常數(shù)，其測定值為1367±7W/m2（1.大氣逆輻射——是大氣輻射向下的那部分輻射。②畜種：豬最敏感李P25表2－4有時是指借此方式（或過程）傳遞的能量。白天地面溫度較高，地面輻射較強，大氣吸收地面輻射能較多，氣溫就升高，夜間則相反。94cal/cm2·min；小氣候——是指由于地表性質(zhì)不同，或人類和生物的活動所形成的小范圍的特殊氣候。北極熊能在﹣80℃嚴(yán)寒下生活自如，均得益于其被毛良好的保溫隔熱性能。取決于：太陽高度角、家畜的姿勢16℃）以上，都在不停地以電磁波的形式向外放射能量，這種以電磁波的形式傳遞能量的方式（或過程），稱為輻射。②影響太陽輻射強度在地面上的分布最強輻射的波長為475nm。在自然界中的一切物體，只要溫度在絕對零度（－273.長波紅外線（1500-15000nm）表示太陽輻射能大小的物理量為：輻射能通量密度，單位是W/M2或J/cm2·min。例如：農(nóng)田氣候，牧場氣候，畜舍氣候，住房氣候等等。大氣逆輻射——是大氣輻射向下的那部分輻射。斯蒂芬——玻爾茲曼定律：黑體輻射的總能量比例于其絕對溫度的4次方。畜體暴露在太陽光下，可直接接受太陽輻射能獲得能量，減少畜體的輻射散熱量；小氣候——是指由于地表性質(zhì)不同，或人類和生物的活動所形成的小范圍的特殊氣候。2）太陽高度角太陽高度角減小，大氣質(zhì)量增加，最大能量的波長往長波方向移動，紅色光的比例增加，藍(lán)紫光比例減少。理想大氣（干燥、純凈）的不同波長透過率波長（μm）0.30.40.50.60.70.81.01.2透過率0.2950.6960.8650.9330.9640.9790.9910.996太陽常數(shù)（I0）——是當(dāng)太陽離地球的距離在1A時，與太陽光成723）大氣對太陽輻射的反射、散射⑴散射

①分子散射散射質(zhì)點（如空氣分子）直徑比入射輻射波長小時發(fā)生的散射。Rayleigh(瑞利)分子散射定律：分子散射的強度與其入射輻射波長的四次方成反比，與其頻率的四次方成正比。②粗粒散射散射質(zhì)點（如云滴）的直徑比入射輻射波長大時即發(fā)生與入射波長無關(guān)的漫射。3）大氣對太陽輻射的反射、散射73⑵反射云的反射作用最顯著，隨云狀、云厚而有很大的不同。平均而言，高云的反射率為25％；中云反射率為50％；低云的反射率為65％；稀薄的云層也可反射10％～20％；厚的云層可反射90％。云的平均反射率約為50％～55％。在吸收、散射、反射作用中，以反射作用最重要，散射次之，吸收作用最小。⑵反射74四、地面空氣層的熱量來源地面空氣層——指地面以上50米以內(nèi)的空氣層。干潔大氣——指不包含水汽、液體和固體雜質(zhì)的大氣（氮、氧、氬占99.97％）。干潔的空氣本身并不吸收太陽輻射。四、地面空氣層的熱量來源75維恩位移定律——輻射體發(fā)出最強輻射的波長，隨輻射體溫度的升高而變短。最強輻射波長λmax（μm）=2897/T其中T為絕對溫度當(dāng)太陽溫度為6000oK時，其最強輻射波長為2897/6000≈0.48μm，在0.4-0.7μm之間。太陽輻射相對于其它溫度低的物體放射的輻射，波長較短，屬于短波輻射。維恩位移定律——輻射體發(fā)出最強輻射的波長，隨輻射體溫度的升高76地面均溫為300oK，對流大氣層均溫為250oK，其輻射能主要集中在3000～12000nm，都是肉眼不可見的紅外線。地面輻射、大氣輻射相對于太陽輻射而言，波長較長，屬于長波輻射。地面輻射——指地面放射的指向大氣的長波輻射，大部分能量被大氣吸收，少量透過大氣直達(dá)宇宙空間。地面均溫為300oK，對流大氣層均溫為250oK，其輻射能主77地面輻射能力的強弱主要取決于地面本身的溫度。輻射能力隨地面溫度的增高而增強。遵循斯蒂芬——玻爾茲曼定律：黑體輻射的總能量比例于其絕對溫度的4次方。HR=σT4HR為輻射能量；T為絕對溫度；σ為斯蒂芬—玻爾茲曼常數(shù)=5.67×10-8W/m2·k4）地面輻射能力的強弱主要取決于地面本身的溫度。輻射能力隨地面溫78白天地面溫度較高，地面輻射較強，大氣吸收地面輻射能較多，氣溫就升高，夜間則相反。大氣輻射——大氣吸收地面輻射的同時，又以輻射的方式向四周放射輻射，大氣這種向外放射的輻射能，稱為大氣輻射。大氣中對長波輻射的吸收和放射起重要作用的物質(zhì)為水汽、液態(tài)水、二氧化碳和臭氧，其中水汽的吸收為最強，范圍最廣。白天地面溫度較高，地面輻射較強，大氣吸收地面輻射能較多，氣溫79大氣窗：波長范圍8400～12000nm的輻射，是地面輻射很強的區(qū)域，約占地面輻射總能的20％；水汽對這個波長范圍的輻射基本不吸收，臭氧的吸收帶也很窄。“衛(wèi)星遙感”地面輻射75％～95％的能量在近地40～50m厚的空氣中（水汽集中層）幾乎全部被吸收掉。大氣窗：波長范圍8400～12000nm的輻射，是地面輻射很80第二章第一次溫?zé)岘h(huán)境教學(xué)課件81這兩類輻射都能到達(dá)地球大氣，其中有些還能到達(dá)地球表面。表示太陽輻射能大小的物理量為：輻射能通量密度，單位是W/M2或J/cm2·min。例如：農(nóng)田氣候，牧場氣候，畜舍氣候，住房氣候等等。平均而言，高云的反射率為25％；大氣放射輻射量的大小，一方面取決于大氣溫度；例如：農(nóng)田氣候，牧場氣候，畜舍氣候，住房氣候等等。3）大氣對太陽輻射的反射、散射指太陽發(fā)射的電磁波，是地球表面光和熱的主要來源。②畜種：豬最敏感李P25表2－4當(dāng)太陽溫度為6000oK時，其最強輻射波長為2897/6000≈0.②根據(jù)氣流的運動狀態(tài)，還可以分為3層：其中：可見光占50％，紅外線占43％，紫外線占7％電磁輻射——是以光速作波動運動的一種能量（俗稱電磁波）。最強輻射的波長為475nm。①在對流層內(nèi)，高度每上升100m，空氣溫度下降0.94cal/cm2·min；影響地面太陽光譜組成的因素：這兩類輻射都能到達(dá)地球大氣，其中有些還能到達(dá)地球表面。黑色被毛較白色，更易吸收熱量，其吸熱量約為2︰1。短波紅外線＞紅、橙、黃光＞大氣上界和地面的太陽輻射光這兩類輻射都能到達(dá)地球大氣，其中有些還能到達(dá)地球表面。大氣上82大氣放射輻射量的大小，一方面取決于大氣溫度；另一方面取決于空氣中水汽的含量和云量。大氣逆輻射——是大氣輻射向下的那部分輻射。使大氣對地面起到了保溫的作用。大氣效應(yīng)——大氣很少吸收太陽的短波輻射，而強烈吸收地面放射出來的長波輻射，從而對地面保溫的效應(yīng)，稱為大氣效應(yīng)，也叫大氣的溫室效應(yīng)。大氣放射輻射量的大小，一方面取決于大氣溫度；另一方面取決于空83五、太陽輻射與畜體熱調(diào)節(jié)畜體暴露在太陽光下，可直接接受太陽輻射能獲得能量，減少畜體的輻射散熱量；在寒冷季節(jié)有利于家畜的體熱調(diào)節(jié)，使家畜感到溫暖；在炎熱環(huán)境條件下，強烈的太陽輻射對家畜的體熱調(diào)節(jié)不利，尤其是對那些被毛稀疏，體被隔熱作用不良的家畜危害較大。五、太陽輻射與畜體熱調(diào)節(jié)84第二章第一次溫?zé)岘h(huán)境教學(xué)課件85影響太陽輻射熱對家畜體熱調(diào)節(jié)的因素：1.家畜接受直接輻射的體表面積；取決于：太陽高度角、家畜的姿勢2.家畜被毛的隔熱作用；取決于：被毛的厚度、密度、顏色、光澤度、是否平整等；黑色被毛較白色，更易吸收熱量，其吸熱量約為2︰1。參P25表2－3。影響太陽輻射熱對家畜體熱調(diào)節(jié)的因素：86第二章第一次溫?zé)岘h(huán)境教學(xué)課件87駱駝毛厚51cm，經(jīng)測定，在強烈太陽輻射情況下，其背部表面溫度高達(dá)70℃～80℃，但其毛下皮膚溫度只有40℃，有利于保存水分，免于蒸發(fā)。參見P25圖2－4；北極麝牛秋季毛內(nèi)長出細(xì)而長的毛絲，使毛密度進(jìn)一步增大，冬天躺臥雪地下的雪不會融化，能在﹣20℃～﹣30℃的酷寒中平靜的吃東西。北極熊能在﹣80℃嚴(yán)寒下生活自如，均得益于其被毛良好的保溫隔熱性能。駱駝毛厚51cm，經(jīng)測定，在強烈太陽輻射情況下，其背部表面溫883.品種在牧地直曬陽光下，氣溫30℃，體溫、呼吸率升高幅度依次為：廣西本地水牛＞雜種牛＞摩拉水牛在陰涼地恢復(fù)速度則是：摩拉水牛＞雜種牛＞廣西本地水牛屬于熱帶品種的摩拉水牛在日曬下的熱調(diào)節(jié)能力優(yōu)于本地水牛。3.品種89①防止晝夜溫差的巨大變化；在吸收、散射、反射作用中，以反