农业气象学课件.ppt

1、目录目录w绪论绪论w第一章第一章太阳辐射太阳辐射w第二章第二章 温度温度w第三章第三章 水分水分w第四章第四章 气压和风气压和风w第五章农业天气第五章农业天气w第六章农业气候第六章农业气候w第七章农业小气候第七章农业小气候 土壤 植物 大气 热带风光二、农业气象学 农业气象学是研究气象和水文因子与广义农业之间相互作用的科学，它主要研究农业生产中的气象问题及其解决途径。土壤 植物 大气 （2）天气、气候影响我们生产生产的方方面面（3）气候变化影响我们的未来三、气象学和农业气象学的关系 农业气象学是气象学的一门应用学科，又是农业生物学的边缘学科、相关的基础学科。气象学的发展为农业气象学提供坚实的基

2、础，农业气象学的发展将丰富气象学的内容。气象学与农业生产一、大气中的光、热、水、气，是农作物生 长发育的能量和物质基础；二、一个地方的气象、气候条件，决定了当 地的 耕作制度，也决定了当地病虫害的 种类及发生状况；三、作物新品种的引进，必须首先考虑其对 当地气候的适应性；四、在农业生产中，必须考虑对灾害性天 气 的防御；五、人类对小气候的调节，出现了设施农业.六、生物防治技术的应用，需要人工气候室 来繁殖益虫。全球生态十大热点w 全球变暖w 臭氧层破坏w 生物多样性下降(1.生境破碎化2.外来种入侵)w 酸雨w 森林锐减w 土地荒漠化(沙漠、石漠、盐碱）w 大气污染 水体污染 海洋污染w 固体

3、废物污染中国生态十大热点w 大气污染 水污染 垃圾围城 噪声w 水土流失w 荒漠化（2100平方公里/年丢失=2香港）w 濒危物种生境缩小w 水资源短缺（3%淡水=80%两极+20%利用）“北水南调”：北冰洋（79%淡水）贝加尔湖蒙古内蒙西北华北w 耕地资源短缺w 森林资源供不应求第一章 太阳辐射w第一节 昼夜季节和24节气w第二节太阳辐射w第三节地面辐射和大气辐射w第四节 太阳辐射与农业生产第一节 昼夜季节和24节气w jigegainian日地关系(The relationship between the sun and the earth)1、地球的公转运动：、地球的公转运动：公转轨道为

4、一椭圆、公转一周公转轨道为一椭圆、公转一周 的时间为一年。的时间为一年。2、地球的自转运动：、地球的自转运动：绕地轴旋转，自转一周为一天。绕地轴旋转，自转一周为一天。3、地轴与地球公转轨道面的交角为地轴与地球公转轨道面的交角为66.5，且地球在公转过程中，地轴方向保持不变。且地球在公转过程中，地轴方向保持不变。4、太阳直射地球的位置（直射点），用太、太阳直射地球的位置（直射点），用太 阳赤纬阳赤纬来表示。它在数值上与当地的来表示。它在数值上与当地的 地理纬度相等。地理纬度相等。-23.5 23.5(N)90太阳高度角 h (Solar elevation angle)1、定义：太阳光线与地平面

5、之间的夹角，称为太阳高度角。规定：0 h 90 h2、太阳高度角的计算方法 某地（-该地的地理纬度）、某日（-该日太阳直射地球上位置）、某时（t-当时时刻）的太阳高度角为：Sin h=Sin Sin +Cos Cos Cos t特别地，t=0 时，h=90-+太阳直接辐射强度的变化太阳高度角的日变化0102030405060708090时 间太阳高度角太阳高度角 5 6 8 10 12 14 16 18 19 太阳直接辐射强度昼夜形成和日照长短(The cause of day and night and the sunshine duration)1、昼夜形成、昼夜形成 昼：受光的半球昼：受

6、光的半球 夜：背光的半球夜：背光的半球2、日照时间长短、日照时间长短（1）日照时间：日出到日落的时间。）日照时间：日出到日落的时间。冬季夏季春季秋季近点近点:地球距太阳最近地球距太阳最近,1月月3远点远点:地球距太阳最远地球距太阳最远,7月月4日日（2）昼夜长短随季节（时间）、纬度的变化）昼夜长短随季节（时间）、纬度的变化 对北半球（对北半球（）0 (N)夏半年（夏半年（0 ，22/322/9）各地日照时数均各地日照时数均 12小时，且纬度愈小时，且纬度愈高，日照时间愈长，北极圈以内为永昼。高，日照时间愈长，北极圈以内为永昼。冬半年（冬半年（0 ，23/921/3）各地日照时数均各地日照时数均

7、 12小时，且纬度小时，且纬度愈高，日照时间愈短，北极圈以内为永愈高，日照时间愈短，北极圈以内为永夜。夜。（3）春分日和秋份日，=0，太阳直射赤道，全球各地日照时间均为 12小时。（4）赤道上，=0，全年的日照时间均为 12小时。纬度月份 0 o20 o30 o40 o50 o70 o112.0811.0410.259.398.330412.0612.3612.5513.1513.4516.08712.0813.1413.5414.4515.5824.001012.0711.4111.2711.1210.499.12日照时数简表（各月15日值。单位：小时）五、太阳常数五、太阳常数(Solar

8、constant)So 当日地处于平均距离时,在地球大气上界,垂直于太阳光线方向,单位时间内单位面积上接收到的太阳辐射能,就称为太阳常数,记为So So .6卡.厘米分 1367 W.m-2 =1.4.105 Lux(lx)S0 So .6卡.厘米分 1367 W.m-2 =1.4.105 Lux(lx)二、季节w 四季的划分四季 天文学气候学 农业科学 古代民间春季 春分至夏至 3-5月10-22立春至谷雨夏季 夏至至秋分 6-822 立夏至大暑秋季 秋分至冬至 9-1110-22立秋至霜降冬季 冬至至春分 12-210 立冬至大寒三、24节气w节气歌：w春 雨 惊 春 清 谷 天，w夏 满

9、 忙 夏 暑 相 连，w秋 处 露 秋 寒 霜 降，w冬 雪 雪 冬 小 大 寒。地球公转轨道上,每隔15度定一位置,给一节气名称第二节太阳辐射w辐射：以电磁波或粒子的形式向四周空间放射能量的传播方式。（t273）w辐射能：以这种方式传播的能量。有时两者统称辐射。w太阳辐射：太阳向四周空间放射能量。（t中20106K，t表 6 000K）辐射能 (Radiant energy or Solar radiation)一、太阳辐射光谱w 短波辐射 0.475（波长0.15-4um）包括紫外线、可见光、红外线。0.4 波长(um)0.2 0.8 2.0 3.0太阳辐射能随波长而变化,出现最大值时波长

10、为0.475um。0.4 0.7610波长(m)10-5 10-4 10-3 10-2可见光 红外线 无线电波电磁波谱的划分 射线 紫外线大气辐射X射线太阳辐射二、太阳辐照度w 大气上界：地球气层外界。w 太阳辐照度（E）：单位时间单位面积垂直投射的太阳能量（J/m2s）。w 太阳常数：日地平均距离时，大气上界的太阳辐照度。常数为1367.69 J/m2s。w 地面太阳辐照度：E E0sinh三、太阳辐射在大气中的减弱作用n 吸收作用（20%）大气吸收约6%，O3、O2主要吸收紫外线、CO2、H2O主要吸收红外线。云层吸收约14%。2、散射作用（10%）大气中的各种气体分子、悬浮的水滴和尘埃等

11、都能把太阳辐射向四面八方散出，这种现象称散射。分子散射：质粒直径小于波长（空气分子），辐射波长越短，散射能力越强。粗粒散射：质粒直径大于波长（烟云雾）。它们对各种波长具有同等的散射能力。如：晴天天空呈蔚蓝色，早晚太阳红色，中午白色，分子散射；阴天天空呈乳白色，粗粒散射。3、反射作用（平均27%）：主要是云和直径较大的尘埃。4、其它：大气路径长度、大气透明度等。四、到达地面的太阳辐射总辐射：太阳直接辐射与散射辐射之和。即：Q=S+D1、影响辐照度的因素w 太阳高度角（h ）：h 增大，S、D增大，Q也增大。w 大气透明度（P）：P增大，S增大，D减小Q较大；P减小，乌云密布，S=0，Q取决于 D

12、，减小；天空有部分云，有阳光，S、D 值都大，Q 最大。2、总辐照度的变化规律w 日变化：最大值出现在中午前后。w 年变化：最大值出现在夏至前后，最小值出现在冬至前后，（赤道地区最大值出现在春分和秋分前后，最小值出现在夏至和冬至前后）。w 总辐射量变化：日总量、月总量年总量。五、地面对太阳辐射的吸收和反射w 各种表面反射率r（%）表面特征反射率表面特征反射率新雪面84-90绿草地25沙土29-35松树林地10-18干土20-45水稻田12湿土14黄熟作物25-28 二、物体对辐射的吸收、反射和透射 (The absorption,reflection and transmission of o

13、bject on radiation)物体对辐射的吸收、反射和透射能力，分别以吸收率a、反射率 r、和透射率 t 来表示。根据能量守恒原理：可得出 a+r+t=1 讨论：（1）a+r+t=1 给出了物体的吸收率a、反射率 r、和透射率 t 之间的定量关系，而且,0 a 1，0 r 1，0 t 1（2）不同的物体，其a、r、t 各不相同，它们分别随物体性质的改变而变化。（3）同一物质，对不同波长的辐射，其 a、r、t 也各不相同，这种性质，称为 物体对辐射的选择性吸收、反射和透射。六、光照强度（照度）w 表示光效应的物理量，取决于可见光的强弱。单位（lx）w 日变化：正午最大。w 年变化：夏季大

14、，冬季小。返回第三节地面辐射和大气辐射一、地面辐射Ee：地面平均温度300K，辐射波长3-80um，又称长波辐射和红外热辐射。w 地面辐射的能量93%被大气吸收。二、大气辐射：平均温度200K。w 大气逆辐射Ea：投向地面的大气辐射。w 大气热效应（大气温室效应）：保温效应。三、地面有效辐射（E=Ee-Ea）w 影响E的因素：1、水汽。水汽增加，Ea增大，E减小。2、风。夜间，风大，Ea增大，E减小，白天相反。3、地气温差。地气温差增大，E增大，反之E减小，白天E 0，夜间E0。4、地面性质。粗糙平坦。5、覆盖物。有覆盖物，E减小。6、海拔高度。海拔高，水汽量少，Ea减小，E增大。四、地面辐射

15、差额（-平衡）w 单位面积单位时间内的辐射能收支差额。R=（S+D）（1r）E白天，R 0，夜间R 0。第四节 太阳辐射与农业生产一、光谱成分与植物生育1、紫外光：0.315um，对植物有害；0.29um，多数植物和真菌致死，利用它进行杀菌消毒；0.315um-0.4um，对植物无害，可提高种子萌发，增加果品含糖量，但茶叶、生姜等减少紫外光可提高品质。返回2、可见光w 植物光合作用w 蓝紫光的向光性（向日葵）：向光部位生长受到抑制。w 昆虫的趋光性。夜间诱杀害虫。3、红外光热效应作用，影响植物体温，促进植物的蒸腾、运输、积累等。二、光照度与植物生育1、光合作用w 光饱和点：植物光合速率最大值的

16、光照度。喜阳作物高，C4 C3，群体单株。光饱和点高，光能利用率高。w 光补偿点：光合速率与呼吸强度达平衡时的光照度。耐阴植物低，单株群体，低能利用弱光。2、发育进程w 强光有利于生殖生长，弱光有利于营养生长。3、作物品质w 喜光作物：光照不足，营养物含量低，如：禾本科、甜菜、马铃薯、牧草等。w 喜阴作物：光照太强，品质下降，如：烟草、茶叶等。三、光照时间与植物生育w 1、光周期现象：有些植物需要长夜短昼才能开花结实，有些相反的这些现象。w 短日照植物：小于某时数才开花结实。如：玉米、大豆、甘薯、水稻、棉花等。w 长日照植物：大于某时数才开花结实。如：豌豆、胡萝卜、葱蒜、菠菜等。w 中性植物：

17、长短日照都能开花结实。如：番茄、四季豆、黄瓜、菜豆等。2、引种w 纬度相同：注意温度差异。w 短日照植物：北引早熟、感光弱品种；南引迟熟、感光弱品种。w 长日照植物：品种南引，日照短，发育、成熟延迟；北引则相反。w 以收获营养体的植物：短日照植物（烟麻）北引，提前播种，日照长，抑制生殖生长，获高产。四、作物的光能利用率及其提高途径1、光能利用率：植物光合作用产物中贮存的能量占所得到的能量的百分率。如：产量为7500/hm2的水稻，经济产量的光能利用率为0.5%，生物学产量的光能利用率为2.0%。全年4%-5%。2、影响光能利用率提高的主要因素w 光能转化率低：浪费36%，包括田间漏光、农耗期损

18、失、反射等；呼吸损失占光合作用的20%-30%。w 温度：过高过低植物不能进行光合作用。w 水分：不足降低光合作用。w CO2：不足降低光合作用。3、提高光能利用率的途径w 充分利用生长季节，优化耕作制度和栽培措施w 选择合理的株型、叶型、高产和不倒伏品种w 创造合理的叶面积，提高单位面积的光合生产率w 返回返回第二章 温度热交换第一节土壤温度第二节 空气温度第三节温度与农业生产一、地面和低层空气的热交换1、分子传导：依靠分子热运动将热量从一个分子传递给另一个分子。土壤之间、空气之间、地面与空气之间的热交换。2、辐射：地面与空气之间的热交换。二、空气中的热交换1、对流：空气大规模、有规律的升降

19、运动。2乱流：小规模、无规律的气流或涡流运动。3、平流：空气大规模、有规律的水平运动4、水相变化：水分蒸发与凝结。三、空气的绝热变化空气块在垂直运动过程中与外界环境不发生热量交换而引起的温度变化。w干绝热直减率：rd=1/100mw湿绝热直减率：rm=0.5/100m第一节土壤温度一、影响土壤温度的因子1、地面热量平衡：地面热量收支差，又称地面热量差额。决定于四个因素：R以辐射的方式进行热量交换的辐射差额。B：地面与下层土壤的热量交换。P：地面与近地气层的热量交换。LE：通过水分蒸发或凝结进行的热量交换。R=P+Qs+B+LE Qs为地面热量热量分析w 白天 LE R Pw Qsw Bw 夜间

20、 w LE R Pw Qsw B白天，R为正值，地面获得热量，用于地面水分蒸发耗热、乱流热交换传给大气和使土壤增温；夜间相反，地面长波辐射所失去的热量需来自大气、土壤和凝结释放热量等来补偿。地面热量平衡状况决定着活动层及近地气层的增温与冷却，影响着蒸发和凝结的水相变化，也是气候形成的重要因素。2、土壤热特性w 土壤热容量:表示土壤容热能力大小的物理量。它是指单位容积土壤温度升高（或降低）1所需吸收（或放出）的热量单位是J/（m3）。w 土壤导热率：表示土壤传热能力的物理量。它是指土层厚度为1两端温度相差1，在12面积上，每秒钟所通过的热量。单位是（J/s）。经常松土可以破坏土壤的虹吸现象减少水

21、分蒸发所以锄头下面有水，经常松土还可以促进根的有氧呼吸从而促进根对矿质元素的吸收所以锄头下面有肥，一般中耕较未中耕过的田块平均地温可提高0.5-1，非常有利于壮苗早发(加强有氧呼吸，产生热量）。农谚有“锄头下面有三宝：有水、有火、有肥料”，指的是通过中耕可疏松土壤，使土壤孔隙度增大，促使土壤内的空气流通，有利于土壤中有益微生物繁殖和活动，调节土壤的肥、水、气、温状况，为植物根系发育创造条件。土壤各组成成分的热特性表 热特性成分容积热容量（C）J/(m3)导热率（?）J/（ms ）土壤固体（2.062.43）1060.82.8 空气0.00131060.021 水4.191060.59二、土壤温

22、度的变化1、土壤温度随时间的变化w 日变化：日变化：最高、最低温度分别出现在13时、日出前。日较差：一日最高最低温度之差。日较差的影响因素：季节（宁）：春夏秋冬；纬度：低高；地形：凹地平地；土壤颜色：深浅；天气：晴阴；自然覆盖：无覆盖有覆盖。年变化年变化（宁）：最热、冷月分别出现在7月、1月。年较差：一年中土壤最热、最冷月平均温度之差。（见书P28图）年较差的影响因素：纬度：高低；其它：与日较差大体相同。2、土壤温度的垂直分布w 日射型：随土壤深度的增加而降低，热量从上层往下层输送。白天和夏天。w 辐射型：随土壤深度的增加而升高，热量从下层往上层输送。夜间和冬天。w 过渡型（混合型）：土壤上下

23、层温度的垂直分布分别具有日射型和辐射型特征。一般出现于昼与夜（或冬与夏）间的过渡时期。（P29）w 3、土壤的冻结与解冻（略）返回土层温度随季节变化1土层温度随季节变化2第二节 空气温度w 空气温度的升降方式：辐射、分子热传导、对流、乱流、平流、水分的蒸发和凝结。w 一、空气温度的变化w 1、日变化:与土壤温度变化一样。w 日较差的影响因素；天气状况：晴天阴天下垫面性质：陆地海洋，沙土黏土，深色浅色，干土湿土地形：凹地平地凸地纬度：低纬高纬季节：（宁）春秋冬夏2、年变化：影响年较差的因素纬度：高纬低纬距海远近：远近3、非周期性变化：秋老虎，倒春寒第三节温度与农业生产一、土温1、影响作物根系对水

24、分和养分的吸收2、影响作物块根、块茎的形成3、影响种子的发芽、出苗4、影响耕作和肥效5、影响昆虫的发生、发展二、气温1、三基点温度：（生命、生长的）最低、最适、最高温度。2、气温日变化对植物的影响生长发育有机物积累产量品质3、农业界限温度w 农耕期：日平均气温在0 以上。w 生长期：日平均气温在5 以上。w 生长活跃期：日平均气温在10 以上。4、积温积温的种类：活动积温、有效积温、生物学下限温度（植物有效生长）、活动温度、有效温度积温的应用积温的稳定性 返回返回海洋温度 厄尔尼诺现象厄尔尼诺现象(El Nino)赤道中、东太平洋海面温度出现大范围的比常年高得多的现象。拉尼娜现象拉尼娜现象（L

25、a Nina）赤道中、东太平洋海面温度出现大范围的比常年低得多的现象。气候变暖(Globe warming)1、厄尔尼诺现象(El Nino)赤道中、东太平洋海温升高(海面温度出现大范围的比常年高得多,即比多年月平均温度0.5）的现象。2、拉尼娜现象（La Nina）赤道中、东太平洋海面温度出现大范围的比常年低得多的现象。周期性变温对作物的影响(Impact of temperature periodic variation on crop)1、在一定的范围内，白天温度高，光合作 用强；夜晚温度低，呼吸作用消耗小，即温差大，有利于有机物的积累，并使 产品的质量高。2、利用昼夜温差，可控制植株的

26、高度；温差大,植株的节间长度增加；减少温差，或在温室 中使用负温差，可矮化植株（国外已应用在 一品红、秋海棠、菊花、百合花花卉等的 生产上）。应用举例：例一：水仙从浸泡根球到开花需大于10的有效积温 250日度，若浸泡后日平均气温为 20，问水仙从浸泡到开花需多少天？解：根据 A=(t i-B ）250=(20 10）=N（20 10）N=25（天）答：水仙从浸泡到开花需25天。例二:梨小食心虫的生物学下限温度为5.5，完成一个世代需有效积温679日度，若某地大于5.5的年有效积温为3627.4日度，问该地梨小食心虫一年内能完成多少个世代的循环。答：该地梨小食心虫一年内能完成 3627.4日度

27、/679日度=5.3个世代的循环。例三：根据积温 法则，控制昆虫发育速度。玉米螟赤眼蜂的发育起点温度为5，从卵到成虫需有效积温 235日度，若求28天后放蜂，应放在什么温度下饲养赤眼蜂可在天后按时放蜂。解：根据积温 法则：A=N *（T B）可计算出所需温度：T=A/N B T=23528+5=13.3 例四：国槐尺蠼卵放在国槐尺蠼卵放在19和和17 两种温度两种温度下观察，得知它们发育成幼虫的日期分别下观察，得知它们发育成幼虫的日期分别为为8天和天和4.5天。求昆虫国槐尺蠼的发育起天。求昆虫国槐尺蠼的发育起点温度。点温度。解：在第一种温度条件下：解：在第一种温度条件下：A=N1（T1 B）在

28、第一种温度条件下：在第一种温度条件下：A=N2（T2 B）由上两式整理出：由上两式整理出：B=（N1T1 N2T2）/（N1 N2）B=(8*19 4.5*27)/(8 4.5)=8.5 第三章 水分第一节 空气湿度第二节 蒸发与蒸散第三节 水汽凝结第四节 降水第五节 水分与农业作物第一节 空气湿度一、空气湿度的概念及表示方法 空气湿度是表示空气中所含水汽量和空气潮湿程度的物理量，常用水汽压、绝对湿度、相对湿度、饱和差和露点等来表示。（一）水汽压与饱和水汽压1、水气压 空气中水汽所产生的压强称为水汽压。2、饱和水汽压 据研究在温度一定的情况下，单位体积空气中所容纳是有一定的限度的，若水汽含量达

29、到了这个限度，空气就呈饱和状态，此时的空气称为饱和空气。（二）绝对湿度 单位容积空气中所含水汽的重量称为绝对湿度，它实际上就是空气中水汽密度，单位为g/cm3。表1 不同温度下的饱和水汽压温度 0 10 20 30 61 123 234 425 饱和水汽压饱和水汽压随温度的变化-1001020304050607080温度饱和水汽压影响饱和水汽压的因子温度蒸发面的形状液体的杂质电荷绝对湿度 a (Absolute humidity)一立方米空气中所含一立方米空气中所含水汽的克数，就称为绝水汽的克数，就称为绝对湿度。对湿度。单位：单位：g.m-3（三）相对湿度w 空气中实际水汽压与同温度下饱和水汽

30、压的百分比称为相对湿度，即：r=e/E100%w 相对湿度表示空气中水汽的饱和程度。（四）饱和差 某一温度下，饱和水汽和实际水汽压之差。饱和差值随温度升高而增大；反之，则减小。（五）露点温度 当空气中水汽含量和气压不变时。气温降底到空气达到饱和时的温度称为露点温度，简称露点，单位。二、空气湿度的变化w（一）绝对湿度的变化w 1、绝对湿度的日变化w 一天中绝对湿度最大值在14-15时，最小值在日出前，与温度的变化一致。w 2、绝对湿度的年变化w 一年中绝对湿度最大值在7-8月，最小值在1-2月，与温度的变化一致。（二）相对湿度的变化w 1、相对湿度的日变化w 一天中相对湿度最大值在日出前，最小值

31、在14-15时，与温度的变化相反。w 2、相对湿度的年变化w 一年中相对湿度 的变化与温度的变化相反。受季风的影响会出现相反的结果。第二节 蒸发与蒸散w 水由液态或固态变为气态的过程称为蒸发。w 一、水面蒸发：其蒸发速度是指单位面积上，单位时间内，水分蒸发的数量（mm）。影响因素：w 1、饱和差w 2、温度w 3、气压w 4、风速二、土壤蒸发：指土壤水分汽化并向大气扩散的过程。w 土壤蒸发可分为三个阶段：w 第一阶段为稳高阶段：“锄头下面有水”w 第二阶段为速降阶段w 第三阶段为稳低阶段三、植物蒸腾w 植物体通过其表面（主要是叶片）将体内的水分以气态形式扩散到体外的过程，称为植物蒸腾。w 四、

32、农田蒸散w 在农田中，土壤蒸发与植物蒸腾是同时发生的，因此，不能将两者截然分开。作为蒸腾与土壤蒸发的综合过程，称农田总蒸发，又称农田蒸散。返回第三节 水汽凝结w 一、水汽凝结条件 ：一是大气中的水汽必须达到饱和或过饱和状态；二是大气中必须有凝结核，两者缺一不可。w 二、水汽凝结物w（一）地面和地面物体表面上的凝结物w 1、露和霜 当地面或地面物体表面经辐射冷却使贴地气层温度下降到露点以下时，空气中的水汽就会在地面或地面物体表面上凝结，若露点高于0，凝结成水滴称为露；在0以下凝结成疏松的白色冰晶称为霜。w 2、雾凇与雨凇w 雾凇是一种白色松脆的似雪易散落的晶体结构的水汽凝结物，它常凝结于地面物体

33、，如：树枝、电线、电杆等的迎风上面，雾凇又称树挂，当微风把树滴较冷物体的迎风面上时，就形成了雾凇。w 雨凇是过冷却雨滴降到0以下的地面或物体上直接冻结而成的毛玻璃状或光滑透明的冰层，称为雨凇。二、近地层大气中的凝结物二、近地层大气中的凝结物w 1、雾 当近地气层的温度降到露点以下，空气中的水汽结成小水滴或小 冰晶，弥漫在空气中，使人们能看到的距离不到1km的现象，称为雾。w 按其成因可将雾分成三种：w（1）辐射雾 w（2）平流雾w（3）平流辐射雾w 2、云 自由大气水汽凝结物云是自由大气中的水汽凝结或凝华而形成的水滴、过冷却水滴、冰晶或它们混合形成的悬浮体。返回w 降水是指以雨、雪、霰、雹等形

34、式从云中降落到地面的液态或固态水，广义的降水是地面从大气中获得各种形态的水分、包括云中降水和地面凝结物。w 一、降水条件w 1、雨滴半径大于100微米。w 2、重力大于浮力。第四节第四节 降水降水二、降水的方法表示二、降水的方法表示w（一）降水量 它是表示降水多少的特征量，在一定时间内从大气中降落到地面未经蒸发、渗透和流失而在水平面上聚集的水层的厚度。单位为mm。w（二）降水强度w 反映降水急缓的特征量，单位时间内的降水量称为降水强度。单位为mm/d或mm/h。w（三）降水变率w 反映某地降水量是否稳定的特征量。w 1、绝对变率（降水距平）。w 2、相对变率。三、降水种类w 1、按降水性质分w

35、 连续性、阵性、毛毛雨。w 2、按降水强度分w 小雨、中雨、大雨、暴雨、小雪等。w 3、按降水物态分w 雨、雪、霰等。第五节 水分与农业作物w 一、空气湿度与作物一、空气湿度与作物w 空气湿度能直接制约植物体内水分平衡。当空气湿度低时，农田蒸散速率较大。这时，如土壤水分不足，植物根系吸收的水分就难以补偿蒸腾的消耗。从而破坏了植物体内的水分平衡，植物的正常生长就受到阻碍。w 二、降水与作物降水是作物水分供应与土壤水分的主要来源，适时适量的降水有利于作物的正常生长发育，争取高产稳产。降水对作物生长的影响，主要从降水量、降水时期和降水强度三方面来分析。w 三、作物需水的一般规律w 在作物的一生中，从

36、种子发芽、出苗到茎叶旺盛成长、开花结果经过一系列的生理需水和生态需水过程，消耗掉大量水分。四、提高水分利用率w 单位面积上地上收获的干物质重量与该面积上蒸散量之比，称为水份有效利用率高，表示蒸散一定的水量所收获的干物质多，则用水经济，反之，则用水浪费。w 提高水分有效利用率，对干旱、半干旱和季节性干旱地区具有重大大意义。在农业生产上常用的农业技术措施如科学灌溉、合理种植方式、风障、覆盖、染色、适当的作物及品种配置等，都对提高水分有效利用率有益。返回返回二、大气降水二、大气降水1、降水的形成及其种类、降水的形成及其种类2、降水的表示方法、降水的表示方法（1）降水量）降水量(precipitati

37、on)（2）降水强度）降水强度(intensify)（3）降水变率）降水变率(variability)水分与生物水分与生物一、水分对生物生长发育的一般影响一、水分对生物生长发育的一般影响1、水分是生物体的重要组成部分；2、水分是营养物质吸收和运输的媒介；3、水分支撑和维持生物细胞的紧张度；4、水分作为反应物质，参加了植物生长发育过程一系列的化学反应，是合成有机物的原料。在具体方式上，水分以过渡水和存留水这二种形式参与生物生长发育过程。二、植物生长的需水量 蒸腾系数(Transpiration coefficient)蒸腾系数：植物形成一克干物质所需（蒸腾）的水分克数，就称为植物的蒸腾系数。几种

38、主要作物的蒸腾系数 作物名称蒸腾系数水稻500-800玉米250-300小麦450-600蔬菜500-800葡萄182 三、作物水分临界期 (Water-critical period of crop)作物对水分供应最敏感的时期，称作物对水分供应最敏感的时期，称为作物水分临界期。为作物水分临界期。几种主要作物的水分临界期作物水分临界期水稻抽穗到开花玉米开花到乳熟小麦孕穗到抽穗西红市结实到果实成熟瓜类开花到成熟四、相对湿度和水分与植物 1、相对湿度过高（U90），不利于植物授粉，植物延迟开花；有利于孢子形成和萌发，易产生病害。暴雨、大雨对小型昆虫有冲杀作用。2、相对湿度过低，果实变小，易产生裂缝

39、，易产生虫害。云、雾及大气降水 (Cloud,fog and precipitation)一、云和雾 1、云的形成和分类 低云低云 -云底高度云底高度 2500m 多由水滴组成，可产生多由水滴组成，可产生降水降水 中云中云 -2500云底高度云底高度5000m 多由水滴、冰晶混合组成多由水滴、冰晶混合组成 高云高云 -云底高度云底高度 5000 由细小的由细小的冰晶组成，一般不产生冰晶组成，一般不产生降水降水 (Various clouds)积云(Cumulus)淡积云淡积云 浓积云浓积云层云(Stratus)淡积云透光高积云浓积云浓积云碎雨云云南省大理仓山上空的云层对流云团卫星拍摄到的热带对

40、流云团龙卷风龙卷风 龙卷风是一种涡旋：空气绕龙卷的轴快速旋转，受龙卷中心气压极度减小的吸引，近地面几十米厚的一薄层空气内，气流被从四面八方吸入涡旋的底部。并随即变为绕轴心向上的涡流，龙卷中的风总是气旋性的，其中心的气压可以比周围气压低百分之十。龙卷风是云层中雷暴的产物。具体的说，龙卷风就是雷暴巨大能量中的一小部分在很小的区域内集中释放的一种形式。Xingchengtiaojian:首先是空气必须具有高温、高湿。我们知道，温度高低反映其热能的大小，空气湿度大，一旦发生凝结现象，大量的潜热就释放出来，变成动能、位能；第二要有旺盛的积雨云。积雨云是强对流的产物，在强对流运动中易形成涡环；第三是上升气

41、流和下沉气流间的切变要大，也就是说两者气流方向相反，各自的速度要大，才能形成强切变。台风云系台 风 日出？（日落？）鱼鳞天，不雨也风颠（卷积云）天上鲤鱼斑，晒谷不用翻（透光高积云）天上钩钩云，地上雨淋淋（钩卷云）满天乱飞云，雨雪下不停（恶劣天气下的碎雨云）馒头云，天气晴（淡积云）天上扫帚云，三五日内雨淋淋（密卷云）火烧乌云盖，大雨来得快（积雨云）炮台云，雨淋淋（堡状高积云）棉花云，雨快临（絮状高积云）天上灰布云，下雨定连绵（雨层云）天上花花云，地上晒死人（毛卷云）黑猪过河，大雨滂沱（大块碎雨云）有雨天边亮，无雨顶上光 云自东北起，必定有风雨 云从东南来，下雨不过响 晚看西北黑，半夜看风雨 早上

42、红云照，不是大风便是雹 日落西山一点红，半夜起来搭雨蓬 星星眨眼天要变 日晕三更雨，月晕午时风 月亮生毛，大雨冲壕（“毛指晕或华）西虹跨过天，有雨在眼前 第四章 气压和风w第一节 气 压w第二节 风w第三节 风与农业生产第一节 气 压w 一、气压概念和单位w 大气的重力及其分子撞击力的综合作用就产生了大气压强，简称为气压。单位为百帕（hPa）。w 国际上规定，在纬度为45。的海平面上，气温为0时，在单位面积（c）上，所承受1013.3hPa的大气压力称为标准大气压，记为atm，因此，1atm=1013.3hPa。气压的垂直分布(Perpendicular distribution of air

43、 pressure)高度（km)0.01.53.05.59.016.0气压（hpa或mb)1000850700500300100气压随高度的分布、气压的水平分布 (Horizontal distribution of air pressure)水平方向上气压分布的不均匀，是空气产生运动的根本原因。二、气压的变化w（一）气压随时间的变化w 因为同一个地方的空气密度决定于气温，气温升高，空气密度减小，气压降低；气温下降，空气密度增大，气压升高。因此，一天中，夜间气压高于白天，上午气压高于下午；一年中冬季气压高于夏季。（二）气压随高度的变化w 气压随高度升高而减小。这是因为高度越高，大气柱越短，空气

44、密度越小，空气质量减小。w 每上升100米，气压便降低约5-10毫巴（10公里内）。三、气压的水平分布w 1、低压 由一系列闭合等压线构成的，中心气压底，四周气压高。w 2、高压 由一系列闭合等压线构成的，中心气压高，四周气压底。w 3、低压糟 从低压向外伸出的狭长区域，或一组未闭合的等压线向气压较高的一方突出的部分，称低压糟，简称为糟。w 4、高压脊 从高压向外伸出的狭长区域，或一组未闭合的等压线向气压较低的一方突出的部分，称高压脊，简称为脊。w 5、鞍形场 由两个高压和两个低压交错相对而形成的中间区域，称为鞍形场。w 以上几种气压场的基本形式统称气压系统。年平均气压年平均气压w 广州101

45、2.3百帕,海拔6.3米;上海1016.0百帕，4.5米;北京1010.2百帕,31.2;米哈尔滨 993.7百帕,171.7米。w 中国年平均气压最低的气象站是西藏班戈571.1百帕（海拔4700米）。海拔8 848.13米的珠峰地区为330百帕左右。w 中国年平均气压最高的地方，在中部地区，例如江苏赣榆（海拔2.1米）和天津1016.6百帕等，海拔高度都在810米以下。最高的地方还在西北 吐鲁番盆地里，海拔1米的托克逊高达1017.6百帕。第二节 风w 一、风的形成及变化w 风：空气的水平运动，用风向和风速表示，风向是指风的来向,风速是指空气在单位时间内移动的水平距离。w 形成风的几个作用

46、力水平气压梯度力（G）水平地转偏向力（A）摩擦力（F）惯性离心力（C）返回3、大气的水平运动、大气的水平运动风风（1）水平气压梯度力、地转偏向力、摩擦力对）水平气压梯度力、地转偏向力、摩擦力对大气水平运动的影响：大气水平运动的影响：水平气压梯度力水平气压梯度力形成风的直接原因形成风的直接原因 气压梯度：单位距离间的气压差气压梯度：单位距离间的气压差 水平气压梯度力：由高气压区流向低气压区的作用力水平气压梯度力：由高气压区流向低气压区的作用力 水平气压梯度力垂直于等压线并指向低压水平气压梯度力垂直于等压线并指向低压 地转偏向力地转偏向力使水平运动的物体发生偏向的力使水平运动的物体发生偏向的力 地

47、转偏向力使风向逐渐偏离气压梯度力的方向，在北地转偏向力使风向逐渐偏离气压梯度力的方向，在北半球向右偏，在南半球向左偏。半球向右偏，在南半球向左偏。地转偏向力只改变风的方向，不能改变风的速度地转偏向力只改变风的方向，不能改变风的速度 摩擦力摩擦力对近地面附近的风影响的力对近地面附近的风影响的力 摩擦力对风有阻碍作用，可减小风速摩擦力对风有阻碍作用，可减小风速 近地面大气中的风，是气压梯度力、地转偏向力与摩近地面大气中的风，是气压梯度力、地转偏向力与摩擦力共同作用的结果，风向与等压线之间成一夹角。擦力共同作用的结果，风向与等压线之间成一夹角。98010001020高空大气中的风向高空大气中的风向（

48、二种力作用）（二种力作用）近地面的风向近地面的风向（三种力作用）（三种力作用）98010001020水平气压梯度力水平气压梯度力地转偏向力地转偏向力风向风向98010001020水平气压梯度力水平气压梯度力地转偏向力地转偏向力摩擦力摩擦力风向风向海平面实际大气的风海平面实际大气的风(北半球北半球)低压低压高压高压 风风向风速 (wind wind direction wind speed)1、风-空气相对于地面的运动。2、风向-风向是指风的来向，常 用八方位或十方位来表示。3、风速-空气在单位时间内移动 的水平距离，常用风力等级 （112级）或 m s-1来表示。4、地面附近的风常有阵性。东风

49、南风西风北风东北风西北风西南风东南风风向方位图2、风的变化特点w 风的日变化：一天中，午后风速最大，清晨最小。晴天阴天，夏季冬季，陆地海洋。w 风的年变化：冬半年夏半年w 风随空间的变化：高海拔低海拔，海洋上空陆地上空，平地山区。w 风的阵性：风向不定，风速或大或小的现象。山区、低空、白天分别比平地、高空、夜间明显，午后最显著。二、季风w 季风是指以一年为周期，随季节的改变而改变的风向的风。如中国东部夏季盛行东南风,冬季盛行西北风,分别称夏季风和冬季风。w 冬季：大陆风w 夏季：海风w 季风是由太阳对海洋和陆地加热差异形成的，进而导致了大气中气压的差异。夏季时，由于海洋的热容量大，加热缓慢，海

50、面较冷，气压高，而大陆由于热容量小，加热快，形成暖低压，夏季风由冷洋面吹向暖大陆；冬季时则正好相反，冬季风由冷大陆吹向暖洋面。三、地方风w 1、海陆风：海陆随昼夜交替而改变风向的风。白天海风，夜晚陆风。w 2、山谷风：山区随昼夜交替而改变风向的风。白天谷风，夜晚山风。w 3、焚风：是由于空气下沉运动，使空气温度升高、湿度降低而形成的又干又热的风。返回海陆风w 海陆随昼夜交替而改变风向的风。白天海风，夜晚陆风。w 住在山区的人都熟悉山谷风。山谷风的形成原理跟海陆风类似。白天，山坡接受太阳光热较多，成为一只小小的“加热炉”；而山谷上空，同高度上的空气因离地较远，增温较少。于是山坡上的暖空气不断上升