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象(风云雨雪等)都发生在这一层,对天气分析和预报具有重要意义。
(2)气温随着海拔高度的增加而降低(℃
T

Z
γ为气温直减率,即气温铅直梯度。γ>0时,表示气温随高度升高而降低;γ=0时,表
示气温不随高度变化而变化;γ<0时,表示气温随高度升高而升高(逆温层)。逆温是环境
中很重要的大气现象,许多严重的污染事件都与之有关。逆温现象出现时,气层稳定性强。
导致排放的气体污染物累积并产生污染事故
3、对流层分层(0~16km)
(1)下层:0~2km
摩擦作用、对流运动和乱流运动最强烈
气温、空气湿度等有明的显日变化、水汽丰富,风速随高度增加而增加。
摩擦层(贴地层2m和近地层0—50~100)
(2)中层:2~6km
空气运动以对流为主
有中云和积雨云出现,由云滴增大成雨滴的过程多在此层进行,因而是形成降水的重要
气层。
(3)上层:6km~对流层顶
水汽含量少,各种云均由冰晶或过冷却水滴组成
在中、低纬度地带,常出现风速等于或大于30m/s的强风带,即高空急流。
(4)对流层顶:对流层与平流层1~2km的过度层
气温随高度变化小,甚至等温或者逆温
由低层上身而至的水汽和尘埃等多聚集在这里,使能见度恶化。
4、平流层:
自对流层顶到50km高度
平流层下层(30~35以下)温度随高度变化较小,气温趋于稳定,称同温层。
30~35km以上,温度随高度增加升高较快。其特点:
①在平流层下部,随高度增加,气温最初保持不变,在25km以上,气温随高度增加
而显著升高;到50km高度上接近0℃。
②在平流层中空气的垂直运动明减显弱,主要是水平运动。
③在平流层中,水汽和尘埃含量极少。晴朗少云,大气透明度好,气流比较稳定,适于
飞机飞行。
中间层
自平流层顶到85km的气层
空气稀薄
气温随高度增加而迅速下降,顶部可降至-83℃以下。
有强烈对流运动,称“高空对流层”。
热成层(热层、暖层、电离层)
中间层顶~500km
温度随高度升高而迅速增高空气处于游离状态
在强烈的太阳紫外线和宇宙射线作用下呈电离,产生电离现象。
对无线电通讯,卫星、火箭的法身有重要作用
散逸层
500km高度上到大气上界的大气层
大气物质有向星际空间散逸的特征。
5、大气中的光学现象
散射:
、霞光、曙暮光等是怎样形成的?
,天空为什么呈现乳白色或灰白色?
折射:
、海市蜃楼、彩虹、晕等现象的形成机理
衍射:
、宝光环是怎么形成的?
第二章辐射
1、辐射:在自然界中,一切物体都以电磁波和粒子的形式向外放射能量叫辐射。
2、可见光波长:400~76光和有效辐射:380~710
紫外线:10-1~400红外线:760~3×106
3、辐射的基本定律:基尔荷夫定律(选择吸定律收)
在一定温度下,任何物体对于某一波长的放射能力与物体对该波长的吸收率的比值。
它只是温度和波长的函数,而与物体的其他性质无关。
e
λT
=E
——————λT
a
λT
ea
λT表示物体对该波长的放射能力;λT表示物体对该波长的吸收
E
率;λT只是温度和波长的函数。
两点结论:
(1)对不同性质的物体:放射能力较强的物体,吸能收力也较强。
(2)对同一物体,如果在温度T时放射某一波长的辐射,那么,在同一温度下它也吸
收这一波长。
4、斯蒂芬—波尔兹曼定律:物体温度越高,其放射能力越强。
5、维恩位移定律:物体的温度越高,放射能量最大值的波长越短。
因此,凡是高温物体,其放射能力最大值的波长多为短波,如太阳辐射。
凡是低温物体,其放射能力最大值的波长多为长波,如人、地面辐射、大气辐
射。
6、太阳常数:在大气上界,当日地位于平均(×108km)时,垂直于太阳光线的单
位面积上,在单位时间内所获得的太阳辐射能量,称为太阳常数。
以s表示,其值约为1360w/m2或1382w/m2(我国采用)
0
变化范围1325—1457w/m2
7、太阳高度角:sinh=sinΦsinδ+cosΦcosδcosω
正午太阳高度角:h=90°-Φ+δ
8、水汽对太阳辐射吸收范围广,-3μm的红外线。
结论:
①水汽对太阳辐射的吸收具有选择性。可见光谱区的红光和红外线部分减弱最多,同时
由于大气上层中的臭氧强烈吸收紫外线,因而保护了地面上的生物。
②大气中主要吸收物质O和HO,吸收位于太阳光谱两端能量较小的区域,大气对太阳
32
辐射的吸收只占14%,可以认为地球表面是大气的直接热源。
9、散射:太阳辐射通过大气时,遇到大气中的各种质点,太阳辐射能的一部分分散向面四
八方,这种作用称为散射。
大气对太阳辐射的削弱作用主要是散射。
10、大气质量(m):
一个大气质量:如果太阳正好在天顶,则光线讲过的最短的射程穿过大气。
通常用太阳通过大气路径的长短与大气铅直厚度之比来表示,所以它是没有单位的一个
数值。
m=1/sinh=csch
11、当天空有云,但云量少且比较薄,太阳未被云所遮蔽时,总辐射强度比碧空时(太阳高
度角相同)大:当天空有低云布满天空时,总辐射最小。
12、大气对太阳辐射能的吸收只有14%,但大气能强烈吸收地面辐射;同时大气逆辐射的一
部分被地面吸收,这样就使得地面以长波辐射的形式所损耗的热量得到了一定补偿,即大气
对地面起保温作用(天空有云,特别是有浓密的低云时,大气的逆辐射更强)。这种保温与
温室玻璃房顶的作用类似,常被称为温室效应;大气逆辐射越强,大气的温室效应越显著,
地面温度越不易降低。
13、影响地面有效辐射的因素
①大气温度:大气温度升高,大气逆辐射增强,则有效辐射减小。
②空气湿度:大气中水汽含量多,湿度大,则大气逆辐射增大,有效辐射减弱;相反,
空气干燥时,有效辐射增大。
③云:云量多且云层厚时,大气逆辐射增大,有效辐射变小,在浓密的低云天气下,有
效辐射几乎等于零。
④海拔高度:随海拔高度的增加,水汽含量减少,有效辐射加强。高原地区气温日变幅
比低海拔同纬度地区大。
14、地面辐射差额
(S’+D+δEaB=)-[r(S’+D)+Ee]
’+D)(1-r)-(Ee-=(SδEa)
’+D)(1-r)-E=(S
0
S’太阳直接辐射
D太阳散射辐射
δEa地面吸收的大气逆辐射
r(S’+D)地面反射辐射反r射率
Ee地面长波辐射地面有效辐射E
0
15、光合有效辐射(生理辐射):能被植物吸收用于光合作用、色素合成、光周期现象和其
他生理现象的太阳辐射波谱区。
='
≈
生理辐射,S:直接辐射(37Q:%)
散射辐射(易吸收:50~60D:%)
16、可见光辐射的生物学意义:
真正对有机物质合成和植物产量形成有实际意义的波谱段是400~760nm的可见光
谱区。
红橙光和蓝紫光对生物最有效:红橙光是叶绿素吸收最强的光谱带;蓝紫光是一个
强的叶绿素吸收带和黄色素吸收带。
叶绿素主要吸收红光和蓝紫光,类胡萝卜素主要吸收蓝紫光和青蓝光。
光能利用率计算
Phm100%
SD
17、怎样提高光能利用率:
,提高复种指数
,扩大田间绿叶面积,并维持较长的功能期

,改善田间CO2供应
,使光、热、水资源配合最佳


第三章温度
1、热容量:在一定过程中,物体温度变化1℃所需吸收或放出的热量,单位J/℃
决定于物质的性质和温度
2、土壤地面热量平衡
物理意义
R:辐射差额。R变化的幅度决定地表温度日变化程度。
LE:水相变化时地表得、失热量。
P:土壤和空气的热交换量。有风时,土壤表层温度日变化幅度小。
B:土壤分子传热导通量
3、地面热量交换
4、土壤温度的垂直分布
辐射型
日射型
上午转变型
傍晚转变型
5、影响土温变化的因素
土壤湿度(热容量、热量收支)
土壤颜色(反射率、吸收率)
土壤机械组成和腐殖质
地面覆盖物
地形和天气条件
6、土温农业意义
覆盖
土壤温度的调节垄作
灌溉
营造防护林
7、土温与水温的比较
反射率差异
透明程度差异
热量传递能力(物质流动性
岩石、土壤与水的热容量
蒸发等现象发生的强度
土温变化比水温剧烈,从而产生天气和气候的差异
8、大气热量交换方式:
9、大气稳定度:大气稳定度是表示大气层结(温度和湿度垂直分布)对气块能否产生对流的
一种潜在能力的度量。
10、合理利用大气中的逆温:
(1)冬季熏烟防霜时,应防止对流发生
(2)喷洒农药防治病虫害应选择清晨最佳
(3)冬季晾晒农副产品应置于距地面较高处
(4)果树栽培中,利用逆温现象,嫁接部位避开地温层。
(5)山区综合开发时,应注意“爬坡”种植
11、生物生长发育的基点温度(三基点温度)
最适温度:植物生理活动过程最旺盛,最适宜的温度,称为最适温度
最低温度:维持生长发育的生物学下限温度,即植物生理活动过程起始的下限温度
最高温度:维持生长发育的生物学上限温度,即植物生理活动过程能忍受的最高温
光合作用和呼吸作用的三基点温度
光:0-5,20-25,40-50呼:-10,36-40,50
第四章大气中的水分
1、饱和水汽压:水汽含量恰好达到某一特定温度下的最大限度,这时的空气称为饱和空气,
此时的水汽压为饱和水汽压
2、影响饱和水汽压大小的因子:温度and蒸发面
(1)温度:随温度的升高而呈数率增大
饱和水汽压随温度升降的改变量,在高温时升降程度比低温升降时大些。
(2)蒸发面:
性质:(水面、冰面、溶液面)
水>E冰E溶液面E<E纯水面
形状:(凸、凹、平)
E凸面>E平面>E凹面
3、露点温度:在空气中水汽含量不变,气压一定的条件下,当气温降低到空气中水汽达到
饱和时的温度。
表示空气湿度的物理量可以分为两类,一类为绝对湿度、水汽压、露点温度,是表示空
气中水汽含量的多少;另一类为相对湿度、饱和差、温度露点差,表示空气中水汽含量距饱
和的程度。
4、植物蒸腾作用速度主要取决于三个基本条件:
①小气候条件;②植物的形态结构;③土壤水分的供应
5、空气冷却的几种主要方式:
(1)辐射冷却:可使空气温度降低到露点温度以下而发生水汽凝结
(2)接触冷却:暖空气流经冷的下垫面,使空气温度降低到露点温度以下而发生水汽凝
结
(3)绝热冷却:空气在上升过程中,温度降低,饱和水汽压减小而发生水汽凝结
(4)混合冷却:两块湿空气,当其温差较大,经水平混合,其饱和水汽压小于实际水汽
压,从而发生水汽凝结
6、水汽凝结的条件:
大气中水汽凝结的条件有两个:
一是空气中的水汽必须达到过饱和。
二是空气中必须有作为凝结的核心物质——凝结核
吸湿性凝结核
空气中必须有凝结核
非吸湿性凝结核
7、霜和霜冻
霜:霜是由于夜间辐射冷却,使地面和贴近地面的气层温度降到露点温度以下(露点温度低
于0℃)时,空气中水汽达到过饱和,直接在地面和地物表面凝华的白色冰晶。
霜冻:指温暖时期(日平均气温在0℃以上)地面和植物表面的温度突然下降到足以使植物遭
受冻害或死亡的灾害现象。
8、预防霜冻的措施:
①采用合理的栽培管理技术措施
②因地制宜,合理配置作物品种。如在谷地和洼地霜冻较重的地方,选择耐寒性品种。在山
坡中部和靠近水域的地方,霜害较轻,可种植抗寒能力较弱的品种。
③改良品种,提高抗霜冻能力。冬前增施磷钾肥,可增强植株健康度和抗寒力
④营造防护林。防护林可以减弱寒风的侵袭,提高田间温度,使霜不易生成
⑤熏烟防霜:采用此法防霜冻效果好,而且经济。让可燃物燃烧发烟,使其形成烟幕达到防
霜的目的
⑥灌溉防霜:灌溉可以增加土壤的热容量和导热率;同时增加空气湿度,水气凝结放热,以
缓和霜害
⑦覆盖防霜:一般多用于覆盖蔬菜,可用草帘子、席子、草木灰、塑料薄膜等材料,在霜冻
前4小时左右覆盖农作物的表面,日出后除掉,以保持地热量不散失而防止冻害,防霜的效
果较好
⑧洗霜法:万一遭霜冻,在太阳出来以前,浇水或喷清水洗霜,可减轻作物霜冻危害。
9、形成雾的基本条件:近地面空气中水汽充沛,有使水汽发生凝结的冷却过程以及凝结核
的存在。在风力微弱、大气层结稳定并有充足的凝结核存在的条件下最易形成。
10、水分利用效率(WUE):作物消耗单位质量的水分所能合成干物质的重量。
11、提高水分有效利用的途径:

①地下灌溉
②喷灌
③微灌

①调整播期,使降水和作物的利用一致。
②科学合理搭配作物品种,间作、轮作充分利用。

削弱风速,减弱湍流交换强度,调节温度和湿度,减少土壤蒸发。

调节地表和植被温度、抑制水分蒸发的有效途径。秸秆覆盖、地膜覆盖

作用:减少作物蒸腾、吸水保水、抑制蒸发。
(保水剂、蒸腾抑制剂、土壤结构改良剂)
第十章农业气象灾害及防御
1、冷害:是指温度在0℃以上,有时甚至是在接近20℃条件下对农作物产生的危害。这种
温度之所以会危害农作物,是因为不同作物在其不同的生育阶,段生理要求的适宜温度与能
忍受的临界低温,大不相同。
2、霜冻的类型:
平流霜冻:因温度低于0℃以下的北方冷空气入侵而引起的霜冻,称为平流霜冻
辐射霜冻:在晴朗、无风或微风的夜晚,由于地面或植物表面温度下降到足以使植物受害的
低温而形成的霜冻,称为辐射霜冻。
平流辐射霜冻:由冷空气的入侵和夜间辐射冷却共同作用下形成的霜冻,称为平流辐射霜冻
3、大风:大风是指风力大到足以危害农业生产及其它经济建设的风(8级)
计算题:
例:,℃;
同时,在山顶测得气压为873毫巴,℃。求该山顶的海拔高度是多少米?
解:已知P1=1006mb,t1=℃,Z1=;P2=873毫巴,t2=℃,求Z2=?
先求得两点的平均温度t=℃,代人公式
Z2-=l8,400()log(1006/873)
解得Z2=??米,即该山的海拔高度
例:设山高2000米,过山以前,℃,如果气流上升到800米
处开始凝结(此高度称为凝结高度),空气上升时不断有水气凝结成云致雨(湿绝热直减率
γ=℃/100m),过山以后,假设气流中并未携带云块,求背风坡山脚的温度?
m
解:已知迎风坡山脚t1=℃干绝热直减率γd=℃/100米湿绝热直减率γ
m=℃/100米
①迎风坡山脚800米处(干绝热上升),800米处的温度为t800则,
tt800
8001d

800220C
100
②800米——山顶(湿绝热上升),山顶处的温度t/则

tt(2000800)g220C1200
800m100
③山顶——背风坡山脚(干绝热下沉),背风坡山脚的温度为t2则
tt2000
2d

2000
100
1、气候系统:包括大气圈、水圈、陆地表面、冰雪圈和生物圈在内的,能决定气候形成、
分布和变化的统一的物理系统
2、气候形成和变化可归纳为以下因素:①太阳辐射;②宇宙地球物理因子;③
下垫面;④大气环流;⑤人类活动等五个方面
3、气候带是以纬度、气温、降水为基础,并参照自然植被的分布而确定的
4、小气候:任何一个地区内,由于其下垫面性质的不同,从而在小范围内形成一种与大气
候不同特点的气候
农业小气候:农业生物生活环境和农业生产活动环境内的气候。