项目八 植物生长气候环境调控

项目八植物生长的气候环境调控

【项目目标】

◆掌握：当地常见农业气象灾害的防御；二十四节气与主要农事活动。

◆理解：农业气候资源的合理开发利用；农业小气候。

◆了解：主要农业气象要素。

【项目说明】

地球周围充满着大气，大气具有一定的重量，地面上单位面积上所承受的大气的压力称大气压。不同地区间的大气压差，促使空气运动就形成了风，大气环流是全球性风形成的主要原因。大气在空中是以巨大的气团的形式存在的，有冷气团和暖气团两种。冷暖气团相遇就形成锋，由于锋面两侧的气压、湿度、风等气象要素差异较大，具有突变性，锋面附近常形成的云、雨、风等锋面天气。气团的运动形成气旋、反气旋、高压槽和低压脊等天气现象，各种天气现象综合作用的结果造成了各种天气气候的生成和出现。

一年中天气、气候的变化将全年分成二十四节气，这是农业生产的基本依据。农田本身形成不同的群落，有其自身的特征和变化规律，农业上采取相应的栽培措施和管理办法改造农田小气候，为作物提供良好生长环境。

任务1 植物生长的气候条件认知

【任务重点】

◆气压与风：气压的概念，气压的变化。

◆昼夜与四季的变化规律。

◆我国的气候特点。

【任务难点】

◆大气环流与地方性风；

◆风的形成和变化。

【任务内容】

一、气压与风

（一）气压的概念

气压是大气压强的简称，其单位为hpa（一个标准大气压=1013.25hpa）

（二）气压的变化

1．气压随时间和空间的变化。

通常情况下，一天中，早晨气压上升，下午气压下降。一年中，冬季气压最高，夏季气压最低。天气的变化和气流运动也会引起气压变化。如冷、暖空气的入侵或阴雨天以及剧烈变化的升降气流带来的天气都会使气压发生明显地上升或下降。

2．随海拔高度上升，气压是递减的

气压随高度而降低的近似情况。

气压随高度的分布（气体平均温度为0℃）

在5500m高空，气压值只有地面的一半，而到了16000米高空，气压值只有地面的1/10了。

3．水平变化

由于地球表面各点的热力差异，造成了在大气层不同层次的各个水平面上，气压的分布也存在有差异。为表示出某水平面上气压差异的大小，气象上把由高压指向低压，垂直于等压线的方向上，单位水平距离内的气压差称作水平气压梯度。等压线图上，等压线越密集的地区，水平气压梯度越大；等压线越稀疏的地区，水平气压梯度越小。

气温的变化也是气压发生变化的主要原因。

表气压随海拔高度的分布

二、风的形成和变化

空气的水平运动称为风。风是矢量，它包括风向和风速，风还具有阵性。

风向是指风吹来的方向。陆地上常用16个方位表示，在天气报告中，当风在某个方位摇摆不定时，则加以“偏”字，如“偏东风”。

风速是单位时间内空气水平移动的距离。单位为m/s，气象报告中常用风级来表示，风级是根据风力大小划分的。通常用13个等级表示风速。

自然界还有超过12级的风，但不再规定它的级数了。

风的阵性是指摩擦层中在固定的空间位臵上，出现的风向不稳定和风速明显变动的现

象。

（一）风的成因——热成环流

风是由于水平气压梯度的存在所引起的，而产生气压梯度的主要原因是地球表面各地热力情况不同。造成了水平方向上温度分布不均匀，也就是人们所说的“热极生风”一语的道理。

根据热成环流原理可以解释许多地方性风的形成原因。

（二）风的变化

1．风随高度的变化

在摩擦层中，空气运动受到的摩擦力随高度的升高而减小，风速随高度的升高而加大。在北半球，风向也因此随高度的增加向右旋转的角度加大。

在地面上0~2m内，风速增加得最快，再向上风速就增加的比较缓慢了。近地面的风具有阵性，而到了自由大气层中，风向和风速趋于稳定，风的阵性消失。

2、风的日变化

在气压形势稳定时，风有明显的日变化，低层大气中（50m内）日出后风速逐渐加大，午后达到最大，夜间风速减小。在高层大气中（100~150m以上），风速日变化与低层大气的情况正好相反，最大值出现在夜间，最小值出现在白天午后。

3、风的年变化

风的年变化与气候、地理条件有关，在北半球的中纬度地区，一般风速的年最大值出现在冬季，最小值出现在夏季。我国大部分地区春季风速最大，因为春季是冷暖交替的时期。

三．大气环流与地方性风

（一）大气环流

地球上各种规模的大气运动的综合表现，称作大气环流，它是由各种相互有联系的气流——水平气流与垂直气流、地面气流与高空气流以及大范围天气系统所构成的。用大气环流原理可以说明全球性气压带和风带的形成原因。

大气环流的三圈模式。根据这个模式，北半球有四个气压带，即赤道低压带、副热带高压带、副极地低压带和极地高压带。这些气压带之间形成了三个风带，即低纬度的东北信风带、中纬度的盛行西风带、高纬度的极地东风带。此外，赤道上由于水平气压梯度力和地转偏向力很小，故称作赤道无风带。

我国广大中纬度地区处于盛行西风带中，所以影响我国的主要天气系统有着自西向东移动的规律。

冬季影响我国的气压系统，在陆上为蒙古高压或西伯利亚高压，它是一个冷高压，带来干燥寒冷的空气，在海上为阿留申低压。夏季整个亚洲大陆为印度低压所控制。而停居在海上的太平洋副热带高压（简称副高）北进西伸到达我国东南海岸，它是一个暖高压带来海上的暖湿空气

此外，地球上还有季风环流。季风是指由于海、陆的热差异，产生了以年为周期，在大陆和海洋之间大范围的盛行风随季节而改变的风。我国处于欧亚大陆，东临太平洋，季风表现极为显著。冬季盛行干燥寒冷的西北风，夏季盛行温暖潮湿的东南风。另外，我国的西南地区受印度季风影响，冬季吹东北风，夏季吹西南风。

地球上的风带也因气压带的割裂而被破坏，形成了许多较小范围的地方性风。

（二）地方性风

1．海陆风

海滨地区在晴稳天气，白天风由海上吹向陆地，称作海风，夜间风由陆地吹向海上，称作陆风。这种风向日日夜夜交替且风力较清和的风合称为海陆风。海陆风和季风一样也是因海陆之间热力差异所形成的周期性变化的风，但不同的是：海陆风是以昼夜为周期风向发生变化，季风是以年为周期风向随季节而变化。同时，海陆风的影响范围比季风要小。一般的情况下，海风风速为5~6m/s，陆风则小些，为1~2m/s。海风伸向陆地的范围在温带为15~50km，在热带不超过100km；陆风伸向海上最远20~30km，近的只有几千米。

海陆风交替时间各地不一，通常上午10~11h海风开始，晚上20h转为陆风，因为在此期间海陆温差逐渐小时，然后发生了温差趋势的逆转。

2、山谷风

山区白天风从山谷吹向山坡，称作谷风，夜间风从山坡吹向山谷，称作山风，二者合称山谷风。山谷风的形成是由于山坡与谷地同高度上受热和失热程度不同而产生的一种热力环流。

3、焚风

当气流跨过山脊时，在山的北风面，由于空气的下沉运动产生了一种热而干燥的风，称作焚风。另外，在高压区中，自由大气的下沉运动也可以产生焚风，气象上称为焚风效应。

四．风与农业生产

（一）风对农林生产的作用

一般来说，风力不大时（微风、和风），对植物生长是有利的，这主要是因为风能够促进空气的乱流交换，使热量、水汽、二氧化碳在地面与作物层以及空气之间的传递、输送作