水分 农业气象学 教学课件
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农业气象学 第五章 大气中的水分
蒸发面 形状：
考察水分子在不同形状下的吸引力大小
E凸面>E平面>E凹面 凸面的曲率愈大（即水滴愈小），饱和水汽压愈 大，而凹面的曲率愈大，则其饱和水汽压愈小。
3、e 的变化规律
单峰型：水汽压的大小与蒸发 的快慢有密切关系，而蒸发的 快慢在水分供应一定的条件下 ，主要受温度控制。白天温度 高，蒸发快，进入大气的水汽 多，水汽压就大；夜间出现相 反的情况。每天有一个最高值 出现在午后，一个最低值出现 在清晨。在海洋上、潮湿的陆 上以及乱流交换比较弱的秋冬 季节，多属于这种情况。
(三)露点温度(Td)
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，称为露点温度，简 称露点，以Td表示，其单位与温度相同。
(四)相对湿度(ƒ)
e ƒ= × 100% E
ƒ < 100% 未饱和状态 ƒ = 100% 饱和状态 ƒ > 100% 过饱和状态
相对湿度的大小表示空气中实际水汽含 量距离饱和的程度。不仅随大气中的水 汽含量而变，同时也随气温而变。相对 湿度与温度成反比关系。
4、蒸发雾
当气温低于水温，暖水面蒸 发的水汽进入其上面的冷空 气而形成。如深秋、初冬的 早晨，江面和湖面上；冬季 打开水等。
5、山坡雾 稳定的湿空气沿高地 或山坡缓慢上升时， 因绝热冷却，在迎风 坡面上形成。 6、锋面雾 锋面过境时，暖气团 下部的暖湿空气在冷 的下垫面冷却形成。
雾对农作物的影响：
人工消雾：
雾的成因是由于空气冷却或空气 湿度大。因此，提高空气的温度 或降低空气的湿度时，雾将消散
1、燃料燃烧 2、低洼地搞好排水 3、营造防护林
五、自由大气中的凝结物 云是大气中水汽凝结(凝华)形 成的小水滴、冰晶微粒或两者 混合组成的可见悬浮体。云有 时也包含一些较大的雨滴、冰 晶或雪粒。云的底部不接触地 面，并有一定厚度。 (一)形成云的基本条件 (一)形成云的基本条件：
气象学第4章 大气中的水分PPT课件
• 4.3 水汽凝结 • 4.3.1 凝结条件 • 4.3.2 凝结物 • 4.3.3 降水
• 4.3.1、凝结条件
• 4.3.1.1 空气的饱和或过饱和
• A 在一定温度下增加空气中的水汽含量，使水汽压增 大；(蒸发面温度明显高于气温。南方秋、冬季节清晨 水面上形成的雾）
• B 在空气中水汽含量不变的情况下，通过空气冷却， 使饱和水汽压减小。
• 意义：露对一些雨水稀少的干旱地区或干热天气条件下的农业生 产有意义，起着一种维护植物生命，缓解旱情的作用，有利于农 药利用，但也会助长植物病原菌，水果表面锈斑，重露可使秸杆 和穗粒湿度增大，影响收割和脱粒。
• 2 雾凇：雾凇是附着于树枝、电线和物体的迎风面上的一种白色 疏松的凝结物。雾滴附着并冻结而形成，常见于寒冷有雾的天气 里。多形成于气温在-2——-20oc
• Td的大小可以直接表示空气中的水汽含量多少。
• t-Td 表示空气的潮湿程度。
• 比湿(q)：单位质量空气中所含的水汽质量称为比湿 （克/克、克/千克）。
q mw md mw
• 公式中 mw、md分别表示单位质量空气中 水汽质量和 干空气质量
• 由气体状态方程( pRdT
) 可导出下列关
系表达式
• 其中E0为00c的饱和水气压 。E0＝6.11。t是
蒸发面温度 a b是经验系数。纯水面上a=7.63 b=241.9,纯冰面上 a=9.5 b=265.5 • 例：一气团温度为21.0c,干绝热上升400米达到 饱和，求该气团的水汽压、和相对湿度。 （2） 蒸发面: • A 冰面 ： E水>E冰
• 2 年变化： • 与温度年变化相似。在陆地上，最大值
出现在7月，最小值出现在1月；海洋上 ，最大值在8月，最小值在2月。
农林气象学 3第三章大气中的水分
与气温的年变化相反
T 地面水分蒸发 e， E随温度变化比e快，因此
时间
T r同理 T r
季风气候区：与气温的年变化相同
r
夏季
冬季
时间
夏季风，来自海洋，潮湿 冬季风，来自内陆，干燥
五、大气中水汽凝结的条件 （一）凝结核 在水汽凝结或凝华过程中 起核心作用的固态、液态和气 态的气溶胶质粒。
★相对湿度随时间的变化 与气温的日变化相反
r 夜 昼
时间
日变化：
T 地面水分蒸发 e， 由于E随温度变化比e快， 因此 T r
近海地区及其它大型水体的周围（晴朗稳定的天 气条件下）与气温的日变化同相
海陆风（水陆风） 昼： 吹海风，潮湿 夜： 吹陆风，干燥
r
夜 昼
时间
年变化：
r 夏季 冬季
（一）饱和水汽压与温度 随温度的升 高而增大
空气温度高时，饱和水汽压大，空气中所能容纳 的水汽含量增多，原来处于饱和状态的蒸发面因温度 升高而不饱和，蒸发重新出现；如果降低饱和空气的 温度，由于饱和水汽压减小，就会有多余的水汽凝结 出来。
（二）饱和水汽压与蒸发面性质
在同一温度下，不同蒸发面上的饱和水汽压不相同
§3.2 凝结现象
一、地面上的凝结物： 1、露 和霜 ： 露、霜、雾凇、雨凇
形成在晴朗无风的夜间和清晨。
露：贴地层空气中的水汽在地面发生凝结而形成的 小水滴。 Td＞0℃ 霜：贴地层空气中的水汽在地面发生凝华而形 成的小冰晶。 Td＜0℃ 热容量小、导热率小、粗糙 的地表易形成露和霜。
露
2、雾凇∨和雨凇∽
据黄山气象部门统计，黄山佛光每年大约出现40 次左右，月平均2～5次。黄山佛光的出现多在雨后 初晴的上午九点以前和阴雨初霁的傍晚五点以后。
《农业气象学》PPT课件 (2)
干热风 是我国北方麦区的主要气象灾害，是指引起作物大量 蒸腾的高温、低湿、较大风速的综合气象现象。 干热风可分为以下几种类型:高温低湿型，雨后枯 熟型、旱风型。
40
（4）农业生态系统碳循环
41
植物吸收利用CO2的状况，与周围空气的 CO2浓度有关。即浓度不同，CO2向叶内扩散 量不同，则光合速率不同。
的吸湿水和部分膜状水。 凋萎系数是作物可利用水量的下限，约为最大
吸湿量的1.5～2.0倍(p=1520 kPa)。 不同质地的土壤，凋萎湿度有明显差异，即随
着土壤砂性增加而减小，随着土壤粘性增加而增加。
32
表 不同作物的凋萎湿度（南京，%） —————————————————————— 作物名称 冬小麦 棉 花 向日葵 玉 米 大 豆 —————————————————————— 凋萎湿度 6.99 7.36 8.41 9.41 9.32 ——————————————————————
30 ～ 32 30 ～ 32 40 ～ 44 36 ～ 38
28
35
19
空气温度对作物生长的影响
1.00 相对速率
光合作用
0.75
作物生长 呼吸作用
0.50
0.25
0.00 0 10 20 30 40 温度℃
图 植物生长—温度曲线
20
空气温度对作物生长的影响
作物的生长，是有机物质的积累是在连续的、同时进 行的光合作用和呼吸作用中形成的。 即随着温度的升高， 作物的生命过程最初是加快的。当温度超过一定界限时， 光合作用和呼吸作用就减弱下来。当温度更高时，作用 就停止了。也就是说，光合作用和呼吸作用都有他们各 自的最低、最适和最高的温度。
34
（5）毛管断裂含水量 土壤中的毛管悬着水由于作物的吸收利用和土 壤的蒸发作用，其数量不断减少，当减少到一定程 度时，其连续状态断裂，从而停止了毛管悬着水的 运动，这时的土壤含水量称为毛管断裂含水量。 毛管断裂含水量可视为土壤水分对作物有效性 的一个转折点。一般为田间持水量的65%左右，可 以此作为灌水的下限指标。
农业资源学 第10-12讲(水分)图文
球表面的70％为水所覆盖，但目前能为人类利用的
水量却很少，加上水资源地区间分配不均及年际间的
巨大变差，人类可利用的水量就更少了。因此，水资
源是有限的。 2020/8/30
第四章 水资源
12
2．水是一种不断更新、可往复利用的自然资源
水在自然界的不断运动，构成了地表水、大气水、
地下水和土壤水之间相互联系、相互转化的循环系
2020/8/30
第四章 水资源
8
形成了水在海洋与陆地之间的循环运动，
通常人们把这种在陆地----海洋之间的水循环 运动叫做大循环，
将由海洋蒸发，在空中凝结后，直接以降水 的形式回落海洋的水循环称做海洋小循环，
将从陆地表面蒸发(蒸腾)上升至高空，凝结后 再一次以降水的形式返回地面的水循环叫做 陆地小循环。
永冻层中冰
300.0 0.02
300.0 0.86
湖泊水
176.4 0.013
85.4 0.006 91.0 0.26
土壤水
16.5 0.001
16.5 0.05
大气水
13. 9 0.0009
12.9 0.04
沼泽水
11.5 0.0008
11.5 0.03
河流水
2.12 0.0002
2.12 0.01
第四章 水资源
第一节 水循环与水资源
浙江大学农业与生物技术学院 汪自强
nxx.cab@
2020/8/30
第四章 水资源
1
水是地球上的一种特殊物质，以其可循环性和独特 的物理化学性质，成为人类生存的基本条件和生产 活动最重要的基础物质。水除用于人类生活外，还 可用于工农业生产、发电、航运、建造优美环境和 娱乐休息场所及形成良好的生态环境等，给人类以 极大的恩惠。水作为人类赖以生存的自然资源，是 任何其它物质所代替不了的。当今社会需水量剧增 与水资源有限性之间的矛盾日益突出，水资源问题 受到了全世界的广泛关注。
农业气象学-水分
二 土壤水分的蒸发
一.水面蒸发(Evaporation)
蒸发速率（W0 )：单位时间单位面积上蒸发 蒸发速率（ 的水量。单位有mm/d mm/d和 二者的关系是： 的水量。单位有mm/d和g/cm2·d，二者的关系是： d=10 10mm/d 1g/cm2·d=10mm/d 水面蒸发速率可用道尔顿(Dalton)蒸发公式表示： 蒸发公式表示： 水面蒸发速率可用道尔顿 蒸发公式表示 esw − ea W0 = C P 其中e 为水面温度下的饱和水汽压， 其中 sw为水面温度下的饱和水汽压，ea 为空气中的实际水汽压， 为气压 为气压， 为与 为空气中的实际水汽压，P为气压，C为与 风速有关的常数。 风速有关的常数。
绝对湿度( 绝对湿度(ρw)就是单位体积湿空气中所 含的水汽质量，也即为水汽密度(water 含的水汽质量，也即为水汽密度(water vapor density)。根据气体的状态方程， density)。根据气体的状态方程 气体的状态方程， 它与水汽压的关系是： 它与水汽压的关系是：
ea ρw = * = R ⋅ T Rw ⋅ T
R*
M R* P= • T V µ
，即为比气体常数(specific ，即为比气体常数(specific µ M gas constant)；并取 ρ = constant)；并取 V 则方程可写为： 令
= R
P = ρRT
3.相对湿度 3.相对湿度(relative humidity)
相对湿度（r）：空气中实际水汽压与同温 相对湿度（ ）：空气中实际水汽压与同温 度下的饱和水汽压的百分比。 度下的饱和水汽压的百分比。即：
饱和水汽压的影响因素
(4)蒸发面浓度
当蒸发面浓度的不同，也会影响E 当蒸发面浓度的不同，也会影响E的 大小。 大小 。 因为浓度大的液体表面水分子占 据的面积小， 据的面积小 ， 单位时间内逸出的水分子 就少。 就少。
一.水面蒸发(Evaporation)
蒸发速率（W0 )：单位时间单位面积上蒸发 蒸发速率（ 的水量。单位有mm/d mm/d和 二者的关系是： 的水量。单位有mm/d和g/cm2·d，二者的关系是： d=10 10mm/d 1g/cm2·d=10mm/d 水面蒸发速率可用道尔顿(Dalton)蒸发公式表示： 蒸发公式表示： 水面蒸发速率可用道尔顿 蒸发公式表示 esw − ea W0 = C P 其中e 为水面温度下的饱和水汽压， 其中 sw为水面温度下的饱和水汽压，ea 为空气中的实际水汽压， 为气压 为气压， 为与 为空气中的实际水汽压，P为气压，C为与 风速有关的常数。 风速有关的常数。
绝对湿度( 绝对湿度(ρw)就是单位体积湿空气中所 含的水汽质量，也即为水汽密度(water 含的水汽质量，也即为水汽密度(water vapor density)。根据气体的状态方程， density)。根据气体的状态方程 气体的状态方程， 它与水汽压的关系是： 它与水汽压的关系是：
ea ρw = * = R ⋅ T Rw ⋅ T
R*
M R* P= • T V µ
，即为比气体常数(specific ，即为比气体常数(specific µ M gas constant)；并取 ρ = constant)；并取 V 则方程可写为： 令
= R
P = ρRT
3.相对湿度 3.相对湿度(relative humidity)
相对湿度（r）：空气中实际水汽压与同温 相对湿度（ ）：空气中实际水汽压与同温 度下的饱和水汽压的百分比。 度下的饱和水汽压的百分比。即：
饱和水汽压的影响因素
(4)蒸发面浓度
当蒸发面浓度的不同，也会影响E 当蒸发面浓度的不同，也会影响E的 大小。 大小 。 因为浓度大的液体表面水分子占 据的面积小， 据的面积小 ， 单位时间内逸出的水分子 就少。 就少。
农业气象学ppt课件
—— 《齐民要术》（北魏） “伎儿鸟春来则种禾，秋去则种麦。”
—— 《宋本太平寰宇记》（宋）
23
● 农田小气候利用与改良技术 “冬雨雪止，辄以蔺之，掩地雪，勿使从风
飞去，后雪复蔺之；则立春保泽，冻虫死，来年 宜稼。”
—— 《氾胜之书》（西汉）
24
● 农业气象灾害防御技术 “凡五果花盛时，遭霜则无子，…。天雨
复制
物
酶的作用
激素的作用
土热
水
气
壤
离子的运动
过程
辐射的吸收、 热量、水汽、 二氧化碳的 交换
பைடு நூலகம்生长发育形成产量
水分、营养物质、 微量元素的摄取
状态
辐射体系 温度 湿度 风 二氧化碳浓度
系统的大小与形成 水分状况 色素、酶、激素代
谢等水平
温度 水量和水势 氧和二氧化碳浓度 微生物数量与活动 营养物质含量等
● 作物气象 ● 林业气象 ● 畜牧气象 ● 渔业气象
………
20
§3 农业气象学的诞生与发展
● 中国古代的农业气象成就 ● 中国近代农业气象学的发展 ● 中国现代农业气象学的发展 ● 国外农业气象学的主要进展 ● 未来农业气象学研究的重大问题和学科发展任务 ● 农业气象学科发展迫切需要解决的问题
21
一、中国古代的农业气象成就
1、记载中国古代丰富的农业气象经验与 知识的古籍主要有：
《吕氏春秋》（战国） 《氾胜之书》（西汉） 《齐民要术》（北魏） 《农书》（宋、元） 《农政全书》（明） 《二十四节气》 • • • • • •
22
2、具体例子： ● 农时、节令、授时、农候占验 “顺天时，量地力，则用力少而成功多，任 情返道，劳而无获。”
新晴，北风寒切，是夜必霜；此时放火作煴， 少得烟气，则免于霜矣。”
—— 《宋本太平寰宇记》（宋）
23
● 农田小气候利用与改良技术 “冬雨雪止，辄以蔺之，掩地雪，勿使从风
飞去，后雪复蔺之；则立春保泽，冻虫死，来年 宜稼。”
—— 《氾胜之书》（西汉）
24
● 农业气象灾害防御技术 “凡五果花盛时，遭霜则无子，…。天雨
复制
物
酶的作用
激素的作用
土热
水
气
壤
离子的运动
过程
辐射的吸收、 热量、水汽、 二氧化碳的 交换
பைடு நூலகம்生长发育形成产量
水分、营养物质、 微量元素的摄取
状态
辐射体系 温度 湿度 风 二氧化碳浓度
系统的大小与形成 水分状况 色素、酶、激素代
谢等水平
温度 水量和水势 氧和二氧化碳浓度 微生物数量与活动 营养物质含量等
● 作物气象 ● 林业气象 ● 畜牧气象 ● 渔业气象
………
20
§3 农业气象学的诞生与发展
● 中国古代的农业气象成就 ● 中国近代农业气象学的发展 ● 中国现代农业气象学的发展 ● 国外农业气象学的主要进展 ● 未来农业气象学研究的重大问题和学科发展任务 ● 农业气象学科发展迫切需要解决的问题
21
一、中国古代的农业气象成就
1、记载中国古代丰富的农业气象经验与 知识的古籍主要有：
《吕氏春秋》（战国） 《氾胜之书》（西汉） 《齐民要术》（北魏） 《农书》（宋、元） 《农政全书》（明） 《二十四节气》 • • • • • •
22
2、具体例子： ● 农时、节令、授时、农候占验 “顺天时，量地力，则用力少而成功多，任 情返道，劳而无获。”
新晴，北风寒切，是夜必霜；此时放火作煴， 少得烟气，则免于霜矣。”
农业气象学第四章水分条件与农业生产_图文
第四章 水分条件与农业生产
1
主要内容
§1 水的农业意义 §2 土壤—植物—大气水分循环系统 §3 土壤—植物—大气系统水分传输 §4 水分与作物生长发育及产量形成 §5 不利水分条件对农业生产的影响及其调控 实习3：作物水分关键期分析
2
本章重点与难点
本章重点： “土壤―植物―大气”系统水分传输、土
壤 水分常数、土壤水势、作物需水量、蒸散、作 物水分临界期与关键期、土壤水分滞后现象等 基本概念，农作物需水规律、土壤水分特征曲 线、土壤水分有效性分析，不利水分条件对农 业生产的影响，土壤水分调控技术。 本章难点：
土壤水分常数、土壤水势、蒸散、作物水 分临界期与关键期。
3
§1 水的农业意义
主要内容：
22
● 水分渗入土壤的过程描述 水分渗入土壤包括两个相互穿插的过程。 当干燥的土壤遇水以后，首先进行的是不饱和 流动。当水分增加到一定量时，水分在重力的 作用下，经粗孔隙向下渗透即进行饱和流动。 而由于土壤中孔隙的分布不均匀，这两个过程 不是完全孤立而是相互穿插的。
13
14
蒸发
降水截留表面贮存 Nhomakorabea径流
入渗
蒸腾
土壤水分贮存
潜流
河道
深层下渗
地下水贮存
地下水流动
土壤—植物—大气系统水分循环示意图
15
二、土壤水分平衡
土壤水是作物吸水的主要来源。要了解土壤水分的有关 规律，首先要了解其水分收支的平衡规律及收支各项的特点。
一般情况下，某一定时间间隔内的土壤水分平衡可用下 式表示：
11
§2 土壤-植物-大气水分循环系统
主要内容： ● 定义 ● 土壤水分平衡 ● 土壤水分的再分布 ● 土壤水分类型 ● 土壤水分常数
1
主要内容
§1 水的农业意义 §2 土壤—植物—大气水分循环系统 §3 土壤—植物—大气系统水分传输 §4 水分与作物生长发育及产量形成 §5 不利水分条件对农业生产的影响及其调控 实习3：作物水分关键期分析
2
本章重点与难点
本章重点： “土壤―植物―大气”系统水分传输、土
壤 水分常数、土壤水势、作物需水量、蒸散、作 物水分临界期与关键期、土壤水分滞后现象等 基本概念，农作物需水规律、土壤水分特征曲 线、土壤水分有效性分析，不利水分条件对农 业生产的影响，土壤水分调控技术。 本章难点：
土壤水分常数、土壤水势、蒸散、作物水 分临界期与关键期。
3
§1 水的农业意义
主要内容：
22
● 水分渗入土壤的过程描述 水分渗入土壤包括两个相互穿插的过程。 当干燥的土壤遇水以后，首先进行的是不饱和 流动。当水分增加到一定量时，水分在重力的 作用下，经粗孔隙向下渗透即进行饱和流动。 而由于土壤中孔隙的分布不均匀，这两个过程 不是完全孤立而是相互穿插的。
13
14
蒸发
降水截留表面贮存 Nhomakorabea径流
入渗
蒸腾
土壤水分贮存
潜流
河道
深层下渗
地下水贮存
地下水流动
土壤—植物—大气系统水分循环示意图
15
二、土壤水分平衡
土壤水是作物吸水的主要来源。要了解土壤水分的有关 规律，首先要了解其水分收支的平衡规律及收支各项的特点。
一般情况下，某一定时间间隔内的土壤水分平衡可用下 式表示：
11
§2 土壤-植物-大气水分循环系统
主要内容： ● 定义 ● 土壤水分平衡 ● 土壤水分的再分布 ● 土壤水分类型 ● 土壤水分常数
农业气象学课件 PPT
● 作物气象 ● 林业气象 ● 畜牧气象 ● 渔业气象
………
§3 农业气象学的诞生与发展
● 中国古代的农业气象成就 ● 中国近代农业气象学的发展 ● 中国现代农业气象学的发展 ● 国外农业气象学的主要进展 ● 未来农业气象学研究的重大问题和学科发展任务 ● 农业气象学科发展迫切需要解决的问题
一、中国古代的农业气象成就
物
酶的作用
ห้องสมุดไป่ตู้激素的作用
土热
水
气
壤
离子的运动
过程
辐射的吸收、 热量、水汽、 二氧化碳的 交换
生长发育形成产量
水分、营养物质、 微量元素的摄取
状态
辐射体系 温度 湿度 风 二氧化碳浓度
系统的大小与形成 水分状况 色素、酶、激素代
谢等水平
温度 水量和水势 氧和二氧化碳浓度 微生物数量与活动 营养物质含量等
§2 农业气象学的定义及其主要内容
煴音yún，意思是没有火焰的暗火。
—— 《齐民要术》（北魏）
二、中国近代农业气象学的发展
中国的近代气象观测于19世纪中叶开始由西方国家在 沿海陆续兴建，辛亥革命以后才开始兴办气象站。1912年 直隶农事试验总场设立了农业测候所。1922年竺可桢发表 “气象与农业之关系”一文，成为中国农业气象学的奠基 人。30年代40年代蒋丙然、涂长望等我国气象学家陆续发 表了一批农业气象论文，编写出版了《农业气象学》教材。 但总的看，由于长期战乱，中国农业气象事业基本处于停 顿状态。
农业气象学
第一章 绪论
主要内容
§1 农业生产与气象条件 §2 农业气象学的定义及其主要内容 §3 农业气象学的诞生与发展
本章重点
● 农业与气象的关系 ● 农业气象学的定义 ● 农业气象学的主要内容
………
§3 农业气象学的诞生与发展
● 中国古代的农业气象成就 ● 中国近代农业气象学的发展 ● 中国现代农业气象学的发展 ● 国外农业气象学的主要进展 ● 未来农业气象学研究的重大问题和学科发展任务 ● 农业气象学科发展迫切需要解决的问题
一、中国古代的农业气象成就
物
酶的作用
ห้องสมุดไป่ตู้激素的作用
土热
水
气
壤
离子的运动
过程
辐射的吸收、 热量、水汽、 二氧化碳的 交换
生长发育形成产量
水分、营养物质、 微量元素的摄取
状态
辐射体系 温度 湿度 风 二氧化碳浓度
系统的大小与形成 水分状况 色素、酶、激素代
谢等水平
温度 水量和水势 氧和二氧化碳浓度 微生物数量与活动 营养物质含量等
§2 农业气象学的定义及其主要内容
煴音yún，意思是没有火焰的暗火。
—— 《齐民要术》（北魏）
二、中国近代农业气象学的发展
中国的近代气象观测于19世纪中叶开始由西方国家在 沿海陆续兴建，辛亥革命以后才开始兴办气象站。1912年 直隶农事试验总场设立了农业测候所。1922年竺可桢发表 “气象与农业之关系”一文，成为中国农业气象学的奠基 人。30年代40年代蒋丙然、涂长望等我国气象学家陆续发 表了一批农业气象论文，编写出版了《农业气象学》教材。 但总的看，由于长期战乱，中国农业气象事业基本处于停 顿状态。
农业气象学
第一章 绪论
主要内容
§1 农业生产与气象条件 §2 农业气象学的定义及其主要内容 §3 农业气象学的诞生与发展
本章重点
● 农业与气象的关系 ● 农业气象学的定义 ● 农业气象学的主要内容
气象学与气候学课件03大气中的水分
（二）饱和水汽压与蒸发面性质的关系
1、冰面小于过冷却水面小于水面的饱和 水汽压。可以解释冰水共存时的水汽转 移现象，即冰晶效应。
2、同一温度下，溶液面的饱和水汽压比 纯水面要小，而且，溶液浓度愈高，饱 和水汽压愈小。
（三）饱和水汽压与蒸发面形状的关系
温度相同时，凸面的饱和水汽压最大， 平面次之，凹面最小。
n为单位时间内落回水中的水汽分子数 则有： N ＞ n 蒸发（未饱和）
N ＝ n 动态平衡（饱和） N ＜ n 凝结（过饱和）
蒸发 (evaporation)
概念——一定温度下由液态水（冰）转为 气态水（水汽）的过程。
由蒸发消耗的水量称为蒸发量，用蒸发失
去的水层厚度（mm）表示。 （1）e与E二者的对比是出现蒸发的关键 e<E出现蒸发（未饱和）； e=E水汽分子进
显然，在影响蒸发的因子中，蒸发面的 温度通常是起决定作用的因子。
由于蒸发面的温度有年、日变化，所以 蒸发速度也有年、日变化。
四、 湿度随时间的变化
1、绝对湿度（用水汽压表示）
（1）日变化有两种类型：
➢双峰型：主要在大陆上湍流混合较强的夏 季出现。 （一天有两高两低）
➢单峰型：以海洋上、沿海地区和陆地影响因素中，①起决定作用，其次为风。（3） 日变化和年变化——与气温相同 （4）蒸发量空间分布——因气温高低、海陆分布、
水汽量多少而不同。
全球年蒸发量分布图
3.2 凝结 （condensation）
概念——一定温度时由气态水
（水汽）转为液态水（冰）的过程， 由水汽直接转为冰过程称为凝华。 （1） 凝结（凝华）条件
• 具有一定凝结核（凝华核） • 增加水中的水汽e>E
• 通过空气冷却、降低E
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土壤表面的蒸发 ：
1、蒸发面温度：蒸发面温度愈高、蒸发速度愈快，相反蒸发速度愈 慢。
2、蒸发面性质 ：在相同的温度下，冰面的饱和水汽压小于水面的饱 和水汽压；溶液面的饱和水汽压小于纯水面的饱和水汽压。
3、空气湿度和风 ：空气湿度大，饱和差小蒸发速度慢；相反空气湿 度小时，饱和差大蒸发速度快。有风时蒸发快；无风时蒸发慢。
第四章 水分
大气湿度 蒸发与蒸腾 水汽凝结与大气降水
2.水汽压e
大气中由水汽所产生的分压力叫水汽压，单位与气 压，空一气样实是际hp(aa，ctu水al汽)水压汽又压分ea成. 饱和(saturation)水汽压es
在温度一定条件下，单位体积空气中所能容纳的水 汽数量是一定的。如果水汽含量已达到这个限量，空 气就成饱和状态。此时的空气称为饱和空气，饱和空 气的水汽压称为饱和水汽压。
蒸发变化与气温变化相同
蒸发量的空间分布，因气温高低、海陆分布、水汽含量多少 等而发生变化 ：低纬度气温高，蒸发量也大；在温度相同的情 况下，海洋蒸发量多与大陆，并有自沿海向内陆显著减少的趋 势；
蒸发量与所在地区的降水量也有关系
降水量多的地方蒸发量也大；反之，蒸发量小；干旱地区 蒸发能力强，而实际蒸发量却很少。
植物存在水汽压差，因叶子内水汽一定是饱和的，否 则会蔫，而大气中水汽一般是不饱和的。两者间存在水汽 梯度Δe。
蒸腾率E=α.Δe/γ
α为系数，且α=MV /RT 这里MV是水汽分子量，R—气 体常数8.31J/mol.K，T是空气温度（K）。
EM V eM VeLea RTrt RT rt
饱和水汽压es是温度的函数：
17.26t9
es 61.078e23.73t
t单位一定用℃，es单位是pa，不是hpa。
3.饱和差d
difference
d= es－ea (pa) 4.相对湿度RH Relative Humidity
空气中实际水汽压ea与此空气温度下的饱和水汽压之百分比。
5.露点温度td：dew temperature
（2）按湿绝热上升
（3）山顶饱和水汽压
（4）按干绝热下降，
(5)山脚气温的饱和水汽压？ （6）山脚相对湿度是多ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ？ （7）空气相对湿度减少了多少？
RH2=731/4889=15% RH1－RH2=73%－15%=58%
三、 空气湿度的时空变化
1、空气湿度的空间变化 P92 水汽压随高度减小的关系，一般可用下式表示：
ea =ea0·10－Z/β 2、空气湿度的时间变化 1）水汽压的日变化： 单峰型，双峰型 2）水汽压的年变化： 与温度高低一致：7、8月高，1、2月低。
§4.2 蒸发和蒸腾
一 蒸发
在一定温度下，由液态或固态水转为水汽的过程称为蒸发。 蒸发过程的发生取决于实际水汽压与饱和水汽压两者的对比关 系。当e＜E(未饱和）时，出现蒸发；e＞E（过饱和）时，蒸 发停止并出现凝结；e=E（饱和）时，进入水中的水分子数和 逸出水面的水分子数相等，处于动态平衡状态 。
当空气中水汽含量不变、大气压力也无大变化时，降温使水 汽达到饱和的那点温度叫露点温度。当大气压力一定时，td高低 只与空气中水汽含量有关。水汽含量越多，td就越高。达到饱和 时td=ta。所以td也是反映空气中水汽实际含量的物理量。
6.湿球温度tW wet temperature
在气象站百叶箱中一个用白纱布裹在温度表下端水银球上测量 空气温度的温度表叫湿球温度表，其下面放一个小水槽，白纱布浸 于水中。
饱和差d=？
解：
1.2 7t69
1.2 7 6 29 0
e sw 6.7 1e 2 8 0 .3 t7 6.7 1e2 8 0 .3 2 70 23 .3 p 3a 7
1.2 7t69
1.2 7 6 39 0
e sa 6.7 1e 2 8 0 .3 t7 6.7 1e2 8 0 .3 3 70 42 .8 p 4a
eRaH= =eeswa/－es=γ(etaa－/etswa=)=12637377/4.3204－1.86=64(300%－，20)=1677pa， d= esa—ea=2564.8pa
已知 （1）RH, ta (2) ta ,tW (3) ta ,td 或 (4) tw , td ，求RH？
分析P137,图5.21的焚风现象： 解：ta=20℃,td=15℃,RH1= ea/ eas=73% ，求：RH2= ？或 RH1— RH2=? (1)沿干绝热线上升
北半球大陆各纬度平均年降水量/蒸发量(mm)
纬度 0º～ 10º 20º 30º 40º 60º 70º 80º
带
10º
～
～
～
～
～
～
～
20º 30º 40º 50º 70º 80º 90º
年降 1677 763 513 501 561 340 194
/
水量
年蒸 1110
/
370
/
371 100
/
40
发量
二 、 植物蒸腾 1、植物的蒸腾作用 （书P95） 要了解植物叶子的蒸腾过程及叶子的气孔阻抗
水分最开始从叶肉细胞壁开始，然后扩散到气孔穴， 水汽通过气孔到达叶子表面，然后通过片流边界层再到达 大气中，再通过湍流输送到大气上空。水分从叶肉细胞开 始向外扩散直到最后到达大气上空。这个输送过程必须克 服四种不同阻力，把这种阻力称为阻抗，用γ表示。
如果ta =tW，说明空气已达到饱和。所以通过干、湿球温度表可 测算出空气中的实际水汽含量。
ea=esw－γ(ta －tW)
ea—空气实际水汽压，esw—湿球温度下的饱和水汽压，γ—湿度常数，即 ℃→pa换算单位，一般在15～28℃作物生长季节中的平均气温，取66pa/℃。
例1此：时观（测1员）观空气测实到际气水象汽站压百，叶（箱2中）T空a=3气0℃的,相TW对=2湿0℃度,(求3)
由蒸发消耗的水量称为蒸发量，它以蒸发失去的水层厚度 毫米（㎜）表示。
蒸发（腾）单位： 蒸发（腾）率 E = g / m2 .S mm / m2.S(或mm/时）
问： 1 mm / m2.S = ? g / m2 .S
影响蒸发速度快慢的因素主要有以下几种：
水面蒸发：
1.水源，2.热源，3. 饱和差 ，4. 风速与湍流扩散，5.溶质浓度
1、蒸发面温度：蒸发面温度愈高、蒸发速度愈快，相反蒸发速度愈 慢。
2、蒸发面性质 ：在相同的温度下，冰面的饱和水汽压小于水面的饱 和水汽压；溶液面的饱和水汽压小于纯水面的饱和水汽压。
3、空气湿度和风 ：空气湿度大，饱和差小蒸发速度慢；相反空气湿 度小时，饱和差大蒸发速度快。有风时蒸发快；无风时蒸发慢。
第四章 水分
大气湿度 蒸发与蒸腾 水汽凝结与大气降水
2.水汽压e
大气中由水汽所产生的分压力叫水汽压，单位与气 压，空一气样实是际hp(aa，ctu水al汽)水压汽又压分ea成. 饱和(saturation)水汽压es
在温度一定条件下，单位体积空气中所能容纳的水 汽数量是一定的。如果水汽含量已达到这个限量，空 气就成饱和状态。此时的空气称为饱和空气，饱和空 气的水汽压称为饱和水汽压。
蒸发变化与气温变化相同
蒸发量的空间分布，因气温高低、海陆分布、水汽含量多少 等而发生变化 ：低纬度气温高，蒸发量也大；在温度相同的情 况下，海洋蒸发量多与大陆，并有自沿海向内陆显著减少的趋 势；
蒸发量与所在地区的降水量也有关系
降水量多的地方蒸发量也大；反之，蒸发量小；干旱地区 蒸发能力强，而实际蒸发量却很少。
植物存在水汽压差，因叶子内水汽一定是饱和的，否 则会蔫，而大气中水汽一般是不饱和的。两者间存在水汽 梯度Δe。
蒸腾率E=α.Δe/γ
α为系数，且α=MV /RT 这里MV是水汽分子量，R—气 体常数8.31J/mol.K，T是空气温度（K）。
EM V eM VeLea RTrt RT rt
饱和水汽压es是温度的函数：
17.26t9
es 61.078e23.73t
t单位一定用℃，es单位是pa，不是hpa。
3.饱和差d
difference
d= es－ea (pa) 4.相对湿度RH Relative Humidity
空气中实际水汽压ea与此空气温度下的饱和水汽压之百分比。
5.露点温度td：dew temperature
（2）按湿绝热上升
（3）山顶饱和水汽压
（4）按干绝热下降，
(5)山脚气温的饱和水汽压？ （6）山脚相对湿度是多ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ？ （7）空气相对湿度减少了多少？
RH2=731/4889=15% RH1－RH2=73%－15%=58%
三、 空气湿度的时空变化
1、空气湿度的空间变化 P92 水汽压随高度减小的关系，一般可用下式表示：
ea =ea0·10－Z/β 2、空气湿度的时间变化 1）水汽压的日变化： 单峰型，双峰型 2）水汽压的年变化： 与温度高低一致：7、8月高，1、2月低。
§4.2 蒸发和蒸腾
一 蒸发
在一定温度下，由液态或固态水转为水汽的过程称为蒸发。 蒸发过程的发生取决于实际水汽压与饱和水汽压两者的对比关 系。当e＜E(未饱和）时，出现蒸发；e＞E（过饱和）时，蒸 发停止并出现凝结；e=E（饱和）时，进入水中的水分子数和 逸出水面的水分子数相等，处于动态平衡状态 。
当空气中水汽含量不变、大气压力也无大变化时，降温使水 汽达到饱和的那点温度叫露点温度。当大气压力一定时，td高低 只与空气中水汽含量有关。水汽含量越多，td就越高。达到饱和 时td=ta。所以td也是反映空气中水汽实际含量的物理量。
6.湿球温度tW wet temperature
在气象站百叶箱中一个用白纱布裹在温度表下端水银球上测量 空气温度的温度表叫湿球温度表，其下面放一个小水槽，白纱布浸 于水中。
饱和差d=？
解：
1.2 7t69
1.2 7 6 29 0
e sw 6.7 1e 2 8 0 .3 t7 6.7 1e2 8 0 .3 2 70 23 .3 p 3a 7
1.2 7t69
1.2 7 6 39 0
e sa 6.7 1e 2 8 0 .3 t7 6.7 1e2 8 0 .3 3 70 42 .8 p 4a
eRaH= =eeswa/－es=γ(etaa－/etswa=)=12637377/4.3204－1.86=64(300%－，20)=1677pa， d= esa—ea=2564.8pa
已知 （1）RH, ta (2) ta ,tW (3) ta ,td 或 (4) tw , td ，求RH？
分析P137,图5.21的焚风现象： 解：ta=20℃,td=15℃,RH1= ea/ eas=73% ，求：RH2= ？或 RH1— RH2=? (1)沿干绝热线上升
北半球大陆各纬度平均年降水量/蒸发量(mm)
纬度 0º～ 10º 20º 30º 40º 60º 70º 80º
带
10º
～
～
～
～
～
～
～
20º 30º 40º 50º 70º 80º 90º
年降 1677 763 513 501 561 340 194
/
水量
年蒸 1110
/
370
/
371 100
/
40
发量
二 、 植物蒸腾 1、植物的蒸腾作用 （书P95） 要了解植物叶子的蒸腾过程及叶子的气孔阻抗
水分最开始从叶肉细胞壁开始，然后扩散到气孔穴， 水汽通过气孔到达叶子表面，然后通过片流边界层再到达 大气中，再通过湍流输送到大气上空。水分从叶肉细胞开 始向外扩散直到最后到达大气上空。这个输送过程必须克 服四种不同阻力，把这种阻力称为阻抗，用γ表示。
如果ta =tW，说明空气已达到饱和。所以通过干、湿球温度表可 测算出空气中的实际水汽含量。
ea=esw－γ(ta －tW)
ea—空气实际水汽压，esw—湿球温度下的饱和水汽压，γ—湿度常数，即 ℃→pa换算单位，一般在15～28℃作物生长季节中的平均气温，取66pa/℃。
例1此：时观（测1员）观空气测实到际气水象汽站压百，叶（箱2中）T空a=3气0℃的,相TW对=2湿0℃度,(求3)
由蒸发消耗的水量称为蒸发量，它以蒸发失去的水层厚度 毫米（㎜）表示。
蒸发（腾）单位： 蒸发（腾）率 E = g / m2 .S mm / m2.S(或mm/时）
问： 1 mm / m2.S = ? g / m2 .S
影响蒸发速度快慢的因素主要有以下几种：
水面蒸发：
1.水源，2.热源，3. 饱和差 ，4. 风速与湍流扩散，5.溶质浓度