土壤温度的垂直变化40页PPT
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环境土壤学PPT课件
第24页/共126页
第三节 土壤热性质
一ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ土壤热容量
• 土壤热容量是指单位质量（重量）或 容积的土壤每升高（或降低）1℃所需 要（或放出的）热量。
可分为：容积热容量； 质量热容量。
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三、土壤的热扩散率
第三节
• 土壤热扩散率 (土壤导温率）是指 在标准状况下，在土层垂直方向上 每厘米距离内，1℃的温度梯度下， 每秒流入1cm2土壤断面面积的热量， 使单位体积（1cm3）土壤所发生的 温度变化。其大小等于土壤导热率 /容积热容量之比值。
W1 – W2 —————— ×100
W2
W1 ：湿土质量 W2 ：干土质量
×100
第14页/共126页
2.土壤水的再分布
概念：土壤水 入渗过 程结束后，水在重力 和吸力梯度影响下在 土壤中向下移动重新 分布的过程。
土壤水的再分布是 土壤水的不饱和流。
第15页/共126页
土中水 的运动
重力作用下土中水的渗流
第39页/共126页
A、有益影响 （f）根际微生物产生二氧化碳，使钙增加 可溶性，有利于植物吸收。 （g）根际中自生固氮菌可以固定大量的N2， 给植物提供有机和无机氮。
第40页/共126页
B、不利影响
（a）微生物与植物竞争矿质营养，在一定时间内减 少了对植物养分的供应，造成对植物生长的不利。 反消化细菌使含氮物质变成N2，养分损失。
脱落物
死亡根系和脱落的根毛、根冠、根表皮细胞等。
第33页/共126页
B. 根系的呼吸作用影响根际土壤的气体组分、 pH值、Eh等；
离根越近，CO2的含量越高，O2的含量越低； O2含量少影响根际范围的Eh，一般偏低； 由于根系分泌有机酸影响根际的pH值，一般偏酸。
第三节 土壤热性质
一ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ土壤热容量
• 土壤热容量是指单位质量（重量）或 容积的土壤每升高（或降低）1℃所需 要（或放出的）热量。
可分为：容积热容量； 质量热容量。
第25页/共126页
三、土壤的热扩散率
第三节
• 土壤热扩散率 (土壤导温率）是指 在标准状况下，在土层垂直方向上 每厘米距离内，1℃的温度梯度下， 每秒流入1cm2土壤断面面积的热量， 使单位体积（1cm3）土壤所发生的 温度变化。其大小等于土壤导热率 /容积热容量之比值。
W1 – W2 —————— ×100
W2
W1 ：湿土质量 W2 ：干土质量
×100
第14页/共126页
2.土壤水的再分布
概念：土壤水 入渗过 程结束后，水在重力 和吸力梯度影响下在 土壤中向下移动重新 分布的过程。
土壤水的再分布是 土壤水的不饱和流。
第15页/共126页
土中水 的运动
重力作用下土中水的渗流
第39页/共126页
A、有益影响 （f）根际微生物产生二氧化碳，使钙增加 可溶性，有利于植物吸收。 （g）根际中自生固氮菌可以固定大量的N2， 给植物提供有机和无机氮。
第40页/共126页
B、不利影响
（a）微生物与植物竞争矿质营养，在一定时间内减 少了对植物养分的供应，造成对植物生长的不利。 反消化细菌使含氮物质变成N2，养分损失。
脱落物
死亡根系和脱落的根毛、根冠、根表皮细胞等。
第33页/共126页
B. 根系的呼吸作用影响根际土壤的气体组分、 pH值、Eh等；
离根越近，CO2的含量越高，O2的含量越低； O2含量少影响根际范围的Eh，一般偏低； 由于根系分泌有机酸影响根际的pH值，一般偏酸。
土壤空气及热状况ppt课件
14
一、土壤热量的来源
第二节 土壤热性质及热平衡 （soil heat）
❖ （二）生物热
▪ 据估算，含有机质4％的土壤，每m2耕层有机质的潜能为 6.28×109～6.99×109KJ，相当于燃烧4.94 ～12.36kg无烟煤
▪ 可用于升高低温，促进早春出苗或返青
❖ （三）地球内热
▪ 核能-但除个别浅表地热可直接利用地区外，对土壤热量影响不大
（4）土壤组成,性质: ,有机质含量高, 含水多则热容大 （5）地面覆盖：可减少吸热与放热，导热性差的物体如秸
杆等覆盖可减少地面的有效辐射,深色物质促进吸热 18
第二节 土壤热性质及热平衡
1.辐照量不等于热量积累 2.气象条件、海拔和纬度共同作用决定积温
19
第二节 土壤热性质及热平衡
三、土壤的热量平衡 ❖ 土壤热量收支平衡可用下式表示：
土石壤热容灰随土壤容重和含水量的增加0而.8增95大，黏土比例上升热容升高
利用Fe2客O3土法可以改变土壤热容，但收0效.6慢82
Al2O3 腐殖质
0.908 1.996
2.410 2.435
－ － 2.515
土壤空气
1.004
1.255×10-3
土壤水分
4.184
常见土壤组分的热容量
4.184
22
＝Q /AT或 Qd (t1t2)/d AT (t1t2)
水是热的良导体 空气是热的不良导体 因此水分多导热性好，空气多导热性差
23
第三节 土壤热性质
二、土壤导热率
❖ 土壤缺水，土粒间孔隙被空气占据，导热率降低 ❖ 土壤湿润，土粒间孔隙被水分占领，导热率升高
二、土壤导热率
第三节 土壤热性质
一、土壤热量的来源
第二节 土壤热性质及热平衡 （soil heat）
❖ （二）生物热
▪ 据估算，含有机质4％的土壤，每m2耕层有机质的潜能为 6.28×109～6.99×109KJ，相当于燃烧4.94 ～12.36kg无烟煤
▪ 可用于升高低温，促进早春出苗或返青
❖ （三）地球内热
▪ 核能-但除个别浅表地热可直接利用地区外，对土壤热量影响不大
（4）土壤组成,性质: ,有机质含量高, 含水多则热容大 （5）地面覆盖：可减少吸热与放热，导热性差的物体如秸
杆等覆盖可减少地面的有效辐射,深色物质促进吸热 18
第二节 土壤热性质及热平衡
1.辐照量不等于热量积累 2.气象条件、海拔和纬度共同作用决定积温
19
第二节 土壤热性质及热平衡
三、土壤的热量平衡 ❖ 土壤热量收支平衡可用下式表示：
土石壤热容灰随土壤容重和含水量的增加0而.8增95大，黏土比例上升热容升高
利用Fe2客O3土法可以改变土壤热容，但收0效.6慢82
Al2O3 腐殖质
0.908 1.996
2.410 2.435
－ － 2.515
土壤空气
1.004
1.255×10-3
土壤水分
4.184
常见土壤组分的热容量
4.184
22
＝Q /AT或 Qd (t1t2)/d AT (t1t2)
水是热的良导体 空气是热的不良导体 因此水分多导热性好，空气多导热性差
23
第三节 土壤热性质
二、土壤导热率
❖ 土壤缺水，土粒间孔隙被空气占据，导热率降低 ❖ 土壤湿润，土粒间孔隙被水分占领，导热率升高
二、土壤导热率
第三节 土壤热性质
第六章 土壤水分空气和热量状况1 ppt课件
2020/12/27
2
一、土壤水分的保持和类型 1. 土壤水的保持
水分进入土壤后，受三种力的作用被保持在土壤中： 一是土粒和水界面上的吸附力 二是水和空气界面上的弯月面力 三是地心引力（重力）
➢土粒和水界面上的吸附力由两种力所组成：
一是水分子与土粒间的分子吸力：包括固相表面剩余表面能对邻近 水分子的作用、范德华力、氢键。
二是胶体表面对极性水分子的静电引力。
两种力作用的结果，使水分子牢固地被吸附在土壤颗粒的表面上。
2020/12/27
3
➢水和空气界面上的弯月面力
水进入土壤，土粒对水分子的吸附力超过水分子之间的吸力，因
而在土粒构成的毛管孔隙中形成凹形弯月面，弯月面使液面产生压力 差，形成弯月面力。弯月面力（T）的大小与曲率半径（R）和水的表 面张力（δ）及湿润角（α）的关系是：
土壤吸湿水所受吸力？
HH
H
土H H
H
பைடு நூலகம்
HH
H H
HH
粒 HH
H
H
H
H
H
H
最大吸湿量
109 Pa (1万大气压)
3106 Pa (31大气压)
影响吸湿水的数量的因素：
质地比表面
有机质数量
沙土
0.5~10g·kg-1 (0.5-1%)
壤土 20~50g·kg-1 (2-5%)
粘土
50~65g·kg-1 (5-6.6%)
蔫湿度、临界水分）。
8
表61 各种作物的土壤萎蔫含水量(g·kg-1)
粗砂土 细砂土 砂质壤土 壤土 粘壤土
水稻
9.6
27
小麦
8.8
33
玉米 10.7
土壤温度随深度的变化规律
土壤温度随深度的变化规律土壤温度是土壤物理环境中的一个重要参数，对土壤养分代谢和植物生长发育有重要影响。
土壤温度是由多种因素共同作用而导致的，其变化规律也会因地域、季节、天气等因素的不同而有所差异。
一、土壤温度与深度的关系在地球表面为季节性变化的气温条件下，土壤温度按不同深度几乎呈现完全不同的变化，与气温变化的关系亦不同。
一般来说，土壤温度变化可分为两个部分：1）温度波动周期为年的部分，一般与气温相应且幅度较小；2）温度波动周期为日的部分，与气温关系不大，其值受到土壤参数和热水平的影响。
在土体表面，由于气温的直接影响，土体长期处于气温的影响之下，因此其表面温度具有气温的周期性波动。
但是，由于土体导热的特殊性质，随着深度的增加，土壤温度的周期性波动越来越小，抗干扰能力越强，呈现稳定的季节性波动。
随着深度的增加，土壤在温度波动幅度的同时还存在滞后现象，这是由于近表层土体温度波动较为明显，深层土体则受近表层土壤温度的传导变化而产生滞后现象。
同时，深度对土壤温度的影响也是重要的，通常来说，土壤温度随着深度的增加而逐渐降低，其降幅随季节降水和温度等气象因素的影响而发生变化。
1.气候因素气候是影响土壤温度的最重要的因素之一。
不同季节气候的变化对土壤温度的影响是不同的。
在阳光照射时间长、气温较高的季节，土壤温度随深度的增加而逐渐升高；而在气温下降、阳光照射时间较短的季节，土壤温度随深度的增加而逐渐降低。
2.土壤类型和土壤水分不同类型和水分状况的土壤的温度变化规律也不同。
相对于湿润的土壤，干燥的土壤夜间温度较低，故深层土壤温度随着深度的增加而降低的幅度较小；相同的土壤类型，在坡度较大的地段，其土壤温度在深度不同的地方的差异较大。
3.覆盖物和植被覆盖物和植被的类型和覆盖度对土壤温度的变化规律有很大的影响。
一般来说，覆盖物和植被会抑制地表热量的输入和输出，使表土温度波动幅度减小，对深层土温度的温差也有一定的影响。
因此，我们需要根据当地气候和土壤的特点，针对性地采取措施来调节土壤温度，以达到最佳的植物生长条件。
植物生长的土壤环境温度
植物生长的土壤环境温度土壤冷热的程度叫土壤温度，简称地温。
一般为地面温度和不同深度的土壤温度的统称。
土壤温度影响着植物的生长、发育和土壤的形成，是影响土壤肥力的重要因素之一。
一、地面热量平衡地面温度变化主要是由地面热量收支不平衡所引起的。
地面热量的收入与支出之差，称为地面热量平衡。
其为正值时，即热量收入大于支出时，土壤就会增热升温；其为负值时，土壤会冷却降温。
地面热量的收入与支出之差(Qs)是由四个方面的因素所决定的。
①以辐射方式进行的热量交换，即地面辐射平衡(R)；②地表面层与下层土壤间的热量交换(B)；③地表面层与近地面气层间的热量交换(P)；④通过水分的凝结和蒸发进行的热量交换(LE)。
白天，地表面层吸收的太阳辐射超过地表面层有效辐射，地面辐射平衡(R)为正值。
地表面层温度高于贴近气层和下层土壤的温度，产生以温度高的一方向温度低的一方的热量传递。
地面将热量传给空气（P）及下层土壤（B）。
土壤水分蒸发也要耗去部分潜热(LE)。
夜间，地面辐射平衡(R)为负值，地面失去热量，地表面层温度低于邻近气层和下层土壤的温度，P和B项热量输送方向恰好与白天相反。
同时水汽的凝结也放出潜能(LE)给地表面层(如下图)。
在上图中，箭头指向地面的是收入项，示意地面得到热量，Qs为正值；箭头由地面指向空气或下层土壤是支出项，示意地面失去热量，Qs为负值。
即相对地面而言，白天R为正，P、B、LE项为负，夜间R为负，P、B、LE项为正。
因此，地表层热量收支情况可用下列方程表示：Qs＝R—P—B—LE式中，Qs为正值时，表层土壤得到热量，温度升高，于是下层土壤和近地面空气也随之增热升温；当Qs为负值时，表示表层土壤失去热量而降温，于是下层土壤和近地面空气也随之冷却降温。
地表面层热量差额Qs的绝对值越大，则地表面层升温或降温也越明显。
当Qs等于零时，地面热量收支相等，地面温度保持不变。
二、土壤热特性1.土壤热容量土壤热容量是反映土壤容热能力大小的物理量。
8. 土壤温度
界限温度资料一般可有下列用途
1.
2.
3.
可以分析与对比年代间与地区间， 稳定通过某界限温度日期的早晚，以比较其冷暖的早晚及对 作物的影响； 稳定通过相邻（或选定的）两界限温度之间的间隔日数（如 春季稳定通过0℃日期到稳定通过5℃日期之间的间隔日数）， 以比较升温与降温的快慢缓急，分析对作物的“利”（如春 季0～10℃的间隔日数较长对小麦穗分化有利）与“弊”（如 秋季5～ 0℃，0～ -5℃的间隔日数太短对小麦越冬锻炼不利） 等； 春季到秋季稳定通过某界限温度日期之间的持续日数（如从 春季稳定通过5℃到秋季稳定通过5℃的持续日数）可作为鉴 定生长季长短的标准之一，可与无霜期指标结合使用，相互 补充。
1)
2. 热导率（Thermal conductivity）
t 热量Q St z t t 土壤热量通量密度 G (或G ) z z 单位为: J / m.s. deg
土壤孔隙度对土壤热导率的影响
3. 热扩散率（Thermal diffusivity） （土壤导温系数）
2.土温与根系的生长
土温与作物根系的生长关系很密切，一般情况下， 根系在2～4℃时开始微弱生长，10℃以上根系生 长比较活跃，土温超过30～35℃时根系生长受阻。 另外，土温的高低还影响根的分布方向，Khtmar 等发现大豆根系的分布和地温的关系，在低温土 壤中，大豆根系横向生长，几乎与地表面平行； 而在高温土壤中，大豆根系却是纵向生长，能够 伸向深层土壤当中，这对根系吸收土壤中的水分 和养分都是十分有利的。
§3.2 土壤温度
一、土壤热特性 二、土壤温度的日、年变化 三、土壤温波方程 四、土壤的垂直分布
一、土壤热特性
1. 2. 3.
热容量（Heat Capacity） 导热率（Thermal conductivity） 热扩散率（Thermal diffusivity）
土壤温度课件
一、土壤温度
（二）土壤温度的变化
2、土壤温度的年变化
大陆性气候区和季风性气候区，一年中最热 月和最冷月分别出现在7月和1月，海洋性气 候区落后1个月左右，分别在8月和2月。
一、土壤温度
（二）土壤温度的变化
3、土壤温度的垂直分布
日变化：日射型、辐射型、上午转变型、 傍晚转变型
年变化：受热型、放热型、春季过渡型、 秋季过渡型
第5章 植物生产与温度调控
方正县综合高级中学
刘福臣
第一节植物生产的温度环境
一、土壤温度
创设问题情境: 1、为什么不同类型土壤放出同等热量时，温
度变化并不相同呢？ 2、土壤温度的变化规律是什么样的？ 3、哪些条件能影响土壤温度变化？
一、土壤温度
❖ 为什么不同类型土壤温度变化相同，而放出 热量并不相同呢？
一、土壤温度
（三）影响土壤温度变化的因素
影响土壤温度变化主要因素
太阳辐射
影响土壤温度变化其他因素
土壤湿度、土壤颜色、土壤质 地、覆盖、地形和天气条件、 纬度和海拔高度。
一、土壤温度
❖ 土壤湿度对土壤温度的影响一方面改变 土壤热特性 ，一 方面影响 地面辐射收支 和 热量收支 。
❖ 深色土壤白天温度 高 ，日较差 大 。
一、土壤温度
❖ 2、土壤导热率 ❖ 土壤导热率是指单位厚度土层，温差为1 ℃
时，每秒单位横断面能过的热量。 ❖ 单位：J/（m ·s ·℃）
一、土壤温度
❖ 思考： ❖ 1、当不同的土壤吸收相同热量时，热容量大
的土壤，其升温的数值是大是小？为什么？ ❖ 2、土壤导热率高的土壤地表土温的变化是大
是小？ ❖ 3、中耕和镇压是怎样调节温度的？
一、土壤温度
《土壤空气和热状况》PPT课件
容积热容量(Cv)：指单位容积的土壤温度升高1℃所需 的热量(卡/立方厘米·℃)。
Cv=Cp×土壤容重 由于土壤组成分复杂，每种成分的热容量都不一样，不 同成分的容重也不一样。
Cv=mCv·Vm+OCv·V精选op+ptwCv·Vw+aCv·Va
16
第三节 土壤热性质
式中：mCv、OCv、wCv和aCv分别为土壤矿物质、 有 机质、水和空气的容积热容量；
随着土壤深度增加，土壤空气中CO2含量增加，O2 含量减少，其含量相互消长。
三、土壤空气与作物生长
1、土壤空气与根系
精选ppt
2
第一节 土壤空气
若土壤空气中O2的含量小于9％或10％，根系发育 就会受到影响，O2含量低至5％以下时，绝大多数作物 根系停止发育。
O2与CO2在土壤空气中互为消长，当CO2含量大于1 ％时，根系发育缓慢，至5～20％，则为致死的含量。
（2）根系吸收养分，需通气良好条件下的呼吸作用提供能量。 4、土壤空气状况与作物抗病性 （1）植物感病后，呼吸作用加强，以保持细胞内较高的 氧水平，对病菌分泌的酶和毒素有破坏作用。 （2）呼吸提供能量和中间产物，利于植物形成某些隔离 区阻止病斑扩大。 （3）伤口呼吸增强，利于伤口愈合，减少病菌侵染。
分作为微生物能源，大部分用来提高土温。在保护地的栽 培和早春育秧中，施用有机肥并添加热性物质，如半腐熟 的马粪等，可促进植物生长或幼苗早发快长。
3 地热 地壳传热能力差，对土壤温度影响极小，可忽略不计
精选ppt
11
二、土壤表面的辐射平衡及影响因素
第二节 土壤热量
1、地面辐射平衡
收入
支出
太阳直接短波辐射(I)
据右图，设太阳辐射 能有47%到地面，蒸腾消 耗占23%，长波净辐射占 14%，对流传导占10%。
Cv=Cp×土壤容重 由于土壤组成分复杂，每种成分的热容量都不一样，不 同成分的容重也不一样。
Cv=mCv·Vm+OCv·V精选op+ptwCv·Vw+aCv·Va
16
第三节 土壤热性质
式中：mCv、OCv、wCv和aCv分别为土壤矿物质、 有 机质、水和空气的容积热容量；
随着土壤深度增加，土壤空气中CO2含量增加，O2 含量减少，其含量相互消长。
三、土壤空气与作物生长
1、土壤空气与根系
精选ppt
2
第一节 土壤空气
若土壤空气中O2的含量小于9％或10％，根系发育 就会受到影响，O2含量低至5％以下时，绝大多数作物 根系停止发育。
O2与CO2在土壤空气中互为消长，当CO2含量大于1 ％时，根系发育缓慢，至5～20％，则为致死的含量。
（2）根系吸收养分，需通气良好条件下的呼吸作用提供能量。 4、土壤空气状况与作物抗病性 （1）植物感病后，呼吸作用加强，以保持细胞内较高的 氧水平，对病菌分泌的酶和毒素有破坏作用。 （2）呼吸提供能量和中间产物，利于植物形成某些隔离 区阻止病斑扩大。 （3）伤口呼吸增强，利于伤口愈合，减少病菌侵染。
分作为微生物能源，大部分用来提高土温。在保护地的栽 培和早春育秧中，施用有机肥并添加热性物质，如半腐熟 的马粪等，可促进植物生长或幼苗早发快长。
3 地热 地壳传热能力差，对土壤温度影响极小，可忽略不计
精选ppt
11
二、土壤表面的辐射平衡及影响因素
第二节 土壤热量
1、地面辐射平衡
收入
支出
太阳直接短波辐射(I)
据右图，设太阳辐射 能有47%到地面，蒸腾消 耗占23%，长波净辐射占 14%，对流传导占10%。
气温和土温的测定_图文
3、温度表读数时，视线应与观察面 顶端相切，并注意复读，避免错漏。
4、按照要求作好检查、维护工作。
实训报告要求
个人独立完成对气温和土温的观测记录， 并进行读数的订正、极值的挑选和日合计、 日平均的计算。然后画出一天土温的垂直分 布图，并进行分析。要求数据齐全，计算结 果正确，分析结论准确。
表3—1 土温的观测记录表
气温和土温的测定_图文.ppt
实训目标
了解常用温度表的构造原理，熟悉 温度表的种类、用途及安装，掌握温度表 的使用以及气温、土温的观测方法，具备 对温度观测资料进行一般的整理和分析能 力。
实训场所
实验室，气象观测场或校园
实训形式
4～6人一组
先以小组为单位由教师介绍常用温度表 的有关知识以及气温、土温的观测方法，然后 以个人为单位在教师的指导下进行实际的观测
实训内容与方法
3、地温表的安装(一)
地面温度表和曲管地 温表安装在观测场南 侧、面积为2×4平方 米的裸地上，地表应 疏松、平整、无杂草 ，且与整个观测场地 面相平。
实训内容与方法
3、地温表的安装（二）
3支地面温度表并排平 放在地段中央偏东的地 面上，球部向东，由北 向南依次为地面温度表 、地面最低温度表、地 面最高温度表，表身相 距5cm 。球部和表身一 半埋入土中，一半露在 地面上边。不可用土整
编号：
年月日
个掩埋球部。
实训内容与方法
4、曲管地温表的安装
曲管地温表安装在地段中央偏 西的土层中。按5、10、15、 20cm 的顺序自东向西排列， 各温度表之间相距10cm。 5cm的曲管地温表距离地面最 低温度表头部20cm。安装时 球部向北，表身南倾与地面成 45°角。4支曲管地温表沿东 西方向排列整齐，表身红线应 与地面相平，露出地面的表身 应用叉形木架或竹架支牢。
4、按照要求作好检查、维护工作。
实训报告要求
个人独立完成对气温和土温的观测记录， 并进行读数的订正、极值的挑选和日合计、 日平均的计算。然后画出一天土温的垂直分 布图，并进行分析。要求数据齐全，计算结 果正确，分析结论准确。
表3—1 土温的观测记录表
气温和土温的测定_图文.ppt
实训目标
了解常用温度表的构造原理，熟悉 温度表的种类、用途及安装，掌握温度表 的使用以及气温、土温的观测方法，具备 对温度观测资料进行一般的整理和分析能 力。
实训场所
实验室，气象观测场或校园
实训形式
4～6人一组
先以小组为单位由教师介绍常用温度表 的有关知识以及气温、土温的观测方法，然后 以个人为单位在教师的指导下进行实际的观测
实训内容与方法
3、地温表的安装(一)
地面温度表和曲管地 温表安装在观测场南 侧、面积为2×4平方 米的裸地上，地表应 疏松、平整、无杂草 ，且与整个观测场地 面相平。
实训内容与方法
3、地温表的安装（二）
3支地面温度表并排平 放在地段中央偏东的地 面上，球部向东，由北 向南依次为地面温度表 、地面最低温度表、地 面最高温度表，表身相 距5cm 。球部和表身一 半埋入土中，一半露在 地面上边。不可用土整
编号：
年月日
个掩埋球部。
实训内容与方法
4、曲管地温表的安装
曲管地温表安装在地段中央偏 西的土层中。按5、10、15、 20cm 的顺序自东向西排列， 各温度表之间相距10cm。 5cm的曲管地温表距离地面最 低温度表头部20cm。安装时 球部向北，表身南倾与地面成 45°角。4支曲管地温表沿东 西方向排列整齐，表身红线应 与地面相平，露出地面的表身 应用叉形木架或竹架支牢。
《第二章温度》PPT课件
在其他条件相同时，导温率越大，其表面 温度变化越小，而土壤内温度变化则越大。
二、土壤中热量的传递
白天，土壤表面热量-------→土壤深层 夜间，土壤深层热量-------→土壤表面
土壤温度的变化首先从土壤表面开始，然后逐渐影 响深层土壤温度的变化，其变化随深度的增加而减 少，而且最高，最低温度出现的时间也随土壤深度 增加愈来愈推后。
一、分子热传导
分子热传导是土壤中热量交换的主要方式。 分子热传导过程的强弱对土壤层内热状况的形成 有着重要意义。
二、辐射
辐射热交换是地面和空气之间进行热交换的主 要方式，不同空气层之间也可以进行辐射交换。
三、对流
空气在垂直方向上大规模的，有规律的升降运动称 为对流，根据其形成原因可分为如下两种：
1、热力对流（自由对流）
B、地形----地形主要是影响乱流热交换 凹地﹥平地﹥凸地。
C、下垫面颜色----主要影响土壤的反射率 深色﹥浅色
D、导热率 导热率小的﹥导热率大的
E、热容量 热容量小的﹥热容量大的 F、天气 晴天﹥阴天
云层白天能削弱太阳辐射同时减小地面有效辐射， 结果白天使地面增温少，而夜间又大大减少地面 的有效辐射，所以，阴天土壤温度日较差较小。 G、地表覆盖物----能减少地面有效辐射
发生在低层气温剧烈增高或高层空气冷却时， 上下层气温差异加大，低层空气密度小，高层空气 密度大，因而产生了垂直方向的运动。
空气升降速度快，多在10m/s左右，水平尺度 小，多在0.1—50km之间，是中低纬度温暖季节经常 发生的空气运动现象。
2、动力对流（强迫对流）
常发生在空气水平流动遇到山脉，或其它外力作用 下引起的垂直运动。
五、乱流（湍流）
因为地面受热不均匀，或者空气沿一粗糙不平的下 垫面移动时，常出现一种小规模的、无规则的升降 气流或空气的涡旋运动，这种空气的不规则运动称 为湍流，习惯上常叫乱流。
二、土壤中热量的传递
白天，土壤表面热量-------→土壤深层 夜间，土壤深层热量-------→土壤表面
土壤温度的变化首先从土壤表面开始，然后逐渐影 响深层土壤温度的变化，其变化随深度的增加而减 少，而且最高，最低温度出现的时间也随土壤深度 增加愈来愈推后。
一、分子热传导
分子热传导是土壤中热量交换的主要方式。 分子热传导过程的强弱对土壤层内热状况的形成 有着重要意义。
二、辐射
辐射热交换是地面和空气之间进行热交换的主 要方式，不同空气层之间也可以进行辐射交换。
三、对流
空气在垂直方向上大规模的，有规律的升降运动称 为对流，根据其形成原因可分为如下两种：
1、热力对流（自由对流）
B、地形----地形主要是影响乱流热交换 凹地﹥平地﹥凸地。
C、下垫面颜色----主要影响土壤的反射率 深色﹥浅色
D、导热率 导热率小的﹥导热率大的
E、热容量 热容量小的﹥热容量大的 F、天气 晴天﹥阴天
云层白天能削弱太阳辐射同时减小地面有效辐射， 结果白天使地面增温少，而夜间又大大减少地面 的有效辐射，所以，阴天土壤温度日较差较小。 G、地表覆盖物----能减少地面有效辐射
发生在低层气温剧烈增高或高层空气冷却时， 上下层气温差异加大，低层空气密度小，高层空气 密度大，因而产生了垂直方向的运动。
空气升降速度快，多在10m/s左右，水平尺度 小，多在0.1—50km之间，是中低纬度温暖季节经常 发生的空气运动现象。
2、动力对流（强迫对流）
常发生在空气水平流动遇到山脉，或其它外力作用 下引起的垂直运动。
五、乱流（湍流）
因为地面受热不均匀，或者空气沿一粗糙不平的下 垫面移动时，常出现一种小规模的、无规则的升降 气流或空气的涡旋运动，这种空气的不规则运动称 为湍流，习惯上常叫乱流。
土壤温度的垂直变化
3.流体热交换：对流、平流和湍流
对流(Convection)－空气垂直运动：
热力对流、强迫对流
湍流(Turbulence)－大团空气向垂直和水平方向作无 规律运动。大气湍流就是日常感觉到一阵阵的风， 它的风向和风速经常在变化，呈不规则的涡状运动， 所以又叫湍涡。它是一大团空气——片流层以外到 湍流层就是一大团一大团空气一起运动，使传导属 性的能力大大增强，速度大。 平流（Advection）－空气的水平运动（风）
当升、降气块内部既没有发生水相变化，又没有与 外界发生热量交换的过程，称为干绝热过程。
什么是湿绝热变化
绝热过程与泊松（Poisson）方程 要求出在绝热过程中气温的变化，必须应用热力学第 一定律。 热力学第一定律(能量守恒)：
dQ dE dW, dQ 0, dE CV dT, dW FdL PdV
第二节 温 度
一、大气温度
气温是表示空气冷热程度的物理量， 大气 温度状况是支配天气变化的重要因子之一。
气温变化反映空气内能大小的变化， 当空气 获得热量时， 内能增加， 温度升高， 当空气失 去热量时， 内能减少， 温度降低。
引起空气内能变化的原因可分为两种： 一种 是空气与外界没有热量交换， 内能变化是由于外 界对空气做功或空气对外做功引起的， 称为绝热 变化； 另一种则是空气与外界发生热量交换而引 起的内能变化， 称为非绝热变化。
二、 土壤温度
1.土壤热交换方式 • 土壤温度的变化取决于与外界热量交换的状况。土壤表面 的温度变化主要是由于土壤表面热量收支不平衡引起的。土壤 表面热量交换方式包括辐射、分子传导、潜热交换、对流和湍 流交换等多种， 而土壤中热量交换则主要是分子传导。受太 阳辐射影响， 白天和夜晚土壤表面的热量收支（damp消沉、衰减、潮湿）
土壤温度的垂直变化
辐射能被体物吸收时发生热的效应，物体吸收的辐射能不同，所产生的 温度也不同。因此，辐射是能量转换为热量的重要方式。
2、分子传导(Molecular conduction)
分子在不停地做着布朗运动, 分子有携带着各种物理属性,如热量、水汽、 CO2等；当分子不断运动时，由于分子间互相碰撞，同时也进行着属性的交 换，完成热量和水分的输送。那么分子运动有多快呢？ 空气分子运动速度V=485m/s=1746km/h。
(一)、空气的绝热变化
大气中进行的物理过程，通常伴有不同形式的能 量转换。在能量转换过程中，空气的状态要发生改 变。在气象学上，任一气块与外界之间无热量交换 时的状态变化过程，叫做绝热过程。在大气中，作 垂直运动的气块，其状态变化通常接近于绝热过程。
什么是绝热冷却？什么是绝热增温？ 什么是干绝热变化
3.流体热交换：对流、平流和湍流
对流(Convection)－空气垂直运动：
热力对流、强迫对流
湍流(Turbulence)－大团空气向垂直和水平方向作无 规律运动。大气湍流就是日常感觉到一阵阵的风， 它的风向和风速经常在变化，呈不规则的涡状运动， 所以又叫湍涡。它是一大团空气——片流层以外到 湍流层就是一大团一大团空气一起运动，使传导属 性的能力大大增强，速度大。 平流（Advection）－空气的水平运动（风）
第三章 温
度
第一节 热力学基本知识 一、基本概念和定律
• 温度：分子运动平均动能大小的反映。 • 内能：动能和势能。改变内能的物理过程有 做功和热传递两种方式。 • 热力学第一定律：能量守恒定律 W＋Q＝ΔE • 热力学第二定律：热量从高温物体传到低温 物体， 方向是不可逆的。
二、热量的传递方式
1、 辐射（Radiation）
2、分子传导(Molecular conduction)
分子在不停地做着布朗运动, 分子有携带着各种物理属性,如热量、水汽、 CO2等；当分子不断运动时，由于分子间互相碰撞，同时也进行着属性的交 换，完成热量和水分的输送。那么分子运动有多快呢？ 空气分子运动速度V=485m/s=1746km/h。
(一)、空气的绝热变化
大气中进行的物理过程，通常伴有不同形式的能 量转换。在能量转换过程中，空气的状态要发生改 变。在气象学上，任一气块与外界之间无热量交换 时的状态变化过程，叫做绝热过程。在大气中，作 垂直运动的气块，其状态变化通常接近于绝热过程。
什么是绝热冷却？什么是绝热增温？ 什么是干绝热变化
3.流体热交换：对流、平流和湍流
对流(Convection)－空气垂直运动：
热力对流、强迫对流
湍流(Turbulence)－大团空气向垂直和水平方向作无 规律运动。大气湍流就是日常感觉到一阵阵的风， 它的风向和风速经常在变化，呈不规则的涡状运动， 所以又叫湍涡。它是一大团空气——片流层以外到 湍流层就是一大团一大团空气一起运动，使传导属 性的能力大大增强，速度大。 平流（Advection）－空气的水平运动（风）
第三章 温
度
第一节 热力学基本知识 一、基本概念和定律
• 温度：分子运动平均动能大小的反映。 • 内能：动能和势能。改变内能的物理过程有 做功和热传递两种方式。 • 热力学第一定律：能量守恒定律 W＋Q＝ΔE • 热力学第二定律：热量从高温物体传到低温 物体， 方向是不可逆的。
二、热量的传递方式
1、 辐射（Radiation）
土壤温度资料
CREATE TOGETHER
DOCS
DOCS SMART CREATE
土壤温度的影响与监测
01
土壤温度的基本概念及其重要性
土壤温度的定义及其单位
土壤温度是指土壤中热量的多少，通 常以摄氏度（℃）为单位表示
土壤温度的变化范围
土壤温度的测量
• 土壤温度反映了土壤热状况 • 影响土壤中生物活动、养分转化 和水分蒸发等因素
土壤温度对作物生育期的抑制作用
• 过高的土壤温度可能导致作物生长受阻、生殖器官发育不良 • 过低的土壤温度可能导致作物生长缓慢、抗逆性降低
土壤温度对作物产量与品质的影响
土壤温度对作物产量的影响
• 适度的土壤温度有利于作物光合作用和养分转化 • 有利于作物产量的提高，而过高或过低的土壤温度可能 对产量产生负面影响
土壤温度的水平分布
• 土壤温度受纬度、地形、植被等因素影响，呈现一定的 水平分布规律 • 纬度越高，土壤温度越低；平原地区土壤温度较高；植 被覆盖良好的地区土壤温度较高
土壤温度的影响因素及其相互作用
土壤温度的影响因素
• 纬度：纬度越高，土壤温度越低 • 地形：平原地区土壤温度较高，山地地区土壤温度较低 • 植被：植被覆盖良好的地区土壤温度较高 • 土壤类型：不同土壤类型的热导率不同，影响土壤温度 • 气象条件：气温、降水、风速等气象条件影响土壤温度
土壤温度测量设备
• 热电偶：常用的土壤温度测量设备，具有高精度和稳定性 • 电阻式温度传感器：通过测量土壤电阻变化来反映土壤温度 • 红外温度传感器：通过测量土壤发射的红外辐射来反映土壤温度
02
土壤温度的分布规律及其影响因素
土壤温度的垂直分布与水平分布
土壤温度的垂直分布
DOCS
DOCS SMART CREATE
土壤温度的影响与监测
01
土壤温度的基本概念及其重要性
土壤温度的定义及其单位
土壤温度是指土壤中热量的多少，通 常以摄氏度（℃）为单位表示
土壤温度的变化范围
土壤温度的测量
• 土壤温度反映了土壤热状况 • 影响土壤中生物活动、养分转化 和水分蒸发等因素
土壤温度对作物生育期的抑制作用
• 过高的土壤温度可能导致作物生长受阻、生殖器官发育不良 • 过低的土壤温度可能导致作物生长缓慢、抗逆性降低
土壤温度对作物产量与品质的影响
土壤温度对作物产量的影响
• 适度的土壤温度有利于作物光合作用和养分转化 • 有利于作物产量的提高，而过高或过低的土壤温度可能 对产量产生负面影响
土壤温度的水平分布
• 土壤温度受纬度、地形、植被等因素影响，呈现一定的 水平分布规律 • 纬度越高，土壤温度越低；平原地区土壤温度较高；植 被覆盖良好的地区土壤温度较高
土壤温度的影响因素及其相互作用
土壤温度的影响因素
• 纬度：纬度越高，土壤温度越低 • 地形：平原地区土壤温度较高，山地地区土壤温度较低 • 植被：植被覆盖良好的地区土壤温度较高 • 土壤类型：不同土壤类型的热导率不同，影响土壤温度 • 气象条件：气温、降水、风速等气象条件影响土壤温度
土壤温度测量设备
• 热电偶：常用的土壤温度测量设备，具有高精度和稳定性 • 电阻式温度传感器：通过测量土壤电阻变化来反映土壤温度 • 红外温度传感器：通过测量土壤发射的红外辐射来反映土壤温度
02
土壤温度的分布规律及其影响因素
土壤温度的垂直分布与水平分布
土壤温度的垂直分布