农业气象学资料

五、计算题

1某作物从出苗到开花需一定有效积温，其生物学下限温度为10℃，它在日均气温为25℃的条件下，从出苗到开花需要50天。今年该作物5月1日出苗，据预报5月平均气温为20.0℃，6月平均气温为30.0℃，试求该作物何月何日开花？所需活动积温及有效积温各是多少？

解：(1) 求某作物所需有效积温(A)：

由公式n=A/(T－B)得：A=n(T－B)

则A=(25℃－10℃)×50=750℃

(2) 求开花期：

5月份有效积温为：

A5 = (20℃－10℃)×31=310℃

从五月底至开花还需有效积温：750－310=440℃

还需天数n = 440 / (30－10)=22天，即6月22日开花

(3) 求活动积温与有效积温：

活动积温=20℃×31＋30℃×22=1280℃

有效积温=750℃

答：该作物于6月22日开花，所需要的活动积温和有效积温分别为1280℃和750℃。

2 育种过程中，对作物进行杂交，要求两亲本花期相遇，已知杂交品种由播种到开花，母本不育系和父本恢复系各要求大于10℃的有效积温分别为765℃和1350℃，试问父本播种后，母本何时播种为宜？已知父本播种后，天气预报日平均温度为25℃。

解：A母=765℃，A父=1350℃，T=25℃，B=10℃

n＝(A父－A母)/(T－B)

=(1350－765)/(25－10)=585/15=39天

答：父本播种后39天母本播种。

3某作物品种5月1日出苗，7月31日成熟。其生物学下限温度为10℃，这期间各月平均温度如下表。试求全生育期的活动积温和有效积温。

月份月平均温度(℃)

5 21.3

6 25.7

7 28.8

解：已知：t5 =21.3℃，n=31天，t6 =25.7℃，n=30天，t7 =28.8℃，n=31天，B=10℃

(1) Y=Σt≥10 =n1 t1 ＋n2 t2 ＋n3 t3 =31×21.3＋30×25.7＋31×28.8=2324.1℃

(2) A=Σ(T－B) =n1 (t1 －B)＋n2 (t2 －B)＋n3 (t3 －B)=31×11.3＋30×15.7＋31×18.8=1404.1℃

答：活动积温和有效积温分别为2324.1℃和1404.1℃。

4. 某水稻品种5月25日开始幼穗分化，从幼穗分化到抽穗的有效积温为242℃，生物学下限温度为11.5℃，天气预报5月下旬至6月中旬平均温度为22.5℃，试问抽穗日期是何时？

解：已知A=242℃，T=22.5℃，B=11.5℃

n=A/(T－B)=242 / (22.5－11.5)=242 / 11=22 (天)

答：6月16日抽穗。

1. 任意时刻太阳高度角的计算

根据公式Sinh＝sinφsinδ＋cosφcosδcosω

大致分三步进行：

(1) 计算时角ω，以正午时为0°，上午为负，下午为正，每小时15°；如以“度”为单位，其计算式是ω＝(t－12)×15°其中t为以小时为单位的时间；如以“弧度”为单位，则ω＝(t－12)×2π/24建议计算时以角度为单位。

(2) 计算sinh值(所需的δ值可从教材附表3中查到，考试时一般作为已知条件给出)。

(3) 求反正弦函数值h，即为所求太阳高度角。

例：计算武汉(30°N)在冬至日上午10时的太阳高度角。

解：上午10时：ω＝(t－12)×15°＝(10－12)×15°＝－30°

冬至日：δ=－23°27' 武汉纬度：φ=30°

∴sinh = sin30°sin(－23°27')＋cos30°cos(－23°27')cos(－30°)=0.48908

h=29°17'

2. 正午太阳高度角的计算

根据公式：

h=90°－φ＋δ

进行计算；特别应注意当计算结果h>90°时，应取补角(即用180°－h作为太阳高度角)。

也可根据

h=90°－|φ－δ|

进行计算，就不需考虑取补角的问题(建议用后一公式计算)。还应注意对南半球任何地区，φ应取负值；在北半球为冬半年(秋分至春分)时，δ也取负值。

例计算当太阳直射20°S时(约11月25日)在40°S的正午太阳高度角。

解：已知φ= －40°(在南半球) δ=－20°

∴h=90°－(－40°)+(－20°)=110°

计算结果大于90°，故取补角，

太阳高度角为：h=180°－110°=70°

也可用上述后一公式直接得

h=90°－|φ－δ| = 90°－|－40°－(－20°)|=70°

例1 计算武汉(φ为30°N)冬至日坡度为20°的南坡和北坡在正午时的太阳直接辐射通量密度(设透明系数a=0.8)。

解：已知φ=30°，δ=－23°27'，正午太阳高度角为：h=90°－|φ－δ|=90°－|30°－(－23°27')|=36°33'

m=1/sinh=1/sin36°33'=1.6792(注意：此处计算m时不能用α代替h)。

对于南坡，正午时α=h+坡度=36°33'+20°=56°33'

Rsb南坡=Rsc?am sinα=1367×0.81.6792 ×sin56°33'=784.14 (瓦?米-2 )

对于北坡，正午时α=h－坡度=36°33'－20°=16°33'(如果北坡坡度大于h时则无直射光，即Rsb北坡=0) Rsb北坡=Rsc?am sinα=1367×0.81.6792 ×sin16°33'=267.71 (瓦?米-2 )