农业气象学复习资料整理

农业气象学复习资料

绪论

气象：大气中时刻进行着各种不同的物理过程，出现各种各样的自然现象，如风、云、雨雪、霜等物理现象，俗称气象。

气象学：是研究地球大气中所发生的各种物理现象和物理过程的本质及其变化规律的科学。气候：是在一较长时间阶段中大气的统计状态。一般用气象要素（包括太阳辐射、温度、大气压力、湿度、风、云、降水）的统计量来表示。

气候学：是研究气候形成和变化规律，综合分析、评价各地气候资源及其与人类关系的学科。天气：在一定地区和一定时间内，由各项气象要素一定的结合所决定的大气状态。

天气学：是研究天气过程发生发展规律，并运用这些规律预报未来天气的学科。

天气是气候的基础，气候是天气的总和；天气是短时间内的大气过程，而其后是长时间的天气状况，气候具有一定的稳定性。

气象条件对农业生产的影响

1、农业生产的各个环节都与天气的好坏有直接的关系；

2、各种农作物每个发育阶段都要求一定量的光照时数、热量和水分条件；

3、作物对养分的吸收和利用也依赖于气象因子的配合；

4、光热水分条件决定地区气候资源，而这些资源又决定了作物在地理上的分布界限，种植制度与耕作方法；

5、各种自然灾害都给农业生产造成不同程度的影响和损失；

农业气象学：是研究气象与农业生产之间的相互关系，并运用气象科学为农业生产服务，促进农业高产、稳产、优质的科学。

气象学常用研究分法

地理播种法；地理移植法或小气候栽种法；分期播种法；地理分期播种法；人工气候实验法；气候分析法；（此外还有卫星遥感和计算分析的一些新方法，如聚类分析；线性规划；模糊数学；系统论；决策论等。）

第一章地球大气

干洁大气：大气中除去水汽和杂志后混合气体叫干洁大气。其成分主要是N、O、Ar，约占干洁大气总容积的99.97%。还有少量的二氧化碳、臭氧和其他气体。

干洁大气中几种气体在气象学上的作用

（1）二氧化碳：具有较强的吸收长波辐射的能力，其含量的增减能影响地面和大气温度的变化。温室效应。

（2）臭氧：能对紫外线辐射的吸收比较强，一方面可使得40-50km高度上的气温显著增加，同时对地面生物起着保护的作用；在对流层上部和平流层底部产生温室作用。

（3）水汽：具有很强的吸收长波辐射的能力，与二氧化碳共同对地面温暖起着十分重要的作用。此外，水汽三种形态的变化，伴随着潜能的吸收和释放，不仅引起大气中湿度的变化，同时，也引起热量的转移。

（4）杂质：能削弱太阳辐射能量；能成为水汽凝结的核心，促进水汽的凝结。

对流层的意义：集中了大约80%的大气质量和几乎所有水汽含量，因此主要天气现象的发生都在这一层。其特点有：（1）气温虽高度增加而减小。（2）空气有规则的垂直运动和无规则的乱流运动都相当显著。（3）温度和湿度等气象要素水平分布不均匀。

大气质量：假定大气是均匀的，即大气密度不随高度而变化，并以0℃时、一个标准大气压下的空气密度1.293kg/m³作为标准密度，通话理论计算得到的大气厚度约为8000m。单位截面积的大气柱的质量为10344 kg/m³,而整个地球大气的总质量大约有5*10（15次方）t。大气质量绝大部分集中在从地面到30km左右高度的大气层中。

气象要素：表明大气物理状态、物理现象以及某些对大气物理过程和物理状态有显著影响的物理量（包括日照、太阳辐射、温度、湿度、大气压力、风、云、降水、能见度等）

第二章辐射

辐射：物体以电磁波或粒子流动形式向周围传递或交换能量的方式称为辐射，传递交换的能量称为辐射能。

辐射能通量：辐射能在传递过程中于单位时间内达到或通过某一表面积上的总辐射能量，单位J/S或W。

辐射能通量密度：单位面积上的辐射能通量。也称为辐射强度，单位为J/（s*㎡）或W/㎡。光通量：单位时间通过任意面积上得光能，单位为流明（lm）。

光通量密度：单位面积上的光通量，单位lm/㎡。

辐射定律（吸收率、反射率和透射率之间的关系）

吸收率a、反射率r、透射率d、总辐射量为Q0

a=Qa/Q0、r=Qr/Q0、d=Qd/Q0，a+r+d=1，a、r、d在0~1之间变化。

辐射三大基本定律

1、斯蒂芬—波尔兹曼定律

黑体的辐射强度与其表面的绝对温度的四次方成正比。E=σT4 （式中，σ= 5.67×10-8 w/(m2 K4)，Stefan-Boltzmann常数）物体温度愈高，其放射能力越强。

2、维恩Wien位移定律

绝对黑体的放射能力最大值对应的波长（λm）与其本身的绝对温度成反比，即λm=C/T或λm T=C（维恩位移定律）λm T=2897微米·开表明，物体温度越高，放射能量最大值的波长越短。最大辐射波长由长波向短波方向位移。凡是高温物体，其放射能力最大值的波长为短波，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、地面辐射和大气辐射。

3、基尔荷夫定律

当热量平衡时，物体对某一波长的放射能力与物体对该波长的吸收率的比值只是温度与波长的函数，而与物体的其他性质无关。eλT /aλT =EλT (eλT表示物体对某一波长的放射能力;aλT 表示物体对某一波长的吸收率；EλT表示温度与波长的函数)

克希荷夫定律的推论:

1、对于不同性质的物体，当它的放射能力较强时，其吸收能力也较强，反之亦然。黑体的吸收能力最强，因此它也是最强的放射体。

2、对于同一物体，如果某一温度时放射某一波长的辐射，那么在同一温度下，它也吸收这一波长的辐射。

太阳常数:在大气上界，当太阳位于日地平均距离时，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。

太阳高度角(太阳高度):指太阳光与地面的夹角。

正午太阳高度随季节而变化：正午太阳高度季节变化规律：正午太阳高度夏季比冬季大；同一地点夏季杆影比冬季长。

春夏秋冬四季的交替1、当太阳直射北回归线，即夏至日，北半球各地，太阳高度角最大，受太阳照射时间最长，受热最多。2、过了夏至日，太阳直射点南移，太阳高度角变小，昼长变短，北半球受热开始减少。3、到了秋分日，太阳直射赤道，南北半球各地昼长等长。4、秋分后，太阳直射点移向南半球，北半球各地的太阳高度角一致减少，昼长继续缩短。5、到了冬至日，太阳直射南回归线，对北半球各地而言，太阳高度角最小，昼长最短，受热最少。6、冬至后，太阳直射点逐渐北移，北半球各地的太阳高度角又逐渐增大，昼长逐步变