气象学 复习题

3 空气温度
一、气温的年日变化
1．气温的日变化
（1）位相：max值：通常14－15hmin值：日出前后
特点：①日变位相落后于土壤。②气温日振幅<土壤表面的日振幅。
（2）影响因子：?，季节，下垫面，天气，地形。
气候学上四季的划分：以五日侯平均温度为划分依据，10~22℃ 为春秋季。
四、太阳高度角（h）任意时刻太阳高度角计算公式：sinhθ ＝sin?·sinδ＋cos? cosδcosω （1）?：观测地点的纬度
δ：观测时太阳赤纬（阳光直射地点的纬度）ω：时角时角：一日中太阳某瞬时位置距离正午时太阳位置的角距离。
2.年变化
（1） 位相 北方中高纬度 陆地：7月最热，1月最冷海洋：8月最热，2月最冷
（2）影响因子 相似于日变化影响因子，不同的是?上升， △t年加大。（距海远近）
3、气温的非周期性变化
二、气温的垂直变化
气温垂直递减率（r）：
----高度每增加100m，气温变化的数值。
1、改变株型，叶型，提高种植密度。 2、采取合理的栽培技术和措施，造成通风透光的群体结构，提高群体的经济系数。3、充分利用生长季节，适时早播，育苗移栽 ，提高复种指数，延长光合作用时间，制造并积累更多的有机物质。
第二章 土壤温度和空气温度
温度：表示物体冷热程度的物理量叫温度。温标：衡量温度高低程度的尺标。
5、乱流：空气的不规则运动。（又称湍流）乱流是摩擦层（1.5km以内）空气运动普遍存在的形式。
6、潜热转移：气象学上把因水的相变而引起的热量转移称为潜热转移。
按形成原因分 热力对流，动力对流
二、土壤空气的热特性
1、热容量：决定物体内温度升降速度。质量热容量 ： SJ/kg?℃容积热容量 ： C J/m3 ?℃C和S关系：C=S?ρ ρ－物质密度
（3）中间层：①高度自55km－>85km左右 ②底部温度高，随高度升高，温度迅速下降 ③由于下暖上冷，有强烈的对流运动。
（4）热层： ①85km－>800km②气温随高度增高而迅速增高③空气处于电离状态，具有很强的导电性能。
（5）外层： ①800km以上②温度高，空气密度很小，地心引力很小。
5 太阳辐射与农业生产的关系
1、光效应 ①光合作用：植物利用太阳辐射进行光合作用，制造有机物，影响植物生长量②光周期作用：日照长短影响植物的生长过程和发育速度。③光的成形作用：光强影响植物的形态长相④感光性运动作用：影响植物发育过程和品质。
2、热效应：太阳辐射是一切生物能量的来源。
光饱和点：在一定的光照强度范围内，光合作用强度是随着光照强度的增加而增加的。但当光照强度增加到一定数值时，光合作用强度不随之增加了，这时的光照强度 ，称之为光饱和点。
凹地：通风不良，乱流较少，白天增温后 ，热量不易散失。夜间，除了地面辐射外，冷空气易在凹地堆积，加剧
了地面冷却。
③??? 土壤颜色：a深大，b浅大－>Δt深>Δt浅
④??? 自然覆盖：Δt下降。
白天最长，夜最短的一天。
3、太阳辐射光谱
一、太阳辐射
太阳常数：当日地处于平均距离时（约为150×106千米），在地球大气上界，垂直于太阳辐射方向单位面积上的太阳辐射能通量，称之为太阳常数。
4、地面，大气辐射及地面辐射平衡
一、地面和大气辐射
地面辐射：λmax=10000nm，长波辐射。地面向大气的长波辐射，大部分能量被大气吸收，少量透过大气向宇宙空间传递。
（1）对流层： ①平均高度11km。②温度随高度上升而下降。平均0.65℃/100m。③几乎全部的水汽。大气质量的3/4集中在这一 层，且温、湿度在水平方向上分布不均匀。④对流旺盛，天气变化最剧烈。
2）平流层:①从对流层顶到55km左右之间。②底部温度随高度升高几乎不变，至大约30km以上，温度随高度上升的很快.③几乎没有水汽，灰尘。空气水平运动为主有利于飞行。
例：求2010年3月11日正午时刻延农太阳高度角？
?＝42o46′
解：正午时刻h＝90o－?＋δ
一年中两分两至之间间隔天数规定为90天。
90：－23.5＝10：x
x ＝－2o36′
h＝90－42o46′+（－2o36′）＝44o38′
⑤??? 天气条件：晴天时，白昼R多，土温上升快夜间-R大，土温降温迅速。阴天时，昼间吸热和夜间放热较少。
2、年变化:
（1）位相
中高纬度地区
陆地：max7月，min1月－>大陆性气候（龙井）
海洋：max8月，min2月－>海洋性气候（青岛）
作物对光照长短的反应不同,在栽培引种上具有重要的实践意义，引种时必须考虑以下几点：
①纬度：同一纬度或相近纬度引种成功率高。②作物类型和引向。
（一）不同光谱成分对植物生长发育的影响
（二）光合有效辐射
生理辐射：在太阳辐射光谱中对绿色植物生长发育有作用的辐射（波长300～750nm）。
光合有效辐射：在太阳辐射光谱中对绿色植物光合作用有作用的辐射（波长380～710nm）。
理论上其温度变化的数值称为～～。
影响因子：土壤水分，孔隙度C一般： 水＞固＞空气疏松土壤＜粘重土壤干土＜湿土
容积热容量与农事安排的关系：
1、土质 2、人为改变孔隙度 3、镇压麦田
2、导热率（λ）决定物体内热量的转移速度和数量。
——指单位距离内温度相差1℃时，在单位水平截面上，每秒通过的热量。 J/m· ℃ ·S。
求2010年9月13日，正午时刻延农太阳高度角。
例：延边农学院春秋分日，夏至，冬至日的日照长短何时日出何时日落？?＝42o46′
解：cosω0＝－tg?tgδ
①春秋分日δ＝0 可照时间＝12h
日出时间＝12h－12h/2＝6h 日落时间＝12h＋6h＝18h
∴QS＝R-P-B′-LE表层土壤的热量收支差额（QS）－表示地面在单位时间内获得或失去的实际热量。它决定地表的温度变化。 二、土壤的温度变化
年变化－>年较差：一年中（T最热月）平均－（T最冷月）平均 日变化－>日较差：一日中（T最高）－（T最低）
1.日变化：土表白天直接接受太阳辐射而增热，夜间放射长波辐射而冷却，因而引起温度的昼夜变化。
公式为：PAR=0.43S`+0.57D公式中PAR——光合有效辐射、S`——太阳直接辐射、D——散射辐射。
光能利用率：单位面积作物收获物中包含的能量（eh）与该单位面积上所得到的可见光能量（Lv）的比值叫做光能利用率。 UL= eh/ Lv×100%群体光能利用率：
提高光能利用率的主要途径：
光补偿点 ：在光饱点以下，随着光照强度的减弱，植物的光合作用强度降低，当光照强度减弱到一定程度以后，光合作用的产物与呼吸作用所消耗的有机物质相平衡，此时的光照强度称为光补偿点。
植物的光周期现象：昼夜长短影响着作物开花、结实、落叶、休眠以及地下块根、块茎等营养贮存器官的形成。植物对昼夜长短的这些反应，统称为光周期现象。
②夏至日δ＝23.5o
∴cosω0＝－tg42o46′?tg23.5o
＝－0.9249×0.4348＝－0.4022
∴ ω0＝113.7o 可照时间＝2×113.7o/15＝15h10m
日出时间＝12h－15h10m/2＝4h25m
日落时间＝12h＋15h10m/2＝19h35m
（2）影响因子：同于影响日变化的因子。不同的是?升高△t加大
3、土壤中温度传播规律
①???温度波动的周期不随深度而改变。
②? 无论日变幅还是年变幅都随深度的增加而迅速减少，到某一深层后出现日变和年变消失层。（恒温层）
③?位相：随深度的增加而落后.日变化：深度每增加10cm，位相落后2.5－3.5h。年变化：深度每增加1m，位相落后20－30天。
影响因子：土壤湿度，孔隙度 土壤湿度和K并不是简单的线性关系，因为湿度变化时λ与C同时改变。
2 土壤温度
一、地面热量收支
R=P+B+LE（地面热量收支方程）R-辐射差额P-地面与近地气层之间热量交换量B-地面与下层之间热量交换LE－水分蒸发和凝结进行的热量交换量 B项可分解 QS－表层土壤热量收入或支出。B′－下层土壤热量收入或支出。因此上式可写成：R=P+(B′＋QS)＋LE
农业气象学―研究对农业生产有意义的气象条件的一门学科。大气：围绕着地球周围的深厚的空气层。
1.大气成分：①干洁空气：大气中除去水汽和杂质的整个混合体。②水汽:集中在2-3km以下的底层空气层。③固体杂质和液体微粒。 2.大气分层 分层依据：大气温度的垂直分布，空气的扰动程度，电离现象等不同性质。将大气在垂直方向上分为五层。
当地正午真太阳时12点时 ω=0，上午为负，下午为正。公式讨论：①正午太阳高度角的变化。正午时刻 ω ＝0o∴ sinhθ ＝sin ?·sinδ＋cos ? cosδ＝cos（?－δ）＝sin〔90o－（?－δ）〕 hθ ＝90o－?＋δ（2）利用上式计算得h>90o时取补角。
②太阳高度角与纬度的关系。当δ不变时，hθ随?的增大而减小。③正午，北球世界各地hθ的最大值，最小值何时?
大气辐射：λmax=11592nm。也是长波辐射。
地面对大气逆辐射的反射率很小，吸收率近于1。
大气效应：大气对太阳的短波辐射吸收很少，能让大量的太阳短波辐射透过而到达地面。大气本身又强烈吸收地面的长波辐射而增热，并以长波逆辐射的形式返回地面一部分，使地面不致失热过多。大气的这种对地面的保温作用，称为大气效应。（大气的温室效应）
（1）位相： max值：13h左右
min值：日出点前后
max值出现时间比太阳辐射强度最高值出现的时间稍落后。