第二章温度详解

辐 射
凝 结
低
湍
低
流 等
传 导
(夜间和冬季）
地表层热量收支示意图
1、土壤温度的垂直分布
日射型:白天和夏季土壤温度随深度增加而降低
1、土壤温度的垂直分布
辐射型:土壤温度随深度增加而增加
1、土壤温度的垂直分布
过渡型:上下层温度的垂直分布具有日射型和辐射性特征
2、气温的垂直分布
随高度增加而降低 地面是大气增温的主 要和直接热源 距地面越近，温室气 体和气溶胶越多
气温垂直梯度 ＝ T
Z
3、对流层中的逆温现象
• 逆温：对流层中出现气温随高度增 加而增加的现象
• 逆温分类 – 辐射逆温：地面强烈辐射冷却 – 平流逆温：暖空气流到冷的下垫 面产生逆温 – 混合逆温
4、 土壤温度的日变化
• 日较差
– 表层土壤日较差大 – 地温振幅随入地深
度增加而减小
• 位相
裸地：反射率较大，热容量较小，地温 （垂直和地表）变化大
湿裸地：反射率较小，热容量较大，地温 （垂直和地表）变化平缓
沙地：反射率大，热容量小，地表和垂直 分布变化大
2、小气候的温度水平分布
土壤温度变化影响因子
太阳高度：决定到达地面的太阳辐射 土壤颜色：决定地面吸收的太阳辐射 天气：影响太阳辐射和地面有效辐射 土壤热特性：热容量和导热率大土壤日较差小 地形：凹凸地形影响湍流热交换
– 随入地深度增加， 最冷、最热出现时 间后延
4、 土壤温度的年变化
• 年较差
– 随深度增加而减少
地面冷热源接受到 的全部热(冷)量在下 传过程中迅速衰减
• 位相
– 最冷、最热月出现 时间后延
土壤热量下传费时
第二节 温度水平分布
• 水面温度
– 水面比地面温度变化和缓。海洋比大陆温度 变化和缓。
– 海洋是巨大的热量贮存器，具有缓慢性、持 久性、热惰性。
– 海洋是地球气候的稳定器
1、经纬向温度水平分布
纬 向：热赤道（>24℃）从冬季到夏 季北移。夏季南北温差小、冬季大
海陆分布：同纬度冬季北半球大陆温度比 海洋低，夏季相反；南半球最低温度出现 在南极，北半球最冷地区出现在西伯利亚 和格陵兰地区
2、小气候温度水平分布
草地：反射率小，热容量大，地温（垂直 和地表）变化平缓
增温和冷却
热特性 – 热容量：某物体温度升高或者降低1℃所需 吸收或者放出的热量 • 空气<土壤固体<水 – 导热率：当温度垂直梯度为1 ℃ ／m，单位 时间通过单位水平截面积所传递的热量 • 静止空气<水<固体
第一节 土壤和空气温度垂直及时间分布
蒸 发
高
辐
射
对ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
流
等
高
传 导
(白天夏季）
地表层热量收支示意图
第二章 温度
解决问题
• 空间变化 – 垂直和水平方向
• 时间变化 – 日变化、年变化
增温和冷却
• 非绝热变化：有热量交换 – 辐射:太阳、地球、大气 – 传导：土壤固体 – 对流、平流、湍流：大气、水 – 蒸发和凝结：水汽
增温和冷却
• 绝热变化：任一气块与外界之间无热量 交换时的状态变化过程，叫作绝热过程 – 绝热上升 – 绝热下降
我国1月平均地面温度分布
1月平均气温分布
我国7月平均地面温度分布(℃)
7月平均气温分布
我国气温年较差分布
我国年平均气温日较差分布(℃)
3、空气绝热变化
• 绝热变化：空气团与外界没有热量交换变温过程 – 绝热上升外界压力不断减小,空气团体积膨胀 对外做功而消耗内能冷却 – 绝热下沉外界压力不断增大,空气团压缩体积 缩小外界对气团做功而增加内能增温
4. 积温
• 积温：某个时段内逐日平均气温的总和；活 动积温：高于生长下限的日平均温度为活动 积温；有效积温：日平均温度与生长下限温 度之差
• 积温的用处：品种特性：标明生长、发育、 成熟所需积温；物候预报、收获期预报、病 虫害发生预报的依据：热量资源的主要依据 之一