《第五讲温度下》PPT课件.ppt

第五讲 温度（二） 近地气层温度 温度与农业,近地气层温度 一 地气系统的热量交换方式 1 辐射 辐射热交换发生在地面与近地大气及大气层与层之间。 2 传导 传导热交换存在于土壤中。,3 空气流动热交换 3.1 对流 指空气在垂直方向上有规律的升降运动。 热力对流：由空气的水平温差导致的对流； 动力对流：气流被机械抬升（过山或锋面）。 3.2 平流 空气在水平方向上的流动。,3.3 乱流 气层内空气微团的不规则运动，包括热力乱流和动力乱流。 4 潜热交换 通过水汽相态变化时所伴随的吸热或释热过程进行热量交换。,二、 气温的变化 1、 近地层气温的日、年变化 1.1、日变化 气温的日变化为单波型曲线，最高值在午后（14:0015:00），最低值在日出前后。随高度的增加，较差减小，位相稍有落后。 气温日较差小于地面温度日较差，且受纬度、季节下垫面和海拔高度等因素影响。高纬的日较差小于低纬；冬天的日较差小于夏季；水面的日较差小于陆面；深色土的日较差大于浅色土；疏松土、粗糙土、干土之上的日较差大于紧密土、平整土、湿润土面之上的日较差；晴天的日较差大于阴天；离海越远，日较差越大。海拔越高日较差越小。 1.2 年变化 在北纬18度以北的地区，北半球气温的年变化为单波型曲线，大陆上最热月（7月）和最冷月（1月），海洋上位相落后一个月； . 年较差受纬度、距海远近等因素影响。年较差除随纬度增加而增大外，其余因子对日较差的影响与对年较差的影响是一致的。,2、 近地层气温的垂直分布 气温随高度的变化用气温直减率表示，指高度每变化100m，气温变化的度数。 （t2t1）/（z2z1）（t/ z） . 0 说明气温随高度增加而降低； . 0 说明气温随高度增加而升高逆温现象。 一般就对流层大气平均而言， 为0.65 / 100m。 逆温的种类： （1）辐射逆温 在清朗五风或微风的夜间，地面有效辐射很强，使地面强烈冷却而降温，接近地面的空气也随之降温。这样越近地面的空气降温越多，形成气温由地面向上随高度的增加而增加的分布，这种由夜间辐射所形成的逆温称辐射逆温。 （2）平流逆温 当暖空气移动到冷的下垫面时，使接近地面的空气冷却而形成的逆温。平流逆温可在一天中任何时间出现。 （3）下沉逆温 当气块下沉压缩时，气块上层下沉距离远，增温多，气块下层下沉距离近，增温少所下沉的逆温。,3、空气的绝热变化 （1）绝热变化 指气块在与外界不进行热量交换的情况下，由于空气块内能的变化所引起的温度变化。 （2）绝热冷却 指气块因绝热上升而降温的现象。 （3）绝热增温 指气块因绝热下沉而增温的现象。 气块在进行绝热变化的过程中，根据气块的饱和状况，分为两种绝热变化。,3.1 干空气的绝热变化 . 干绝热过程 指一块干空气或未饱和空气在绝热上升或绝热下沉运动中温度变化的过程。 . 干绝热直减率d 干绝热过程中气块每升降100m的温度变化值，通过理论推导，其为一常数，约为0.98（实际工作中使用1 /100m） 。,3.2 湿空气的绝热变化 . 湿绝热过程 指一块始终保持饱和状态的空气在绝热上升或绝热下沉运动中温度变化的过程。 . 湿绝热直减率m 湿绝热过程中气块每升降100m的温度变化值，其不是一个常数，为方便起见，我们取其平均值，约为0.5/100m 。 实际中，饱和空气在绝热上升过程中是按湿绝热递减，而在绝热下沉过程中则按干绝热递增，因为饱和空气只要一下沉，马上就变成不饱和了。,小结 . md 是由于湿绝热过程中有水的相态变化，伴随其中的潜热变化缓解了降温与增温。 . 干绝热过程可逆，湿绝热过程不可逆。 . m和 d 指气块运动过程中自身温度的变化率，又称个体温度变化。指实际大气中温度随高度变化率，又称环境温度变化。,三 大气稳定度 1 大气稳定度大气静力稳定度 指气块在垂直方向上受扰动后，大气温度和湿度的垂直分布（大气层结）有使其返回原来平衡位置的趋势和程度。 静止大气中某高度上一气块受垂直方向上的扰动后： . 若逐渐减速且有返回原来位置的趋势，则气层稳定； . 若逐渐加速且有远离原来位置的趋势，则气层不稳定； . 若被推到某一高度后，既不加速也不返回原处，则气层处于中性状态。,2 大气稳定度的判断 大气层结是否稳定，取决于气层的温度直减率。且有： . 绝对稳定状态：m . 绝对不稳定状态：d . 条件性不稳定状态： m d 可见： 越小大气越稳定， 越大大气越不稳定。 . 极不稳定：夏季午后大气的成云致雨； .极稳定：逆温状态时极小且为负值。,温度与农业 一 三基点温度 1 作物生命活动对温度的需求 . 生命温度范围：1050； . 生长温度范围： 540； . 发育温度范围： 2030；,2 三基点温度 最低温度、最高温度和最适温度。 . 不同作物的三基点温度不同； . 同种作物不同生长发育时期的三基点温度不同； . 作物不同生理活动三基点温度不同。,二 农业指标温度 指对农业活动有特别意义的一些日平均温度。 . 0 土壤的冻结与解冻，一年农事活动的起始。 0的持续期称为农耕期。 . 10 喜温作物开始播种与生长。 10的持续期称为喜温作物生长期。 . 20 水稻安全抽穗开花的指标。,三 积温 积温指某一时段内逐日日平均温度的累积值。从温度高低和温度的作用时间上同时研究作物生长发育与温度的关系。 积温学说 . 其他条件基本满足时，温度对作物的发育速度起主导作用； . 作物的发育要求一定的下限温度； . 作物完成某一发育阶段要求一定的积温。,2 积温的计算 V=1/n=K(T-B) 得: A=I/K=n(T-B)=(T-B)= T-nB 2.1 活动积温 . 活动温度 高于生物学下限温度（B）的日平均温度。 . 活动积温 生物某一生育时期或全生育期中的活动温度的总和。 通常用活动积温来反映一地的热量资源状况，常用在农业气候分析和区划中。,2.2 有效积温 . 有效温度 活动温度与生物学下限温度的差值。 . 有效积温 生物某一生育时期或全生育期中的有效温度的总