武汉农业气象分析报告.doc

武汉农业气候分析目 录一、概述 2二、太阳辐射和日照 4三、温度 8四、降水 13五、农业气候生产潜力 18六、农业气候分析 21七、参考文献 23八、附录 24一、概述1.地理位置武汉，简称“汉”，位于中国腹地，江汉平原东部、长江中游与汉水交汇处。地理位置为东经1134111505，北纬29583122。全市土地面积8467.11平方公里。平面直角坐标上，东西最大横距134公里，南北最大纵距约155公里，形如一只自西向东翩翩起舞的彩蝶。2.大地构造武汉市平均海拔23米，中间低平，大部分在海拨50米以下；北部丘陵林立，为大别山绵延部分。海拨200米以上的山地面积约占全市面积的5%左右，其余均属沃野千里的江汉平原，地势平坦低洼，长江汉水横亘其间，河道纵横交错，湖泊星罗棋布。武汉市地质结构以新华夏构造体系为主，地貌属鄂东南丘陵经汉江平原东缘向大别山南麓低山丘陵过渡地区。中间低平，南北丘陵、岗垄环抱，北部低山林立。全市低山、丘陵、垄岗平原与平坦平原的面积分别占土地总面积的5.8%、12.3%、42.6%和39.3%。3气候特点武汉市地处北回归线北侧，属北亚热带季风性(湿润)气候，具有常年雨量丰沛、热量充足、雨热同季、光热同季、冬冷夏热、四季分明等特点，以夏季最长约130多天；春秋二季各约60天。年平均气温15.8 17.5 ，极端最高气温41.3 (1934年8月10日)，极端最低气温-181 (1977年1月30日)。年无霜期一般为211天272天，年日照总时数181O小时21OO小时，年总辐射1O4千卡平方厘米113千卡平方厘米，年降水量115O毫米1450毫米；降雨集中在每年6月 8月，约占全年降雨量的4O%左右。3土壤和植被武汉市土壤种类繁多，其中水稻土地面积最大，占总面积的45.5%，其次为黄棕壤、潮土、红壤等。武汉市植物区系属中亚热带常绿阔叶林向北亚热带落叶阔叶林过渡的地带。4.表水分布武汉市江河纵横，河港沟渠交织，形成以长江为干流的庞大水网。全市水域面积达2187平方公里，占市域面积的25.8%。据测算分析，在正常年景，地表水总量7145亿立方米，其中境内将与径流38亿立方米，过境客水7107亿立方米。全市湖泊库塘众多，总容量9.25亿立方米。 以上的基本地理环境要素决定了武汉的气候属性，使武汉市的辐射、温度、降水、湿度、风等气象要素产生随时间和空间的规律的变化，并形成了本市独特的农业气候特征。根据常年的观测、记录和统计，可以科学的对武汉的气候进行有特点有目的的分析，以便于农业生产的调节和发展。一、太阳辐射和日照武汉纬度29.5831.22，地处长江中游江汉平原，全年太阳总辐射为43680004746000KJ/，日照充足。1. 辐射武汉市累年太阳辐射状况（J/a） 月份 辐射 123456789101112直接辐射平均月总量 112741114101130082167626213200253625359310364682229127190487138902115118散射辐射平均月总量139436148457205065235738273911281312259010245351217081174531138046126332太阳辐射平均月总量252176262559335147403364487112534937618320610033446208365018276948241450光合有效辐射126088131279167574201682243556267469309160305017223104182509138474120725 表2-11）表2-1中列举了武汉市1951年至1980年30年的逐月直接辐射平均值、散射辐射平均值和总辐射平均值。根据该表作太阳辐射直方图2-1。图2-12）由图2-1可见，武汉市常年太阳总辐射最大月是7月，最小月是12月，然后随着太阳直射点自南向北移，辐射从1月逐渐向7月辐射量递增至最大值，再由7月向12月递减至最小值。图呈波峰形，其中7月与8月辐射量差值小，而8月与9月辐射量差值大，说明由于直接辐射下降的缘故，武汉市的9月辐射突减。3）武汉市散射辐射与总辐射走势大致相同，而直接辐射与总辐射走势有所差别。武汉市直接辐射最大月为6月，最小月为1月，辐射值分别由1月向6月，6月向12月递增和递减。7月和8月的总辐射值由散射辐射的大幅增加所弥补，这主要是因为武汉地表水量丰富，夏季（7、8月）表水蒸发量大，再加上此时大多植物达到生长最旺盛期，叶面蒸腾量大，使大量水汽在大地上空聚集，云量增多，致使直接辐射减弱，散射辐射增强，从而造成直接辐射值变化和总辐射值变化形成差异，则散射辐射的月平均最大值出现在夏季末。4）光合有效辐射（PAR）所占太阳辐射的比例随太阳高度角的增大或云量增多散射辐射增强而增加，约为总辐射的50%,变化趋势与总辐射一致。它直接表现出辐射对植物生理活动特别是光合作用的影响。光合有效辐射最大月也反映出植物进行光合作用等生理活动的强度，因此，武汉市大多数植物的最活跃期在6月至8月。2.日照由图2-1知，武汉全年日照时数1500小时到2000小时，在全国居于中等日照水平。我国累年日照时数分布图（引自国家气象信息中心） （图中紫色标记处为武汉所在地）图1-2根据图2-3分析，武汉市全年日照月平均最大值出现在8月，最小值出现在3月，从1月到12月呈波状走向，产生两个波谷（3、12月）和一个波峰（8月）。出现如图光照走势主要有以下两个原因：1）夏半年太阳直射点北移，北半球各地白昼长于黑夜，太阳直接照时时间变长，即日照时数增加，造成日照时数在8月递增至最大，从9月向3月递减至最小。2）日照时数变化与太阳直接辐射变化走势大致相同，因此最大值出现在8月。但是由于武汉市3月受到冷空气和热流的交会影响大，阴雨天气较多，使得光照时间缩短，达到最小值。 图2-3二、气温1.气温年变化及月变化分析武汉气温按月平均变化变化主要受地理位置和下垫面性质因素影响。1）武汉年平均气温在15.8 到 17.5 之间，曾经于1934年8月10日出现极端最高气温41.3 ，于1977年1月30日出现极端最低气温-181 （表3-1）。武汉气温资料（51-80累年平均）月份123456789101112平均温度 351016.121.325.728.828.323.317.511.15.4平均最高温度 7.89.714.620.825.830.13332.928.322.916.410.5平均最低温度 -0.91.36.212.117.52225.424.719.513.37.11.4极端最高温度 24.224.929.933.13637.838.739.436.834.429.823.3极端最低温度 -18.1-14.8-5-0.37.214.217.317.510.11.3-7.1-10.1表3-12）武汉一年中的月平均最高温度出现在7月，最低温度在1月。温度从1月向7月递增至最大值，然后从8月向1月递减至最小值，呈现出规律的周期性变化（图3-1）。 图3-13）武汉最大气温日较差出现在10月，最小日较差出现在7月。一年中，以7月为界，上半年气温日较差总体是减小的趋势，下半年是上升的趋势，总的看，常年中的气温日较差变幅不大（图3-2）。4）武汉气温年较差为25.8，计算武汉的大陆度（K）为64。按K值50来划分海洋性和大陆性气候，64大于50，说明武汉具有明显的大陆性气候特点，气温年较差大，降水变率大；同时武汉秋温高于春温，带有海洋性气候色彩。 图3-2武汉月最高、最低温及气温日较差年变化月份123456789101112平均最高温度 7.89.714.620.825.830.13332.928.322.916.410.5平均最低温度 -0.91.36.212.117.52225.424.719.513.37.11.4气温日较差 8.78.48.48.78.38.17.68.28.89.69.39.1表3-35)武汉气温按年呈现不规则起伏变化，但总的来说从1951年到2000年呈缓慢上升趋势（图3-3）。图3-32.温度四季的划分根据武汉累年气温变化曲线图（图2-1），以5天为一侯，每月6侯，取侯中点在读出对应温度值，作为侯平均气温（表2-2），得出武汉季节划分关键月的侯平均温度。按照我国温度四季划分体系，侯平均温度低于10为冬季，高于22为夏季，介于1022之间为春季或秋季，由此划分出武汉的四季时段（表2-4）。3月至5月为春季，5月到9月为夏季，9月到11月为秋季，11月到3月为冬季。总的来说是夏冬两季长，约为四个月，春秋两个过渡季节较短，大约为2个月。侯 侯平均温度/ 1234563月7.38.18.99.810.611.55月18.619.720.821.822.723.59月25.724.923.923.122.121.111月1412.911.9119.98.8表3-4季节 起始终止 春3月19日5月19日夏5月20日9月30日秋9月23日11月22日冬11月22日3月18日表3-53.积温和农业指标温度积温在农业中的应用广泛，可以为作物引种提供科学依据，预测职务的生长发育以及为病虫害的预报提供依据；分析气候条件，为制定作物布局提供依据。1）温度大于5，早春作物开始播种，喜凉作物开始或停止生长，多数树木开始萌动，冷季牧草积极生长，代表农业上进入了生长季。计算武汉大于5积温得到，武汉多数植物的种子从2月15日左右开始萌芽、进入生长期，生长时间持续约306天，到12月18日左右停止。（表2-6）。5始终日、持续日数、积温统计表始日：2月15日终日：12月18日持续日数：306月份23456789101112总计活动积温89.3280.5440639774864846699525270.6117.95545.3有效积温14.3130.5290489624714696549375180.327.94090表3-61）当日均气温持续高于10，春季喜温作物开始播种和生长，喜凉植物开始迅速生长，代表多数植物进入了生长活跃期。把武汉一年内大于10的逐日平均气温按月累计作和，可以反映出当地作物的活跃生长始日和终日。通过积温计算知道，武汉大多数植物开始生长的日期约为3月19日，停止生长的日期约为11月22日，活跃生长期持续达248天（表2-5）。10始终日、持续日数、积温统计表始日：3月19日终日：11月22日持续日数：248月份34567891011总计活动积温119.9440639774864846699525270.65177.5有效积温9.914033947456454639922550.62747.5表3-73）通过长年对武汉各月气温分析，便于比较武汉早晚冷暖程度对作物的影响和升温与降温的快慢缓急，用于分析有利作物生长发育的气侯条件，以达到较准确的判断作物的生长季的目的，方便生产者进行春耕播种、防寒冻防旱涝等一系列农业生产活动。四、降水 武汉属北亚热带季风性湿润气候，常年雨量丰沛，年降水量115O毫米1450毫米；降雨集中在每年6月 8月，约占全年降雨量的4O%左右。降水是形成武汉地方性气候的关键因素，决定当地的农业生产活动。1.降水年变化将武汉51至80年的降水量按年累计，按月平均，得到武汉逐月降水直方图（图4-1）。由图可知，武汉市一年中6月降水最丰，12月降水最少。其它各月降水情况为：前半年从1月向6月底增，下半年从6月向12月递减，呈现出规律的由东冬半年降水向夏半年逐渐增多的趋势，说明武汉降水存在随时间的分配性。图4-12.降水的季节性分配武汉夏季降水多于冬季，夏半年多于东半年，降水按季节分配，即武汉冬季干燥少雨，夏季湿润多雨。见表4-1，武汉夏季降水明显多于其它三季，是多数植物的生长旺盛期；冬季降水最少，植物多停止生长或进入休眠期。每月平均降水量及各季降水分配情况月123456789101112月降水率/%2.87 4.86 8.25 11.52 13.32 17.23 12.85 9.83 6.27 6.31 4.15 2.53 月均降水/mm33.6156.37100.87131.31163.31192.47110.4591.6267.4482.3638.2525.23季降水量/mm370.2974.1668.0300.6降水率/%16.042.128.913.0表4-13.气候表现武汉的降水变化规律使武汉每年4月进入梅雨季，降水增多；进入6月即进入了易涝期，降水达到年最大值，在1954年和1969年均达到500mm以上，同时气温为一年中最高，气候湿热；9月之后，降水明显减少，降水量的降幅大于温度降幅，使得此时的武汉气候由湿热向干热过渡，此时是最易干旱的时期，农业上须做好抗旱工作；进入11月后，降水逐渐减至最小值，气候干燥阴冷。4.降水变率根据图4-2所示武汉市1951年之1980年降水变率曲线，可知武汉一年中降水最不稳定月为8月，最稳定月为3、4、5月。一年中前6个月长年降水量波动不大，利于各种农业生产活动进行，但武汉8月气候由湿热向干热转变，易旱易涝，旱涝同季，降水波动幅度最大，十分不利于各种作物的生长、开花和结实。图4-2附：武汉1951-1980年平均月降水变率分析月123456789101112各月平均降水变率（51-80）2.71 0.92 2.35 2.18 0.85 2.28 0.43 1.81 0.46 7.00 1.62 1.88 2.14 1.07 0.41 2.16 1.60 2.43 2.79 1.41 0.07 1.88 2.62 3.10 2.01 1.93 1.31 2.77 1.62 1.49 2.31 0.93 1.33 1.54 1.78 1.20 1.94 0.58 2.90 0.56 0.44 0.54 2.93 2.66 3.19 2.63 2.07 1.72 2.45 1.67 0.60 2.04 2.13 0.69 2.69 0.97 2.66 3.29 3.16 2.11 1.19 2.88 0.11 2.01 0.71 1.71 2.51 2.18 3.20 2.84 3.20 2.88 0.55 2.06 2.27 1.50 1.71 1.32 0.04 1.71 2.92 2.64 1.57 1.44 0.19 1.86 3.16 0.01 1.37 3.19 2.03 1.13 0.71 0.22 2.81 1.54 1.63 0.01 0.02 0.00 0.01 0.01 0.03 0.03 0.02 0.02 0.00 0.00 2.04 1.36 0.40 2.49 2.13 1.68 1.99 2.95 0.96 2.74 1.07 3.17 2.24 2.47 0.58 1.99 2.45 1.29 2.97 2.86 0.23 1.99 0.14 1.90 2.33 1.70 3.04 1.64 1.76 1.64 0.92 2.67 0.85 2.55 0.82 0.93 3.30 2.52 1.95 0.54 1.94 3.22 1.49 1.45 2.55 3.10 0.71 1.76 1.43 0.64 1.71 0.89 0.87 0.20 2.67 2.84 1.67 0.02 3.01 2.51 2.32 0.74 2.63 1.07 2.82 1.93 2.41 2.23 2.16 1.90 1.39 1.00 2.33 2.40 2.51 2.10 2.15 2.40 2.34 3.33 2.85 1.38 1.49 0.41 0.78 1.42 0.91 1.74 1.67 2.69 2.21 2.33 0.01 1.74 2.37 3.29 1.11 3.28 1.22 2.28 1.83 2.64 1.13 2.45 1.45 2.76 2.16 2.69 0.05 2.03 1.48 1.33 2.63 1.65 2.55 3.62 2.65 3.21 2.04 3.25 2.75 1.31 1.78 1.52 1.13 1.26 1.62 3.11 1.11 2.76 2.37 1.22 1.24 1.73 1.92 2.26 1.98 2.22 2.84 2.64 2.59 1.07 2.18 2.70 1.82 1.61 0.93 1.98 1.88 2.68 2.54 3.16 1.59 1.34 1.21 2.11 1.80 0.65 1.56 1.56 0.49 2.18 1.42 2.87 1.63 2.72 3.31 3.25 0.13 1.89 2.47 1.63 1.24 2.50 1.76 2.99 2.11 2.02 1.73 1.20 2.69 1.85 2.16 0.62 1.87 1.28 2.22 0.65 1.37 0.55 2.59 0.15 2.42 0.18 2.09 2.13 2.23 1.11 3.00 3.07 2.87 0.99 2.57 2.59 2.01 2.81 1.10 0.19 1.27 2.36 2.05 1.58 1.59 2.28 1.77 0.70 1.63 1.66 1.79 2.38 1.16 2.00 3.01 3.11 3.11 1.80 1.63 2.48 1.78 2.69 1.89 1.79 2.06 0.16 2.27 2.82 2.20 3.33 3.00 0.98 1.21 2.21 0.10 2.64 1.78 1.03 0.03 2.77 2.29 1.42 2.72 3.32 月 均变 率1.721.651.561.581.571.711.972.281.742.121.961.90表4-2 五、农业气候生产力通过对光、温、水和 CO2 四个基本气候因子做出分析，以武汉的气候条件来估算当地的农业生产潜力，来有效反映作物生长和产量情况。1.光合生产潜力假设温度、水分、CO2 、养分、群体结构等处于最适状况，单位面积单位时间内，武汉太阳辐射所决定的产量上限（光合生产潜力）Yd 值的计算方法为：f() = 3.75/100000Q （J/）计算武汉光合生产潜力为181.25KJ/a。表示当水、肥、气达到理想状态时当地的光合产量。2.光温生产潜力武汉常年降水充沛，地处江汉冲积平原，因此假设当地CO2、水分、养分、群体结构等都处于最佳条件，计算光温生产潜力Y2 ：Y2 = Yd f(t) = 0.375Qf(t) （/ha）武汉从1951到1980年30年的月平均温度是16.29，则喜温植物的光温生产潜力为503560/ha,喜阴植物的光温生产潜力2079932/ha。3.气候生产潜力气候生产潜力是指土壤养分、CO2、群体结构等处于最适状态下，单位面积单位时间内，武汉太阳辐射、温度和水分等气候因子所决定的产量上限。根据武汉市的气候