武汉农业气候分析报告.doc

华中农业大学植物科学与技术专业本科生武汉农业气候分析报告姓名：朱芒班级：植科0903 学号：2009301201204 指导老师：刘安国 时间：2010-2011-2学年武汉农业气候分析一、 概况1武汉地理位置武汉气象台位置：3038N，11404E，高度为23米。2武汉气候属性及属区武汉属于北亚热带，其气候属性为北亚热带季风气候。3武汉主要农业气候特征武汉地区地处北半球中纬度地带，属北亚热带季风性湿润气候区，有雨量充沛、日照充足、四季分明等特点。武汉地区光能资源充足，热量资源丰富，气温年较差较大，可进行多种植物轮作、套作。二、 太阳辐射和日照1太阳辐射的年变化：到达地面的太阳辐射由两部分组成：一是太阳以平行光的形式直接投射到地面的，称为太阳直接辐射，用Rsb（Direct beam solar radiation）表示；另一个是经过散射后到达地面的，称为散射辐射，用Rsd（Diffuse solar radiation）表示；两者之和就是到达地面的太阳总辐射，用Rs（Solar radiation）表示，即Rs=Rsb+Rsd。通过武汉地区1971-2000年间的太阳直接辐射、散射辐射的统计资料，并计算其光和有效辐射：武汉逐月太阳辐射统计资料（1971-2000累年平均）月份直接辐射（105J/月）散射辐射（105J/月）有效辐射（105J/月）1738.71245.21027.42802.61419.61154.33994.41834.41473.241427.42296.61922.851806.92592.92254.961939.02658.92349.372842.02537.12668.282673.42599.02631.091860.62088.61990.6101519.91657.11598.1111187.91316.31261.1121009.21166.61098.9由上述资料作出逐月太阳辐射直方图如下：（图一（1）由上图可知：武汉的平均直接辐射在7月份最高，总辐射量也达到最大；而在冬季（12、1、2月）则相对较小。由Rsb=amRscsinh可知，太阳直接辐射与太阳高度角h、大气质量数m、和大气透明系数a等有关。太阳平行光线与水平面的夹角称为太阳高度角。太阳直接辐射随太阳高度角的增大而增大。在标准状况下，海平面气压为1013hPa，气温为0，太阳光直接投射到地面所经路程中，单位截面积空气柱的质量数称为一个大气质量数m。当太阳高度角很小时，m值很大，随着太阳高度角的增大，m值很快减小。大气透明系数与大气中的水汽、水汽凝结物、尘埃杂质等有关。这些物质越多，大气透明程度越差，透明系数越小。因而太阳辐射受到的减弱越强，地面获得的太阳辐射也越少。在一年中，对武汉地区来说，直接辐射夏季最大，冬季最小。但武汉在夏季6月份进入梅雨季节，大气的水汽含量增加，云量增多，使得直接辐射减弱很多，因此直接辐射的最大月不是在6月份，而出现在7月份。在夏季太阳高度角增大，直接辐射增加，散射辐射也增大。但武汉6月份多雨，大气透明度不好，散射质点多，因此6月份散射辐射最强；而在冬季，大气干燥干净，大气透明度好，散射质点少，因此在冬季散射辐射最少。2光合有效辐射太阳辐射中对植物光合作用有效的光谱成分称为光合有效辐射，用PAR(Photosynthetically Active Rrdiation)表示，计算公式为PAR=0.43Rsb+0.57Rsd。根据公式及相关数据算出有效积温并作出逐月有效积温直方图，结果如下：（图一（2）光合有效辐射占太阳直接辐射的比例随太阳高度角的增加而增加，最高可达45%。而在散射辐射中，光合有效辐射的比例可达60%70%之多，所以多云反而提高了PAR的比例。因此光合有效辐射的年变化基本与直接辐射和散射辐射一致，在7月份达到最大，冬季则较小。3日照时数和日照百分率： 光照时间是指可照时数与曙暮光的总和，即光照时间=可照指数+曙暮光。在天文学上常把日出到日落太阳可能照射的时间长度称为可照时数，即昼长。日出前及日落的一段之间内，虽然太阳直射光不能直接投射到地面上，但地面仍能得到高空大气的散射辐射，使昼夜的更替不是突然的，天文学上称为晨光和昏光，习惯上称为曙暮光。日照百分率=日照时数昼长100%通过武汉地区1971-2000年间的日照时数的统计资料，计算这期间的日照百分率。武汉逐月日照时数统计资料（1971-2000累年平均）月份日照时数（小时）日照百分率（%）1104.1332105.4343115.6314151.2395181.8436179.9437232.7548241.2599174.14710161.64611144.34612136.543由以上资料作出日照百分率直方图：（图二）由上图可知，日照平均时数在夏季比冬季长，最长日照时数出现在8月份，6也份的日照时数相对于5月份有所下降。从春分到夏至，日照时数逐渐升高；从夏至到冬至，日照时数逐渐下降。经分析可知，在春分秋分日，昼长与夜长相等，均为12小时。从春分到秋分的夏半年，由于太阳高度角增大，武汉白昼长于黑夜，日照时数逐渐增加。但由于武汉在6月份进入梅雨季节，多云多雨，因此日照时数有所下降。从秋分到春分的冬半年，太阳高度角减小，武汉白昼短于黑夜，日照时数逐渐减少。三、 气温1气温的年变化气温年较差是指一年中月平均的最高值与最低值之差。影响气温年较差的因子有维度、海陆和距海远近。大陆度月份平均温度（）逐月气温变幅（）极端最高温度（）极端最低温度（）13.77.524.2-18.125.87.626.9-11.2310.17.828.2-3.4416.88.533.50.7521.98.236.18.1625.77.437.413.0728.77.239.317.8828.37.638.817.5923.48.037.610.21017.78.833.51.31111.48.929.8-7.1126.08.522.5-10.1由以上资料作出气温年变化曲线图和逐月气温变幅折线图如下：（图三）（图四） 由图三可知，在从春分到夏至的字啊半年间，随着太阳直射点的北移，太阳高度角变大，可照时数变长，同时，受副热带高气压带的影响，武汉地区的温度逐渐升高，并在7月份达到最大；相反在从秋分到春分的冬半年间，太阳直射点南移，太阳高度角逐渐变小，可照时数变短，气温逐渐下降。分析数据可知，在1971-2000年中，武汉平均最高温度在7月份出现，月平均最低维度在1月份出现。由于武汉属于内陆地区，东西啊两季热收入的差值比较大，气温年较差达25.武汉地区冬季寒冷，夏季炎热，这是多年观测统计得出的规律，但是有可能出现极端异常的天气，例如在某年的一月份出现了24.2。C的高温，而某年的7月份也出现过17.8。C的低温。这些极端天气的出现给我们的农业生产造成了巨大的影响.根据波兰学者焦金斯基（Corczynski）提出的大陆度计算公式，得到武汉的大陆度为K=63.34，则K50，因此武汉具有大陆性气候。2四季的划分我国现在常用的气候四季是张宝坤以侯平均温度为指标划分的，故又称温度四季。即侯平均低于10为冬季，高于22为夏季，介于1022之间为春季或秋季。通过武汉地区1971-2000年间的温度的统计资料，进行相应的分析。按照我国的四季划分标准，武汉的四季比较明显，由图三中箭头所指可知，3月15日到5月25日为春季，共71天；5月26日到9月25日为夏季，共123天；9月26日到11月25日为秋季，共60天；11月26日到次年3月14日为冬季，共111天。3积温与农业指标温度积温是指某一时段内逐日平均气温累积之和。活动温度是指高于生长下限温度（B）的日平均温度（t）。活动积温（Y）则是指作物在某段时期内活动温度的总和。即Y=t。有效温度是指日平均温度（t）与生长下限（B）之差。有效积温（A）是指作物在某时期内有效温度的总和，即A=（t-B）。对于喜温作物，其生长下限温度为10，由图三可知，有效积温初始日期为3月15日，终止日期为11月25日，持续天数为254天。结合图形并用公式算出积温作出相应的表格如下：10初始日、终止日、积温统计表初始日期3月15日终止日期11月25日持续天数254月份123456789101112活动积温00161.6504678.9771889.7877.3702548.72850年活动积温5418.2d年有效积温2878.2d四、 降水1降水的年变化降水是指云中降落到地面的液态或固态水，包括雨、雪、霰、雹等。降水来自云中，要使云产生降水必须使云滴增大，并使其下降速度大大超过上升气流的速度，而且在下降过程中不因蒸发而将水滴耗尽，这样才能使水滴或冰晶从云中降落到地面称为降水。云滴增大主要是通过两个过程完成的。一种是凝结（或凝华）增长过程；另一种是云滴的碰撞并增长过程。根据武汉地区1971-2000年间的降水情况，计算降水的季节分配（季节按3-5月为春季，6-8月为夏季，9-11月为秋季，12-次年2月为冬季算）并绘制逐月降水量直方图。武汉地区降水的季节分配月份季节平均降水量/mm季节平均降水量/mm季节占全年比%3春季95.0390.330.84131.15164.26秋季225.052741.57190.38111.79夏季79.4223.217.61092.01151.812冬季26.0128.110.1143.4258.7分析可知，在1月份到6月份上半年，降水量逐渐递增，在 6月份到12月份的下半年，降水量逐渐递减。夏季降水量占全年降水量的比例较大，冬季较小，并且6月份降水量为全年最大，因为梅雨多出现在6月份，降水较多。在冬季，空气干燥，温度较低，降水因此也就较少。2降水变率 降水变率表示一个地区降水量年际之间变动程度的大小，也表示了发生旱涝可能性的大小。绝对变率又称降水距平。它是指某地实际降水量与同期多年平均降水量之差，即D=Ri-R。（式中D为降水绝对变率,Ri为第i年某时段内实际降水量(i=1,2,3,n),R为同时段内几年的平均降水量）相对变率 降水绝对变率与多年平均降水量的百分比,称为降水相对变率，即Q=（D/R）100%（式中Q为某年的降水相对变率，D为降水绝对变率，R为同时段内几年的平均降水量）。通过1971-2000年间武汉降水量的统计资料，可知平均降水量为1268.7mm，计算出武汉的年降水平均绝对变率和平均相对变率，结果如下表：1971-2000年武汉年降水变率表年份绝对变率Dmm相对变率R(%)年份绝对变率Dmm相对变率R(%)1971468.536.91986218.717.21972193.515.31987180.714.2197339.23.1198863.65.01974293.823.21989386.230.4197551.54.1199086.36.81976378.029.81991526.541.5197773.75.81992152.312.01978457.036.01993315.924.91979266.821.01994223.217.61980354.928.0199527.62.21981132.710.5199650.84.01982363.728.71997322.125.41983626.249.41998460.536.3198459.74.71999111.98.81985239.018.8200088.97.0由上表可知，武汉年降水变率一般在10%-50%之间，较稳定，但也有年份变换较大，如1995年仅为2.2%。3干燥度干燥度是表征气候干燥程度的指数，又称干燥指数，通常有字母K表示。它是可能蒸发量与降水量的比值，反映了某地、某时段水分的收入和支出状况，农业上可将干燥度划分为四个等级： K4.0为干旱地区。计算公式为K=0.16大于10的活动积温/平均降水量。由以上可知，大于10的活动积温为5418.2d，平均降水量为1268.7mm，根据公式可