2017年农业气象学-知识点-复习.doc

绪论1. 什么是气象？什么是气象学？答：气象是大气各种物理、化学状态和现象的总称。气象学是研究气象变化特征和规律的科学，是农业气象学的理论基础之一。2. 农业气象学的概念，研究内容？答：气象学是研究大气中各种物理现象和物理过程的形成原因，时、空分布和变化的科学。研究内容：农业气象探测； 农业气候资源的开发、利用和保护；农业小气候与调节；农业气象减灾与生态环境建设；农业气象信息服务；农业气象基础理论研究；应对气候变化的农业政策3. 农业生产与气象条件的关系？答 a.大气提供了农业生物的重要生存环境和物质、能量基础b.大气提供农业生产利用的气候资源c.气象条件对农业设施和农业生产活动的全过程产生影响d.大气还影响着农业生产的宏观生态环境和其他自然资源e.农业生产活动对大气环境的反作用第一章1.什么是大气圈？答：整个空气圈层成为大气圈（地球表层是由大气圈、水圈、土壤圈，生物圈及岩石圈组成。大气是指包围在地球表面的空气层)2.大气的成分答：干洁大气、水汽和气溶胶粒子3大气污染的概念、环节.。答大气污染是指由于人类活动或自然过程，直接或间接地把大气正常成分之外的一些物质和能量输入大气中，其数量和强度超出了大气净化能力，以致造成伤害生物，影响人类健康的现象。 环节：污染源排除污染物；大气的运送扩散；污染对象4.大气污染防治的方法和途径答：工业布局和减排；煤烟型污染防治；减少交通污染；合理使用农药和化肥；绿色植物和覆盖。5.什么是气温，气压，风，湿度，云气温：通常就是指地面气象观测场内处于通风防辐射条件下的百叶箱中离地面1.5m处的干球温度表读数气压：是作用在单位面积上的大气压力，即等于单位面积上向上延伸到大气上界的垂直空气柱的质量。以百帕（hPa）为单位风：空气运动产生的气流称为风湿度：表示大气干湿程度的物理量。云：云是悬浮在大气中的小水滴，过冷水滴、冰晶或它们的混合物组成的可见聚合体；有时也包含一些较大的雨滴，冰粒和雪晶，其底部不接触地面。6.大气的垂直结构，对流层的作用答：大气在垂直方向上分为对流层，平流层，中间层，热层和散逸层共五层。（P21）对流层的特点及其作用：气温虽高度增高而降低。在不同地区、不同季节、不同高度，气温见底的情况是不同的。（2）空气具有强烈的对流运动。空气的垂直对流运动，高层和低层的空气能够交换和混合。使得近地面的热量、水汽固体杂质等向上运送。对层云致雨有重要作用。（3）气象要素水平分布不均匀。由于地流层受地面影响最大，而地表有海陆，地形起伏等性质差异，使对流层中温度、湿度、CO2等水平分布极不均匀。在寒带大陆上空的空气，因受热较少和缺乏水源就显得寒冷而干燥；在热带海洋上空的空气，因受热多，水汽充沛，就比较温暖而潮湿。温度，适度的水平差异，常引起大规模的空气水平运动。第二章1、太阳常数、四季形成的原因。 太阳常数：在大气上界，当日地距离处于平均值，垂直于太阳入射光表面的太阳辐射时的辐射度。 各地得到的太阳辐射的差异是产生一年四季变化的原因。2、太阳高度角、赤纬、可照时数太阳高度角：太阳平行光线与水平面之间的夹角称为太阳高度角。 赤纬：太阳光线垂直照射地球的位置，以当地地理纬度来表示，称为赤纬。赤纬的变动范围是+23.5-23.5。 可照时数：从日出到日落的时间长度，称为太阳可照时数。3、什么是地球辐射？ 地面发射的长波辐射称为地面辐射，大气发射的长波辐射称为大气辐射，地面辐射和大气辐射的总称为地球辐射。4、光照时间、光照时间与作物引种 光照时间：光照时间是指可照时数与曙暮光时数的总和。 光照时间与作物引种 （1）纬度相近地区之间，因光照时间相近，引种成功的可能性较大。（2）对短日照作物来说，南种北引时，宜引用早熟的品种或感光性较弱的品种，北种南引时，宜选用迟熟或感光性弱的品种。（3）对长日照作物来说，北种南引，由于日照时间短，将延迟发育与成熟，南种北引则反之。5、光饱和点、光补偿点 光饱和点：在一定的光照强度范围内，光合作用随光照强度的增加而增加，但超过一定的光照强度以后，光合作用便保持一定的水平而不再增加了，这种现象称为光饱和现象，这个光照强度临界点称为光饱和点。 光补偿点：在光饱和点以下，当光照强度降低时，光合作用也随之降低，当植物通过光合作用制造的有机物质与呼吸作用消耗的物质相平衡时的光照强度称为光补偿点。6、如何提高光能利用率？ 提高光能利用率的途径很多，总体来说，就是要使作物既有适当的叶面积指数，尽可能长的光和时间，又使单位叶面积有高的光合生产率。可从改革种植制度与方法、改进栽培管理措施、选育优良品种和改造自然与充分利用地区的光能资源等方面来考虑。第三章1、热量的传递方式：辐射分子传导流体热交换潜热交换物体的热特性：热容量（C）：物体温度升高或降低1所吸收或放出的热量，单位为J/，分为质量热容量和容积热容量。热导率（）：当物体的温度垂直梯度为1/m，单位时间通过单位水平截面积的热量，也称导热率，其单位是J/（ms）。热扩散系数（K）：在一定的热量得失情况下，物体温度变化快慢的一个物理量，其大小与物体的热导率成正比，与物体的容积热容量成反比，单位是m/s。（K=/C）2、干绝热变化：干空气或未饱和湿空气团在绝热上升或下沉过程中的绝热变化。其温度随高度的变化率称干绝热直减率，用d表示。湿绝热变化：饱和湿空气团在绝热上升或下沉过程中的绝热变化。其温度随高度的变化率称湿绝热直减率，用m表示。3、大气静力稳定度：当气团开始垂直方向运动后，大气层结使它具有返回或远离原来平衡位置的趋势和程度。判断依据：（表示周围大气层中温度随高度的变化率，大气是否稳定取决于与d和m的对比关系）d的气层，绝对不稳定m的气层，绝对稳定d的气层，做干绝热升降运动的空气团，大气是中性的； 做湿绝热升降运动的空气团，大气是不稳定的。m的气层，做湿绝热升降运动的空气团，大气是中性的； 干空气，大气是稳定的。md的气层，干空气与未饱和空气，大气是稳定的； 饱和空气，大气是不稳定的，该种气层称为条件性不稳定的层结。4、逆温：在对流层中，气温随高度的增高而升高的现象。影响气温日较差的因素：纬度季节地形下垫面性质天气5、土壤温度的垂直分布：日射型：土壤温度随深度增加而降低的类型。辐射型：土壤温度随深度增加而增加的类型。过渡型：在昼夜转换和季节交替时，土壤上下层的温度垂直变化分别呈现日射型和辐射型的特征。土壤温度对植物的影响：a.土温影响植物根系对水分和养分的吸收 b土温 植物块根。块茎的形成 c.土温影响种子发育出苗d土温影响昆虫的发生6、影响土壤表面温度日较差的主要因子：太阳高度角土壤热特性土壤颜色地形天气7、影响水层温度变化的因子：太阳辐射（主要因子）水体具有一定的透明度水面对太阳辐射的反射率小于地面水体热量向深处传递主要方式为对流和风的机械混合作用。水体的密度不同。（产生对流运动）风力的大小、水体的形态、水体的面积和水体上下层温度的不同。（风的机械混合作用）水的热容量比土壤大。8、三基点温度：最适温度：作物生长发育迅速而良好最高温度（生育最高温度）作物停止生长发育，但仍维持生命最低温度（生育最低温度）受害致死温度：最高致死温度：气温高于生育最高温度，作物开始不同程度受伤害直至死亡最低致死温度：气温低于生育最低温度，作物开始不同程度受伤害直至死亡9、农业界限温度：标志某些重要物候现象或农事活动的开始、终止和转折的温度，简称界限温度。农业界限温度意义：稳定通过某界限温度日期的早晚，以比较其冷暖的早晚及对作物的影响。稳定通过相邻两界限温度之间的间隔日数，以比较升温或降温的快慢缓急，分析对作物的利与弊。春季到秋季稳定通过某界限温度日期的持续日数。10、积温在农业中的应用：积温是作物与品种特性的重要指标之一，在种子鉴定书上标明该作物从播种到开花、成熟所需的积温，可以为引种与品种推广提供重要的科学依据，避免引种与推广的盲目性。积温是物候期预报、收获期预报、病虫害发生发展时期预报等的重要依据，可以利用积温来推算适宜播种期。积温是热量资源的主要标志之一，可以根据积温确定作物在某地能否成熟，并预计能否高产优质。第四章水分1.空气湿度的表示方法。答：表示空气湿度的物理量主要有以下几个：水汽压：大气压力中水汽部分所产生的分压称水汽压。单位是百帕（hPa）或帕（Pa）。 饱和水汽压：一定体积的空气能容纳水汽的数量与温度有关，温度越高容纳水汽的能力越高。如果温度不变，它的容纳能力是有一定限度的，超过了这个限度，多余的水汽就会凝结。水汽达到最大限度，空气就会呈饱和状态，饱和状态下的水汽压称饱和水汽压，用es表示。饱和水汽压是空气温度的函数，两者之间的关系可用泰登公式表示为：es=610.78式中，气温t的单位为；饱和水汽压的单位为Pa。饱和水汽压除与温度有关外，还与蒸发面状态、表面形状和液体浓度等因素有关。 实际水汽压：当空气的温度不变，水汽未达到饱和状态时的水汽压称为实际水汽压，用es表示。实际水汽压的大小不仅与温度有关，还与空气中水汽的多少有关。地面气象观测中常通过百叶箱内干湿球温度来查算实际水汽压。实际水汽压的计算公式为：式中，esw是湿球温度下的饱和水汽压；tw是湿球温度；p是当时的气压；A是测湿系数，-1。A的计算公式为：A=常把Ap合称为湿度常数，用表示，即=66Pa/。则上述公式可简写为ea=esw-ta-tw2.水汽压的日变化、年变化。由于影响蒸发的诸多因子均随时间变化，近地层大气的水汽压也有明显的日、年变化。其日变化有单峰型和双峰型两种。单峰型在海洋上、沿海地区和陆地上湍流交换不强的秋冬季节较常见。水汽压的大小直接取决于当地蒸发量，由于白天温度高，蒸发量多，水汽压也大；夜间温度低，蒸发量少，水汽压也小。一天中最高值出现在午后，最低值出现在清晨。双峰型主要在夏季湍流交换较强的陆地上，水汽压的日变化出现二高和二低的极值，最高值出现在910时和2122时，最低值出现在清晨温度最低时和午后湍流最强时。这是由于水汽压要受蒸发量和湍流垂直交换的双重影响。日出后地面增温，蒸发加快，使水汽压逐渐增大；同时由于地表增温，湍流交换加强，近地面层的水汽被输送到上层空间，使低层水汽压减小。所以在午后湍流最强时出现次低值，而湍流充分发展之前的910时出现次高值。下午湍流减弱，低层水汽又逐渐增大，到2122时以后，地面辐射冷却蒸发减弱，甚至有凝结现象发生，所以2122时出现最大值，清晨出现最小值。水汽压的年变化主要取决于蒸发量的多少，而蒸发量与温度的变化基本一致。因此，一年中最高值出现在温度高、蒸发强的78月，最低值出现在温度低、蒸发弱的12月。3.影响水面蒸发速率的主要因子：水源。水源是蒸发源，因此开阔水域、雪面、冰面或潮湿土壤、植被是蒸发产生的基本条件。在沙漠中，几乎没有蒸发。热源。蒸发需要消耗热量，如果没有热量供给，蒸发面会逐渐冷却，使蒸发面上的水汽压降低，蒸发就会减缓或逐渐停止。从某种意义上讲蒸发速度取决于热量的供给。实际上常以蒸发耗热多少来表示某地的蒸发速度。一般夏季和秋季蒸发耗热比较多。这是因为夏季和秋季土壤和水的温度比较高，所以有足够的热源供给蒸发。 饱和差。蒸发速度与饱和差成正比，饱和差越大，蒸发速度也越快。 风速与湍流扩散强度。大气中的水汽垂直和水平扩散能加快蒸发速度。无风时，蒸发面上的水汽主要靠分子扩散，水汽压减小得慢，饱和差小，因而蒸发缓慢。有风时，湍流加强，蒸发面上的水汽随风和湍流迅速扩散到广大的空间，蒸发面上水汽压很快减小，饱和差增大，蒸发加快。 溶质浓度。蒸发速度与溶质浓度成反比，如江河湖海比海水蒸发得快些，因为海水中含有盐分。此外，蒸发速度还受蒸发面形状影响，蒸发面曲率大的比曲率小的蒸发快，如小水滴比大水滴蒸发快。在影响水面蒸发的诸多因子中，水面的温度通常是起决定作用的因子。由于水面的温度有年、日变化，蒸发速度也有年、日变化。4.土壤表面蒸发。土壤表面蒸发取决于土壤含水量、气象条件、土壤结构、性质、颜色、方位及植被等因子。土壤中的水分变为水汽，逸出土壤表面是通过两种过程完成的。一种是土壤表面直接蒸发，即土壤内部的水分沿毛细管上升到土壤表面而后进行蒸发；另一种是在土壤内部的水分进行蒸发，再通过土壤中的孔隙扩散逸出土壤表面。由于土壤中的扩散能力很小，第二种蒸发作用是很小的。当土壤十分潮湿，含水量足够充分时，土壤中的水分是按第一种方式进行蒸发的，这与水面蒸发几乎相同，主要受气象条件的影响。在干旱地区或干旱时期，土壤中的水分主要是通过第二种方式进行蒸发，其蒸发速率要比同样条件下湿润土壤少得多，气象因素对蒸发的影响减小，蒸发速度主要取决于土壤含水量和土壤结构。土壤表面蒸发率的计算，可以通过地表能量平衡方程进行估算，也可以通过湍流扩散方程近似求取，或进行直接测量。5.植物蒸腾、农业蒸散。植物蒸腾：植物体内的水分主要是通过植物叶面气孔以气态水的形式向大气输送的，这个过程称为植物的蒸腾作用。蒸腾既是物理过程，又是生理过程，因此这个过程要受植物结构和生理作用的调节，比一般水分蒸发作用要复杂。植物一生从土壤中吸收大量水分，只有一少部分用于植物本身，绝大部分通过叶面气孔散失到大气中。水分最初从叶肉细胞壁开始，然后扩散到气孔，水汽通过气孔到达叶片表面，然后通过片流边界层再到达大气中，再通过湍流输送到大气上空。水分从叶片内到达大气中要克服4种不同阻力，称为阻抗。它们分别是：叶肉阻抗rm、气孔阻抗rs、片流边界层阻抗rb和大气阻抗ra，总称为水汽输送总阻抗，并用rt表示，它相当于电阻；水汽被输送相当于电流。电流的表达式为：电流=电压差/电阻（I=V/R）。植物体表片流层与外界大气间存在水汽压差，一般情况下叶片片流层是饱和的，而大气中水汽一般是不饱和的。两者间存在水汽梯度e。则水汽蒸发率为E=e/rt式中，E是水汽蒸发率，单位为kg/(ms); 是系数，=Mw/RT, e是叶温下的饱和水汽压esL与空气实际水汽压ea之差（Pa）;rt是水汽蒸腾总抗阻，rt=rm+rs+rb+ra，s/m。因此，植物蒸腾通量密度E可表示为E=农田蒸散：植物蒸腾和农田植被下土壤表面蒸发是同时发生的，将农田表面水分输送到大气中去的总过程称为农田蒸散，用ET表示。6水汽凝结的条件：1.空气中水汽达到饱和或过饱和状态。2.空气中具有吸湿性的凝结核。 凝结物种类：露、霜、雾凇、雨凇、云和雾。7云存在和发展条件：空气中水汽达到过饱和状态，不仅需要有凝结核，还必须有水汽的不断输送和补充，除此之外，还要有使空气中水汽发生凝结的冷却过程，即空气的垂直上升运动。同时，也只有空气的垂直上升运动，才有可能由地面向云体中不断输送水汽以维持云的存在和发展。8降水的种类：雨、雪、霰、雹 。 降水的形成过程：1、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流速。2、而且在下降的过程中不因蒸发而水滴耗尽。 9降水量的绝对变率：d= 降水量的相对变率：D= 10.土壤水对作物的影响（1）对生理活动的影响。土壤含水量对各种生理活动的影响是不一致的。大多数作物生长的要求的最适来含水量较高，蒸腾作用降低，而同化作用要求则更低。当土壤水分减少时对生长的影响最大，其次是蒸腾，再次是同化。实验表明，农作物萎蔫前蒸腾量减少到正常的的65%，同化减少到55%，而此时呼吸却增加到62%从而导致生长基本停止。（2）对根系的影响土壤含水量的多少，直接影响根系的发育。当土壤含水量降低到田间持水量以下时，根系生长速度显著增快，根冠比相应增大，在土壤较干的地方，根系往往发达。根在长期盐水、缺水的土壤中，跟的生命力减弱，在水气协调的土壤中，会出现生命力旺盛的白根。（3）对产品质量的影响 作物氮素和蛋白质含量与土壤含水量有直接关系。在生长期土壤含水量高时，氮素和蛋白质的含量都增高。土壤含水量少时，淀粉含量相应减少，木质素和半木质素增加，纤维素不变，果胶质减少。作物的导管发达，输导组织充实。纤维质量好。第五章 1，气压的概念，垂直变化？ 气压是指地球大气产生的压强，即单位面积上所承受的大气压力.垂直变化：大气层的厚度和空气的密度都随高度的增加而减少，气压随高度的增加而迅速降低。2，气压场的表示方法，基本形式？ 表示方法：等高面图（海拔高度处处相等的面称为等高面） 等压面图（空间气压相等点组成的面即等压面） 气压场的基本类型：低气压 低压槽 高气压 高压脊 鞍形气压场 3，气压系统的空间结构:温压场对称系统（暖性高压，冷性低压，暖性低压，冷性高压） 温压场不对称系统 (P100)4，空气质点所受的力：水平气压梯度力 水平地转偏向力 惯性离心力 摩擦力5，地转风：在自由大气等压线平直的气压场中，水平气压梯度力与水平地转偏向力相互平衡时所形成的风称为地转风 梯度风：在自由大气中，空气做曲线运动时，水平气压梯度力，地转偏向力和惯性离心力达到平衡时的风称为梯度风6地方性环流(海陆风，山谷风，焚风，峡谷风)（P105）7北半球的风带和气压带:风带（东北信风带，盛行西风带，极地东风带） 气压带（赤道低压带，副热带高压带，副极地低压带，极地高压带）8，三圈环流，季风环流(P108P110)9风对农业的影响：有利影响：1风对农田小气候的调节作用 ，风是影响农田中空气湍流交换强度的最重要用因素 2风对光合作用的影响，低风速条件下，光合作用强度随风俗增大而增强 3 风对蒸腾作用的影响 ，适当的风速使叶片表面的片流层变薄，水分扩散阻抗减小，蒸腾速率相应增大 4风对花粉种子传播的影响，帮助异花授粉作物进行授粉，例如玉米。增加结实率，提高产量。 不利影响：1，大风对作物的危害 2，加重土壤风蚀和干旱程度 3，传播病虫害 4，风沙害 5，封杀害的防护第六章1、 天气系统：表示大气中天气变化及其分布的独立系统气团：水平方向上物理性质比较均匀而范围较大的空气2、 峰：当两种不同性质的气团相遇时，相对暖的气团将沿着相对冷的气团往上爬，于是在气团交界面形成狭窄而倾斜的过渡区域