第二章-温度学习教案

1、会计学1第二章第二章-温度温度(wnd)第一页，共64页。1 1、土壤的主要热性质；、土壤的主要热性质；2 2、土壤、水体、土壤、水体(shu t)(shu t)及空气温度的变化及空气温度的变化特点；特点；3 3、影响土壤、水体、影响土壤、水体(shu t)(shu t)及空气温度日及空气温度日变化和年变化的环境因素；变化和年变化的环境因素；本章本章(bn zhn)重点重点第1页/共64页第二页，共64页。本章本章(bn zhn)主要内容主要内容1 1、土壤、土壤(trng)(trng)的升温和降温；的升温和降温；2 2、土壤、土壤(trng)(trng)、水体及空气温度的、水体及空气温度的变

2、化；变化；3 3、空气的绝热变化和大气稳定度；、空气的绝热变化和大气稳定度；4 4、气温与农业生产之间的关系、气温与农业生产之间的关系第2页/共64页第三页，共64页。第一节第一节 土壤土壤(trng)的升温和降温的升温和降温一、土壤一、土壤(trng)的热性质的热性质是指土壤在热学方面所具有的特性是指土壤在热学方面所具有的特性(txng)，包括热容量、，包括热容量、导热率和导温率。导热率和导温率。第3页/共64页第四页，共64页。单位单位(dnwi)质量（重量）或容积的土壤每升高（或降质量（重量）或容积的土壤每升高（或降低）低）1所需要（或放出的）的热量，被称为土壤热容所需要（或放出的）的热

3、量，被称为土壤热容量。量。 1 1、土壤、土壤(trng)(trng)热容量热容量以以C C代表质量（重量）热容量代表质量（重量）热容量 单位单位(dnwi)(dnwi)是是J/gJ/g） ，CVCV代表容积热容量代表容积热容量 单位单位(dnwi)(dnwi)是是J/J/（cm3cm3） 。C C与与CVCV的关系为的关系为: :C CV VC C 是土壤密度。是土壤密度。第4页/共64页第五页，共64页。l 土壤不同土壤不同(b tn)组分的热组分的热容量容量土壤组成物质土壤组成物质 重量热容量重量热容量 容积热容量容积热容量 J/（g） J/（cm3）粗石英砂粗石英砂 0.745 2.1

4、63高岭石高岭石 0.975 2.410石灰石灰 0.895 2.435腐殖质腐殖质 1.996 2.525土壤空气土壤空气 1.004 1.25510-3土壤水分土壤水分 4.184 4.184第5页/共64页第六页，共64页。 CvmCvVm+oCvVo+wCvVwaCvVa mCv、oCv、wCv和aCv分别为土壤矿物质、有机质、水和空气(kngq)的容积热容量，Vm、Vo、Vw、Va分别为土壤矿物质、有机质、水和空气(kngq)在单位体积土壤中所占的体积比。不同土壤的固、液、气三相物质组成比例是不同的，所以不同土壤的固、液、气三相物质组成比例是不同的，所以(suy)Cv(suy)Cv可

5、可表示为表示为: : 因空气因空气(kngq)的热容量很小，可忽略不计，故土壤热容量的热容量很小，可忽略不计，故土壤热容量可简化为：可简化为：Cv1.9Vm+2.5Vo+4.2VwJ/(cm3) 水分、空气、矿质土粒及有机质水分、空气、矿质土粒及有机质 土壤温度变化主要受含水量、质地的影响土壤温度变化主要受含水量、质地的影响l 影响土壤热容量的因素影响土壤热容量的因素l 土壤不同组分的热容量土壤不同组分的热容量第6页/共64页第七页，共64页。2、土壤、土壤(trng)导热率导热率导热性导热性: : 土壤吸收一定热量土壤吸收一定热量(rling)(rling)后，一部分用于它本身升温，一部后，

6、一部分用于它本身升温，一部分传送给其邻近土层。土壤具有将所吸热量分传送给其邻近土层。土壤具有将所吸热量(rling)(rling)传导到邻近土层的传导到邻近土层的性能，称为导热性。性能，称为导热性。导热率导热率: : 导热性大小用导热率（导热性大小用导热率（）表示，即在单位厚度（）表示，即在单位厚度（1cm1cm）土层，）土层，温差为温差为11时，每秒钟经单位断面（时，每秒钟经单位断面（1cm21cm2）通过的热量）通过的热量(rling)(rling)焦耳数焦耳数。其单位是。其单位是J/J/（cm2scm2s）。）。 第7页/共64页第八页，共64页。热量的传导是由高温处到低温热量的传导是由

7、高温处到低温(dwn)(dwn)处，设土壤或其它处，设土壤或其它物质两端的温度为物质两端的温度为t1t1、t2t2，土壤的厚度为，土壤的厚度为d d，在一定时间，在一定时间(T)(T)内流动的热量为内流动的热量为Q Q。则一定时间内单位面积。则一定时间内单位面积(A)(A)上流过上流过的热量为的热量为Q/ATQ/AT。两端间的温度梯度为。两端间的温度梯度为(t1-t2)/d(t1-t2)/d，故导热，故导热率率根据定义为：根据定义为：)-(/)-(/2121ttATQddttATQ或导热导热(dor)率的计算率的计算第8页/共64页第九页，共64页。l 土壤不同土壤不同(b tn)(b tn)

8、组成分的导热组成分的导热率率 土壤组成分土壤组成分导热率导热率J/(cm2s)石英石英 4.427102湿砂粒湿砂粒 1.674102干砂粒干砂粒 1.674103泥炭泥炭 6.276104腐殖质腐殖质 1.255102土壤水土壤水 5.021103土壤空气土壤空气 2.092104第9页/共64页第十页，共64页。矿物质虽然导热率最大，但它是相对稳定而不易变化的矿物质虽然导热率最大，但它是相对稳定而不易变化的。而土壤中的水、气总是处于变动状态。因此，土壤导。而土壤中的水、气总是处于变动状态。因此，土壤导热率的大小主要决定于土壤孔隙热率的大小主要决定于土壤孔隙(kngx)(kngx)的多少和含

9、水的多少和含水量的多少。量的多少。当土壤干燥缺水时，土粒间的土壤孔隙当土壤干燥缺水时，土粒间的土壤孔隙(kngx)(kngx)被空气占被空气占领，导热率就小；当土壤湿润时，土粒间的孔隙领，导热率就小；当土壤湿润时，土粒间的孔隙(kngx)(kngx)被水分占领，导热率增大。因而湿土比干土导热快。被水分占领，导热率增大。因而湿土比干土导热快。干土干土湿土湿土第10页/共64页第十一页，共64页。3、导、导 温温 率率土壤导热系数或热扩散系数，指在标准状况下土壤导热系数或热扩散系数，指在标准状况下，在土层垂直方向上每厘米距离内有，在土层垂直方向上每厘米距离内有1K的温度的温度梯度，每秒流入梯度，每

10、秒流入1cm2土壤断面面积的热量，使土壤断面面积的热量，使单位体积（单位体积（1cm3）土壤所发生的温度变化）土壤所发生的温度变化(binhu)。K=/Cv, :导热率，导热率， Cv：热容量（容积）。：热容量（容积）。第11页/共64页第十二页，共64页。土壤组土壤组成分成分容积热容量容积热容量（Jcm-1 K-1)重量热容重量热容量量(Jg-1K-1)导热率导热率（Jcm-1s-1K-1)导温率导温率(cm2 s-1)土壤空气土壤空气0.00131.000.00021-0.00025 0.1615-0.1923土壤水分土壤水分4.1874.1870.0054-0.00590.0013-0.

11、0014矿质土粒矿质土粒1.9300.7120.0167-0.02090.0087-0.0108土壤有土壤有机质机质2.5121.9300.0084-0.01260.0033-0.0050l 土壤土壤(trng)(trng)组成的组成的热特性热特性第12页/共64页第十三页，共64页。二、土壤二、土壤(trng)的升温的升温和降温和降温1、土壤表面的辐射、土壤表面的辐射(fsh)平衡平衡 地面辐射地面辐射(fsh)平衡平衡 太阳直接短波辐射太阳直接短波辐射(fsh)(I) 地面短波反射地面短波反射(I+H) 天空天空(大气大气)短波辐射短波辐射(fsh)(H) 地面长波辐射地面长波辐射(fsh

12、) E 逆辐射逆辐射(fsh)(长波辐射长波辐射(fsh) (G) I+H-投入地面的太阳总短波辐射投入地面的太阳总短波辐射(fsh)(环球辐射环球辐射(fsh) (I+H)-被地面反射出的短波辐射被地面反射出的短波辐射(fsh)，(为反为反射率射率) r=E-G-是土壤向大气进行长波辐射是土壤向大气进行长波辐射(fsh)量量(E)与与大气升温反向大气升温反向 土壤辐射土壤辐射(fsh)量量(G)的差值；的差值；以以R代表地面辐射代表地面辐射(fsh)能的总收入减去总支出的平衡能的总收入减去总支出的平衡差值差值 R=(I+H)-(I+H) + (G-E) = (I+H)(1-)- r第13页/

13、共64页第十四页，共64页。2 2、土壤、土壤(trng)(trng)热量平衡热量平衡当土面获得太阳当土面获得太阳(tiyng)辐辐射能转换为热能时，大部分射能转换为热能时，大部分热量消耗于土壤水分蒸发和热量消耗于土壤水分蒸发和土壤与大气之间的湍流热交土壤与大气之间的湍流热交换，一小部分被生物活动所换，一小部分被生物活动所消耗，只有很少部分通过热消耗，只有很少部分通过热交换传导至土壤下层。交换传导至土壤下层。 据右图，设太阳据右图，设太阳(tiyng)辐射辐射能有能有47%到地面，蒸腾消耗到地面，蒸腾消耗占占23%，长波净辐射占，长波净辐射占14%，对流传导占，对流传导占10%。第14页/共6

14、4页第十五页，共64页。 土壤收支平衡表示式土壤收支平衡表示式式中：式中： S- S-单位时间内土壤实际获得或失掉的热量；单位时间内土壤实际获得或失掉的热量； R- R-辐射平衡；辐射平衡； P- P-土壤与大气层之间的湍流土壤与大气层之间的湍流(tunli)(tunli)交换量；交换量； LE- LE-水分蒸发、蒸腾或水汽凝结而造成的热量损失水分蒸发、蒸腾或水汽凝结而造成的热量损失或增加量；或增加量； B B土面与土壤下层的之间的热交换量。土面与土壤下层的之间的热交换量。 S=RPLE+B2 2、土壤热量、土壤热量(rling)(rling)平衡平衡第15页/共64页第十六页，共64页。2

15、2、土壤、土壤(trng)(trng)热量平衡热量平衡 白天白天(bi tin)：R-P-B-LE=0夜间夜间(y jin)：-R+P+B+LE=0不考虑土壤厚度时不考虑土壤厚度时第16页/共64页第十七页，共64页。 白天白天(bi tin)：R-P-B-LE=Q夜间夜间(y jin)：-R+P+B+LE= -Q2 2、土壤热量、土壤热量(rling)(rling)平衡平衡考虑土壤厚度时考虑土壤厚度时第17页/共64页第十八页，共64页。第二节第二节 土壤、水层及气温土壤、水层及气温(qwn)变化变化1、土壤温度年变化、土壤温度年变化 升温阶段，一般为升温阶段，一般为1月至月至7月，月，7月

16、达最月达最高；高； 降温阶段，一般是为降温阶段，一般是为7月至次年月至次年1月，月，1月月达达 最低。最低。 土层愈深，最高温和最低温达到土层愈深，最高温和最低温达到(d do)的时间落后于表层土壤，称为的时间落后于表层土壤，称为“时滞时滞”。温。温度的变幅也随土层深度而缩小，至度的变幅也随土层深度而缩小，至520米深处，土温年变幅消失。米深处，土温年变幅消失。一、土壤温度变化一、土壤温度变化(binhu)第18页/共64页第十九页，共64页。2、土温、土温(twn)日变化日变化 土表温度最高值出现在当地时间土表温度最高值出现在当地时间1314时时，最低温出现在日出之前。，最低温出现在日出之前

17、。 土温土温(twn)日变幅以表土最大，至日变幅以表土最大，至40100cm深处变化幅度小甚至消失。深处变化幅度小甚至消失。一、土壤温度变化一、土壤温度变化(binhu)第19页/共64页第二十页，共64页。3、土壤温度的垂直、土壤温度的垂直(chuzh)分布分布 一天中土壤温度的垂直分布一般(ybn)分为日射型、辐射型、上午转变型和傍晚转变型等4种类型。一年中土壤温度的垂直变化可分为放热型（冬季，相当于辐射型），受热型（夏季，相当于日射型）和过渡型春季和秋季，相当于上午转变型和傍晚转变型）。第20页/共64页第二十一页，共64页。 4、影响土温变化、影响土温变化(binhu)的因素的因素 纬

18、纬度度(wid)坡坡向向坡坡度度(pd)纬度影响土壤表面接受太阳辐射的强度。纬度影响土壤表面接受太阳辐射的强度。 随纬度由低到高，自南而北土壤表面接随纬度由低到高，自南而北土壤表面接受的辐射强度减弱，土温由高到低受的辐射强度减弱，土温由高到低。北半球南坡接受太阳辐射最多，东南坡、北半球南坡接受太阳辐射最多，东南坡、西南坡次之，东坡、西坡、东北坡、西北西南坡次之，东坡、西坡、东北坡、西北依次递减，北坡最低。依次递减，北坡最低。北半球中纬度地区（北半球中纬度地区（3030600600）的南向坡，随）的南向坡，随着坡度增加，接受太阳辐射增加。着坡度增加，接受太阳辐射增加。第21页/共64页第二十二页

19、，共64页。地面覆盖地面覆盖(fgi)(fgi)后既减少吸热，也减少后既减少吸热，也减少散热。散热。海海拔拔高高度度土土壤壤(trng)因因素素地地面面(dmin)覆覆盖盖海拔增高，大气稀薄，透明度增加，散热海拔增高，大气稀薄，透明度增加，散热快，土壤吸收热量增多，所以高山土温比快，土壤吸收热量增多，所以高山土温比气温高。由于高山气温低，地面裸露时，气温高。由于高山气温低，地面裸露时，地面辐射增强，随着高度增加，土温比平地面辐射增强，随着高度增加，土温比平地的低。地的低。 影响土温变化的土壤因素，包括土壤结构、影响土温变化的土壤因素，包括土壤结构、质地、松紧度、颜色、湿度、地表状态及质地、松紧

20、度、颜色、湿度、地表状态及土壤水汽含量等土壤水汽含量等 。第22页/共64页第二十三页，共64页。 二、水层温度二、水层温度(wnd)变变化化 水层温度变化主要受水的容积水层温度变化主要受水的容积(rngj)(rngj)热容量大的影响，以及水是半透明流体热容量大的影响，以及水是半透明流体、具有乱流混合作用的综合影响。能把、具有乱流混合作用的综合影响。能把表层吸收的太阳辐射传递到深层水。这表层吸收的太阳辐射传递到深层水。这种由表面向深层的热传递使水域的温度种由表面向深层的热传递使水域的温度年较差和日较差变化比相应的土壤温度年较差和日较差变化比相应的土壤温度较差小得多，在最冷月和最热月落后时较差小

21、得多，在最冷月和最热月落后时间一致时，如一个月，土壤只需加深间一致时，如一个月，土壤只需加深1 1米米，而水层必须加深，而水层必须加深6060米。米。第23页/共64页第二十四页，共64页。 1、水温升降、水温升降(shngjing)特性特性 （1 1）水的容积）水的容积(rngj)(rngj)热容量约比土壤大热容量约比土壤大1 1倍倍，因此当两者的吸热或放热相等时，水面升温，因此当两者的吸热或放热相等时，水面升温或降温幅度应比土壤小或降温幅度应比土壤小1 1倍。倍。 （2 2）水为一半透明液体，在陆地上，太阳）水为一半透明液体，在陆地上，太阳辐射被很薄的表土层所吸收（约十分之几毫辐射被很薄的

22、表土层所吸收（约十分之几毫米的薄层），土壤增热剧烈；但对于水来说米的薄层），土壤增热剧烈；但对于水来说，太阳辐射可以，太阳辐射可以(ky)(ky)透入相当深的水层（透入相当深的水层（几十米），约只一半的能量为几十米），约只一半的能量为1010厘米以上的厘米以上的水层所吸收，所以水面温度的升高要比地面水层所吸收，所以水面温度的升高要比地面缓和得多。缓和得多。第24页/共64页第二十五页，共64页。 1、水温升降、水温升降(shngjing)特性特性 （3 3）水面消耗）水面消耗(xioho)(xioho)于蒸发的热量大于陆于蒸发的热量大于陆地，水面的增热因此缓和，这种差别在降水稀地，水面的增热因

23、此缓和，这种差别在降水稀少的陆地和海洋之间表现最为突出。少的陆地和海洋之间表现最为突出。 （4 4）水中的热量传递方式与土壤完全不）水中的热量传递方式与土壤完全不同。土壤中，热量传递的基本方式是分同。土壤中，热量传递的基本方式是分子子(fnz)(fnz)传导，而在水中，则主要通过传导，而在水中，则主要通过乱流混合和对流作用，这种方式比分子乱流混合和对流作用，这种方式比分子(fnz)(fnz)传热要快得多，能使水面温度升传热要快得多，能使水面温度升降减慢几十倍。降减慢几十倍。第25页/共64页第二十六页，共64页。 2、水温日变化、水温日变化(binhu)和年变化和年变化(binhu) 海海水水

24、温温度度分分布布规规律律 水水平平分分布布 同一海区同一海区 夏季水温高、冬季水温低夏季水温高、冬季水温低 不同纬度海区不同纬度海区纬度较低处水温较高，纬度较高纬度较低处水温较高，纬度较高处水温较低处水温较低 纬度相当海区纬度相当海区暖流经过海区水温较高寒流经过暖流经过海区水温较高寒流经过海区水温较低海区水温较低 垂垂直直分分布布 总趋势总趋势水温由表层向深层递减，水温由表层向深层递减，1 000米以下垂直温差减小米以下垂直温差减小 时空变化时空变化主要存在于海水表层，水层越深，主要存在于海水表层，水层越深，变化越小变化越小 第26页/共64页第二十七页，共64页。 第27页/共64页第二十八

25、页，共64页。 垂直垂直(chuzh)(chuzh)变化变化第28页/共64页第二十九页，共64页。 3、调节、调节(tioji)农田水农田水温的方法温的方法 主要使灌溉水得到停积暴晒加温的主要使灌溉水得到停积暴晒加温的条件。修筑中小型水库，积蓄泉水条件。修筑中小型水库，积蓄泉水，开迂回的灌溉水沟，都可以使低，开迂回的灌溉水沟，都可以使低温的水，停积暴晒的时间加长，升温的水，停积暴晒的时间加长，升高高(shn o)(shn o)温度。温度。第29页/共64页第三十页，共64页。 三、空气三、空气(kngq)温度变温度变化化 （一）空气温度（一）空气温度 温度是表示温度是表示(biosh)物质冷

26、热程度的物物质冷热程度的物理量，具体指理量，具体指 温标上的标度。目前工作中都采用温标上的标度。目前工作中都采用1968年的年的国际实用温标，即国际实用摄氏度。国际实用温标，即国际实用摄氏度。 第30页/共64页第三十一页，共64页。 绝对温度绝对温度(juduwnd)(juduwnd)、摄氏温度、华、摄氏温度、华氏温度：氏温度： （1 1）绝对温度）绝对温度(juduwnd)=(juduwnd)=摄氏温度摄氏温度+273.15+273.15 （2 2）摄氏温度）摄氏温度=5/9=5/9（华氏温度（华氏温度-32-32） （3 3）华氏温度）华氏温度=9/5=9/5摄氏温度摄氏温度+32+32

27、第31页/共64页第三十二页，共64页。空气温度的日变化空气温度的日变化(binhu)(binhu)与土壤温度与土壤温度的日变化的日变化(binhu)(binhu)一样，只是最高、最一样，只是最高、最低温度出现的时间推迟，通常最高温度出低温度出现的时间推迟，通常最高温度出现在现在14151415时，最低温度出现在日出前后时，最低温度出现在日出前后的的5656时。时。（二）空气（二）空气(kngq)温度的日变化规律温度的日变化规律第32页/共64页第三十三页，共64页。第33页/共64页第三十四页，共64页。 大陆性气候区和季风性气候区，一年大陆性气候区和季风性气候区，一年中最热月和最冷月分别出

28、现在中最热月和最冷月分别出现在7 7月和月和1 1月，海洋性气候区落后月，海洋性气候区落后(lu hu)1(lu hu)1个个月左右，分别在月左右，分别在8 8月和月和2 2月。月。（三）空气（三）空气(kngq)温度的年变化规律温度的年变化规律第34页/共64页第三十五页，共64页。（四）空气温度的水平（四）空气温度的水平(shupng)分布分布等温线分布的总趋势大致与纬圈平行。等温线分布的总趋势大致与纬圈平行。 同纬度夏季海面气温低于陆面，冬季海面气温高于陆面，等温同纬度夏季海面气温低于陆面，冬季海面气温高于陆面，等温线发生弯曲。线发生弯曲。 洋流对海面气温的分布有很大影响。洋流对海面气温

29、的分布有很大影响。 近赤道地区有一个高温带近赤道地区有一个高温带(wndi)(wndi)，月平均温度高于，月平均温度高于2424，称，称为热赤道。为热赤道。 南半球无论冬、夏，最低气温均出现在南极；北半球最低气温南半球无论冬、夏，最低气温均出现在南极；北半球最低气温冬季出现在高纬度大陆，夏季出现在北极地区。冬季出现在高纬度大陆，夏季出现在北极地区。气温水平气温水平(shupng)分布的特点：分布的特点：第35页/共64页第三十六页，共64页。世界世界(shji)1(shji)1月海平面气温分布图月海平面气温分布图 第36页/共64页第三十七页，共64页。世界世界(shji)7(shji)7月海

30、平面气温分布图月海平面气温分布图 第37页/共64页第三十八页，共64页。气温除具有气温除具有(jyu)(jyu)周期性日、年变周期性日、年变化规律外，在空气大规模冷暖平流化规律外，在空气大规模冷暖平流影响下，还会产生非周期性变化。影响下，还会产生非周期性变化。如我国江南地区如我国江南地区3 3月份出现的月份出现的“倒春倒春寒寒”天气，秋季出现的天气，秋季出现的“秋老虎秋老虎”天气，便是气温非周期性变化的结天气，便是气温非周期性变化的结果。果。（五）气温（五）气温(qwn)的非周期性变化的非周期性变化第38页/共64页第三十九页，共64页。 逆温是指在一定条件下，气温随高度的增高而增加，气温直

31、减逆温是指在一定条件下，气温随高度的增高而增加，气温直减率为负值的现象。逆温按其形成原因，可分为辐射逆温、平率为负值的现象。逆温按其形成原因，可分为辐射逆温、平流逆温、湍流逆温、下沉逆温等类型。流逆温、湍流逆温、下沉逆温等类型。 （1 1）辐射逆温：是指夜间由地面、雪面或冰面、）辐射逆温：是指夜间由地面、雪面或冰面、 云层顶等辐射冷却形成的逆温。云层顶等辐射冷却形成的逆温。 （2 2）平流逆温：是指当暖空气平流到冷的下垫面）平流逆温：是指当暖空气平流到冷的下垫面 时，使下层空气冷却而形成的逆温。时，使下层空气冷却而形成的逆温。 （3 3）下沉逆温：低凹谷地内，由于夜间冷空气下沉聚集于谷底）下沉

32、逆温：低凹谷地内，由于夜间冷空气下沉聚集于谷底( d)( d)，把原来低谷内的暖空气抬高，从谷底，把原来低谷内的暖空气抬高，从谷底( d)( d)向上向上就形成逆温。由于逆温层的存在，致使坡地上某一高度，夜就形成逆温。由于逆温层的存在，致使坡地上某一高度，夜间气温较高，称为暖带。间气温较高，称为暖带。（六）大气（六）大气(dq)中的逆温中的逆温1. 概念及形成概念及形成(xngchng)条件条件第39页/共64页第四十页，共64页。2. 逆温对天气逆温对天气(tinq)的影响的影响（1 1）阻碍了空气的垂直运动发展；）阻碍了空气的垂直运动发展；（2 2）下面）下面(xi mian)(xi mi

33、an)常常聚集着大量常常聚集着大量的烟、尘、的烟、尘、 水汽凝结物，使能见度大大下降。水汽凝结物，使能见度大大下降。第40页/共64页第四十一页，共64页。3. 逆温在农业生产逆温在农业生产(shngchn)上的意义上的意义l 寒冷季节进行甘薯、萝卜等农产品加工寒冷季节进行甘薯、萝卜等农产品加工、晒干的时候，避免辐射型冻害，近地面、晒干的时候，避免辐射型冻害，近地面温度较离地温度较离地2 2米的温度要低米的温度要低3-5oC3-5oC；l 熏烟防霜时，由于逆温的存在，使烟雾熏烟防霜时，由于逆温的存在，使烟雾正好弥散在贴地层正好弥散在贴地层(dcng)(dcng)，保温效果好，保温效果好。l 在

34、防治病虫害时，为使药剂均匀洒到植在防治病虫害时，为使药剂均匀洒到植株上，利用清晨的逆温，使药剂不致向上株上，利用清晨的逆温，使药剂不致向上喷洒，从而均匀地落在植株上。喷洒，从而均匀地落在植株上。第41页/共64页第四十二页，共64页。第三节第三节 空气空气(kngq)的绝热变化和大气稳定度的绝热变化和大气稳定度一、绝热过程一、绝热过程(ju r u chn)（Adiabatic process） 1、在气象上，将任一气块与外界之间无热量交换时的状态变化过程，称为绝热过程。在大气中，作垂直(chuzh)运动的气块，其状态变化通常接近于绝热过程。第42页/共64页第四十三页，共64页。 绝热过程中

35、气块的温度绝热过程中气块的温度(wnd)(wnd)是随外是随外界气压的改变而变化。热力学第一定界气压的改变而变化。热力学第一定律律: : PdPRTdTCp绝热方程（绝热方程（1）pdpRTdTCdQp一、绝热过程一、绝热过程(ju r u chn)（Adiabatic process） 第43页/共64页第四十四页，共64页。二、干绝热方程与干绝热直减率二、干绝热方程与干绝热直减率 干绝热直减率干绝热直减率（d d ）在大气静力平衡的条件下，干空气和未饱在大气静力平衡的条件下，干空气和未饱和的湿空气因作干绝热升降运动和的湿空气因作干绝热升降运动(yndng)(yndng)而引起气块温度随高度

36、的变化而引起气块温度随高度的变化率，称之为干绝热直减率。率，称之为干绝热直减率。第44页/共64页第四十五页，共64页。三、湿绝热直减率三、湿绝热直减率 概念概念(ginin) 湿绝热过程湿绝热过程(ju r u chn) 饱和湿空气在上升或下降的绝热变化过程中饱和湿空气在上升或下降的绝热变化过程中，会产生水的相变，从而释放，会产生水的相变，从而释放(shfng)(shfng)或吸收或吸收热量使空气块的内能发生变化，称此过程为湿绝热量使空气块的内能发生变化，称此过程为湿绝热过程。热过程。 湿绝热过程中的温度变化率。湿绝热过程中的温度变化率。 对对m m变化的解释变化的解释 m m不是常数，它是

37、气压和温度的函数，随着气压不是常数，它是气压和温度的函数，随着气压的减小、温度的升高而减小。的减小、温度的升高而减小。 湿绝热直减率湿绝热直减率（m m ）第45页/共64页第四十六页，共64页。三、湿绝热直减率三、湿绝热直减率 第46页/共64页第四十七页，共64页。五、大气五、大气(dq)稳定度稳定度 处在静力平衡状态中的空气块因受外力因子的处在静力平衡状态中的空气块因受外力因子的扰动后，大气层结（温度和湿度的垂直分布）有使扰动后，大气层结（温度和湿度的垂直分布）有使其返回或远离其返回或远离(yun l)原来平衡位置的趋势或程度原来平衡位置的趋势或程度，称之为大气静力稳定度。，称之为大气静

38、力稳定度。 定义定义(dngy) 分类分类 假如有一块空气在外力的作用下，产生垂直假如有一块空气在外力的作用下，产生垂直运动，但外力除去后：运动，但外力除去后：第47页/共64页第四十八页，共64页。 稳定稳定(wndng) 若气块逐渐减速，趋于回到原位，这时气块所若气块逐渐减速，趋于回到原位，这时气块所处的气层，对于处的气层，对于(duy)该气块而言是稳定的。该气块而言是稳定的。 中性中性(zhngxng) 若既无回到原位，又无继续加速先前的运若既无回到原位，又无继续加速先前的运动趋势，而是保持原有运动状态，这时气块所动趋势，而是保持原有运动状态，这时气块所处的处的气层气层，对于该气块而言是

39、，对于该气块而言是中性中性的。的。 不稳定不稳定 若气块按原方向加速运动，这时气块所处的若气块按原方向加速运动，这时气块所处的气层气层，对于该气块而言是，对于该气块而言是不稳定不稳定的。的。第48页/共64页第四十九页，共64页。2、空气稳定度的判别、空气稳定度的判别(pnbi)标准标准通常用气温直减率（通常用气温直减率（）与上升气块的干绝）与上升气块的干绝热直减率（热直减率（dd）或湿绝热直减率（）或湿绝热直减率（mm）的）的对比对比(dub)(dub)来判断。来判断。 第49页/共64页第五十页，共64页。某团空气某团空气(kngq)未饱和时的稳定度未饱和时的稳定度扰动扰动(rodng)方

40、向方向合力合力(hl)方向方向第50页/共64页第五十一页，共64页。 对于对于(duy)未饱和空未饱和空气气d d 不稳定不稳定(wndng)(wndng)；=d =d 中性；中性；d m m 不稳定；不稳定；=m m 中性；中性；m m 稳定。稳定。第51页/共64页第五十二页，共64页。l愈大，大气愈不稳定；愈大，大气愈不稳定；愈小，大气愈稳定。如果愈小，大气愈稳定。如果很小，甚至等于零（等温）或小于零（逆温），那将很小，甚至等于零（等温）或小于零（逆温），那将是对流发展的障碍。所以习惯上常将逆温、等温以及是对流发展的障碍。所以习惯上常将逆温、等温以及很小的气层称为阻挡层。很小的气层称为

41、阻挡层。l 当当mm时，不论空气是否达到饱和，大气总是处时，不论空气是否达到饱和，大气总是处于稳定状态的，因而称为绝对稳定；当于稳定状态的，因而称为绝对稳定；当dd时则相反时则相反，因而称为绝对不稳定。，因而称为绝对不稳定。l 当当ddmm时，对于作垂直时，对于作垂直(chuzh)(chuzh)运动的饱运动的饱和空气来说，大气是处于不稳定状态的；对于作垂直和空气来说，大气是处于不稳定状态的；对于作垂直(chuzh)(chuzh)运动的未饱和空气来说，大气又是处于稳定状运动的未饱和空气来说，大气又是处于稳定状态的。这种情况称为条件性不稳定状态。态的。这种情况称为条件性不稳定状态。 3、总结、总结

42、(zngji)第52页/共64页第五十三页，共64页。第四节第四节 气温与农业生产气温与农业生产(shngchn)之间的关系之间的关系一、温度一、温度(wnd)对植物生对植物生产的影响产的影响（一）植物的三基点（一）植物的三基点(jdin)温度与农业界温度与农业界限温度限温度 1植物的三基点植物的三基点(jdin)温度温度: 植物生植物生长发育都有三个温长发育都有三个温 度基本点，即维持生长发育的生物学度基本点，即维持生长发育的生物学下限温下限温 度（最低温度）、最适温度和生物学度（最低温度）、最适温度和生物学上限温上限温 度（最高温度），这三者合称为三基度（最高温度），这三者合称为三基点点(

43、jdin)温度。温度。 第53页/共64页第五十四页，共64页。 0：土壤冻结或解冻的标志：土壤冻结或解冻的标志(biozh)。 5：喜凉植物开始生长的标志：喜凉植物开始生长的标志(biozh)。 10：喜温植物开始播种或停止生长的标志：喜温植物开始播种或停止生长的标志(biozh)。 15：大于：大于15期间为喜温植物的活跃生长期。期间为喜温植物的活跃生长期。 20：热带植物开始生长的标志：热带植物开始生长的标志(biozh)。2 2农业农业(nngy)(nngy)界限温度界限温度（一）植物的三基点（一）植物的三基点(jdin)温度与农业界限温度温度与农业界限温度第54页/共64页第五十五页

44、，共64页。1 1积温积温 一定时期积累的温度，即一定时期的温度总和，称一定时期积累的温度，即一定时期的温度总和，称为积温。积温能表明植物在生育期内对热量的总要求，它为积温。积温能表明植物在生育期内对热量的总要求，它包括活动积温和有效积温。包括活动积温和有效积温。2 2活动积温和有效积温活动积温和有效积温 高于最低温度（生物学下限温度）高于最低温度（生物学下限温度）的日平均温度，叫活动温度。植物生长发育期间的活动温的日平均温度，叫活动温度。植物生长发育期间的活动温度的总和，叫活动积温。活动温度与最低温度（生物学下度的总和，叫活动积温。活动温度与最低温度（生物学下限温度）之差，叫有效温度。植物生

45、育期内有效温度积累限温度）之差，叫有效温度。植物生育期内有效温度积累的总和，叫有效积温。的总和，叫有效积温。3 3积温的应用积温的应用 积温作为一个重要的热量指标，在植物生产积温作为一个重要的热量指标，在植物生产中有着广泛的用途，主要体现在：（中有着广泛的用途，主要体现在：（1 1）用来分析）用来分析(fnx)(fnx)农业气候热量资源；（农业气候热量资源；（2 2）作为植物引种的科学依据；（）作为植物引种的科学依据；（3 3）为农业气象预报服务。）为农业气象预报服务。 （二）积温（二）积温(jwn)和有效和有效积温积温(jwn)第55页/共64页第五十六页，共64页。1 1植物的感温性和温周

46、期现象植物的感温性和温周期现象（1 1）植物的感温性）植物的感温性 植物感温性是指植物长期适应环植物感温性是指植物长期适应环境温度境温度(wnd)(wnd)的规律性变化，形成其生长发育对温的规律性变化，形成其生长发育对温度度(wnd)(wnd)的感应特性。春化作用是植物感温性的一的感应特性。春化作用是植物感温性的一种表现。种表现。（2 2）温周期现象）温周期现象 温周期现象是指在自然条件下气温温周期现象是指在自然条件下气温呈周期性变化，许多植物适应温度呈周期性变化，许多植物适应温度(wnd)(wnd)的这种节的这种节律性变化，并通过遗传成为其生物学特性的现象。律性变化，并通过遗传成为其生物学特

47、性的现象。植物温周期现象主要是指日温周期现象。植物温周期现象主要是指日温周期现象。（三）温度变化与植物（三）温度变化与植物(zhw)生产生产第56页/共64页第五十七页，共64页。（1 1）土壤温度对植物吸收水分的影响）土壤温度对植物吸收水分的影响 （2 2）土壤温度对植物吸收养分的影响）土壤温度对植物吸收养分的影响（3 3）土壤温度对植物形成块茎）土壤温度对植物形成块茎(kuijng)(kuijng)、块根的影响、块根的影响（4 4）土壤温度对植物生长发育的影响）土壤温度对植物生长发育的影响 （5 5）土壤温度影响昆虫的发生、发展）土壤温度影响昆虫的发生、发展 2 2土壤温度与植物土壤温度与植物(zhw)(zhw)生长发育生长发育第57页/共64页第五十八页，共64页。3 3温度温度(wnd)(wnd)日变化与植物生长发育日变化与植物生长发育（1）日平均温度的影响）日平均温度的影响(yngxing)l 在日平均温度比较在日平均温度比较(bjio)(bjio)低的地区，较接近最低温低的地区，较接近最低温度度l 时，夜间温度接近或低于下限温度，作物很少时，夜间温度接近或低于下限温度，作物很少l 或不能生长，而主要靠白天温度较高时生长。或不能生长，而主要靠白天温度较高时生长。l 在日平均温度比较高的地区，较接近最高温度，在日平均温度比较高的地区，较接近最高温度